1 只蟑螂 1 年可繁衍出 1000 万只蟑螂，繁殖速度为何如此快？

生长发育可塑性为了更好地适应环境，昆虫在长期的进化中拥有一定的可塑性，而昆虫应对环境胁迫的机制则因种而异。如果蝇末龄幼虫中的临界体质量（criticalweight）可以响应营养和变态。临界体质量之前饥饿，果蝇的发育延迟或死亡，临界体质量之后饥饿则变态提前；而鳞翅目烟草天蛾Manduca中，临界体质量之前饥饿与果蝇类似，临界体质量之后饥饿则不影响变态；而对于没有临界体质量的黄粉虫（Tenebriomolitor）和赤拟谷盗（Triboliumconfusum），它们可以通过改变龄期数，只要身体达到一定的大小就可以变态，如果饥饿胁迫则导致超龄若虫响应饥饿的胁迫。超强的发育可塑性是蟑螂得以在复杂环境下生存的重要原因。蟑螂在只有水的情况下可存活2个多月。美洲大蠊在羽化前需要经历6～14次蜕皮，寿命高达700d。当体质量达到一定值，便可引起变态。食物匮乏时，与甲虫类似，末龄饥饿会延长发育时间。美洲大蠊倒数第4个龄期就已具备变态能力，与美洲大蠊应对各种环境胁迫因子密切相关。蟑螂的生长发育受蜕皮激素、保幼激素及营养信号的协同调控。本课题组在美洲大蠊基因组中发现大量蜕皮激素、保幼激素、胰岛素、几丁质合成代谢、腺苷酸激活蛋白激酶（AMP-activatedproteinkinase，AMPK）以及雷帕霉素靶标激酶（targetofrapamycin，TOR）信号通路等参与调控昆虫生长发育的基因。保幼激素合成与代谢通路里的2个重要因子（Jhamt、Jhe）以及类胰岛素多肽的基因数都有明显的扩张。这说明美洲大蠊较强的发育可塑性有助于其应对各种环境胁迫因子。

精妙的两性求偶和交配蟑螂是绝佳的化学通讯高手，其中主导求偶交配行为的性信息素是两性通讯的生化基础。根据挥发性质，通常将性信息素分为挥发性信息素和接触性信息素。德国小蠊是重要的室内害虫之一，也是为数不多性行为特征鲜明、性信息素组分明确的物种之一。其求偶交配行为包括4个必不可少的阶段：雌雄虫聚在一起、雄虫触角接触性识别、雄虫举翅和雌虫取食雄虫背腺分泌物。具体来讲，性成熟的雌雄个体通过雌虫产生的挥发性性信息素由远距离吸引到一起，然后雄虫通过触角对雌虫进行有效识别后旋转180°并迅速举起翅膀，暴露出腹部第7、8背板的特殊腺体，雌虫随后爬上雄虫背板取食其腺体分泌物并调整合适姿势与雄虫进行交配。在上述过程中，挥发性信息素和接触性信息素精确分工、各司其职，前者主要吸引雄虫远距离定向，后者激发和诱导雄虫近距离求偶和两性交配，二者协同作用，缺一不可，从而保证了德国小蠊精妙的两性通讯过程和高效的求偶交配行为。德国小蠊挥发性信息素为单一成分龙胆醌异戊酸（又称小蠊醌），由腹部末端背板下的特殊腺体合成分泌。挥发性信息素并不能诱导或激发近距离雄虫的举翅行为。截至目前，已在德国小蠊体表提取物中鉴定出可独立诱导雄虫求偶行为的6种结构相似的长链脂肪族化合物，具有相同的3，11-二甲基碳骨架，可简单分为甲基酮类、醇类和醛类性信息素。截至到目前，未见已发表的参与德国小蠊接触性性信息素合成途径的基因。美洲大蠊性信息素periplanone-A和periplanone-B（PA/PB）于1974年即被鉴定出来，其在雌虫肠道产生且存留于粪便之中；雌虫在性成熟后通过释放该性信息素吸引较远距离的雄虫前来交配，雄虫在接收到性信息素后则通常表现出极度兴奋、振翅和行动迅速等行为特征。在此过程中，雄性美洲大蠊通过位于触角上的锥形感器接收性信息素PB。

惊人的繁殖力蟑螂具有极强的繁殖能力：产卵量多且卵历期短。其中美洲大蠊性成熟的雌性成虫平均每周产1枚卵鞘（一生可产30～60枚），每枚卵鞘中含卵14～16粒，在温度28～30℃条件下，32～38d即可孵化。美洲大蠊雌虫除了两性生殖外，还可进行孤雌生殖；而德国小蠊严格营两性生殖。德国小蠊雌虫只需1次交配即可多次受精，在实验室27ºC条件下，德国小蠊雌虫在羽化后5～6d达到交配高峰期，第9天卵荚形成，卵荚随母体携带20d左右孵化，每粒卵荚孵出约40只若虫，尽管未经交配的雌虫可产生结构不完整的卵荚，但卵荚通常在数天后从母体脱落且不能正常孵化出若虫。

特异的卵鞘卵鞘是蜚蠊目昆虫重要的生殖策略。卵鞘对种群的生存、适应乃至繁盛至关重要。对于绝大部分蟑螂来说，它们的生命周期中都要经历一个特殊的阶段——胚胎发育，在这一时期，卵鞘几乎是卵的唯一屏障，它不仅为胚胎提供水分、氧气，还有抵御外界伤害的机械保护作用，可防止水分及药剂进入等，对幼虫的孵化至关重要。