在石炭纪前期出现的蟑螂祖先主要是以腐殖质维生,但它的食物也包括一些动物的尸体或植物的新芽、嫩芽,也就是说它是兼备腐食性、肉食性、植食性三种食性的杂食性昆虫。由于食物范围广泛,它能在各种环境条件下生存。
◆杂食性中的偏好
蟑螂虽然是典型的杂食性昆虫,但它对食物仍然有其偏好性。面包、蒸熟的马铃薯、各种食用油、奶油、香蕉等我们日常生活的食物都是它所嗜食的。由于多种蟑螂偏好多油脂的食物,专家便投其所好,利用这种偏食性来开发防治居家性蟑螂用的毒饵。然而在尚未与人类生活产生联系以前,在野外生活的蟑螂,据推测应是取食森林里各种植物的种子、果实、树液、昆虫尸体、朽木维生。
居家性蟑螂的食物多半营养丰富、容易消化,因此它们很容易维生,那么在野外以不易消化的纤维质、木质素(lignin)等为主食的蟑螂,是不是就难以维生?其实不然,蟑螂自有一套完善的消化系统来对付不易消化的食物。
◆咀嚼式口器
昆虫的口器有好几种,有如椿象、蚊子等适于吸取液体的刺吸式口器,如蝗虫、胡蜂之咬嚼食物的咀嚼型口器,蝇类以唇瓣吸食食物的舔吸式及蝴蝶的虹吸式等。其中咀嚼式是基本型,其他类型的口器都是从咀嚼型演化来的。蟑螂是原始型昆虫,口器当然是咀嚼型,由一对上颚、一对下颚、上唇、下唇、下咽头,以及从下颚及下唇长出的各一对下颚须和下唇须组成。我们吃东西时是向上下方向移动上、下颌,咀嚼型口器的昆虫则是向左右方向移动,虽然移动方向不同,但仍相当于我们长牙齿的上、下颌。
与蟑螂有远亲关系的螳螂、蟋蟀、蝗虫的口器也是咀嚼式,其中螳螂、螽斯是肉食性昆虫,上颚锐利强劲,以咬食时力气大而有名。其实蟑螂的上颚咬碎食物时的力气绝不输螳螂,而且蟑螂的口器还适于吸饮液体,因此它能在自然界喝雨水露滴解渴,或在家屋吸饮厨房里的水,甚至去喝人们杯子里剩下的饮料。昆虫的主要嗅觉器虽是触角,但在辨别食物时下颚须和下唇须则是最主要的嗅觉器及味觉器。蟑螂取食时会先以触角闻出食物的所在地,然后以下颚须和下唇须确认气味及味道,才展开摄食的行为。
◆蟑螂如何消化食物
前面在替蟑螂作总体检时提过,蟑螂的消化道与其他昆虫相同,主要由前肠、中肠、后肠三部分组成,功能与我们的消化道相同,以蠕动、搅拌等方式把消化道里的食物往后方推。虽然开口于口器的唾液腺也会分泌消化酶,但多种消化酶是在中肠部分泌的。在酶的分解下,食物的营养成分在相当于我们小肠的中肠部被吸收,食物残渣中的水分则由后肠部回收,以免水分流失,从马氏管吸收的代谢物再随着粪便排出体外。
蟑螂的食物中难免含有不易消化的纤维质、木质素等物质,尤其是以腐殖质为食物、在野外生活的蟑螂。这些不易消化的物质先在有特殊构造的前肠部受到第一次消化作用。前肠由食道开始,后半部扩大为暂时贮放食物的嗉囊,然后送到前胃。蟑螂的前胃有六条排成放射状的齿列,连接于有括约肌般功能的肌肉,食物在此进行第二次咀嚼,然后再回到嗉囊与消化液混拌后送到中肠部,这个过程类似牛的反刍作用。不过牛有四个胃,且从第二胃回到口腔反刍后才进入第三、第四胃,但蟑螂只有嗉囊与前胃。不过蟑螂的前胃有锐齿,可嚼碎不易消化的食物,宛如另一个口器或鸟类的砂囊。
由于蟑螂摄取的食物种类繁多,为了充分利用食物中的营养,中肠分泌的消化酶多达数十种,包括消化蛋白质的蛋白酶、分解脂肪的脂肪酶、分解淀粉的淀粉酶等。此外,以森林朽木为主食的一些蟑螂,在后肠脂肪体中有数种原生动物鞭毛虫(Hypermastigida spp. Polymastigia spp.)大量寄生,由于它们分泌分解纤维素为葡萄糖的消化酶纤维素酶(cellulase),因此蟑螂能取食朽木维生。将此机制发扬光大、发展成专以木材维生的,就是从蟑螂演化的白蚁。
关于上述蟑螂与鞭毛虫的共生关系,可在实验室中得到验证。当以高压处理或施用抗生素杀死消化道中的鞭毛虫时,蟑螂因为失去共生的盟友,也无法生存下去;然而若改以葡萄糖喂饲,蟑螂还能存活一段时期。有些居家性蟑螂有时也咬食书籍、纸张果腹,这种食性也是后肠中的共生鞭毛虫促成的,鞭毛虫在卵期时就从雌虫进入寄生。
◆蟑螂也重视营养
蟑螂所需的营养成分与其他多种昆虫类似,与人类也大同小异,即需要蛋白质、糖、脂肪与各种维生素、无机盐类。就由多种氨基酸组合而成的蛋白质而言,蟑螂可在脂肪体等处合成多种氨基酸,然而无法合成组氨酸(histidine)、亮氨酸(leusine)、色氨酸(tryptophan)、缬氨酸(valine)、丙氨酸(alanine)、苏氨酸(threonine)等必需氨基酸,而不得不从食物中摄取,再将它们消化分解成各种氨基酸,然后重新组合成合乎蟑螂生理要求的氨基酸。这些必需氨基酸的种类与哺乳类动物所需的几乎相同。蟑螂对糖类的需求也和高等动物很接近,所需的多糖、糖醇类、糖、麦芽糖、葡萄糖、甘油都属于高营养价值。与其他昆虫相同,为了发育和繁殖,蟑螂也需要维生素B、维生素B2、维生素B。、泛酸、烟碱酸、叶酸、维生素 H等,不过所需的分量不多,远不及高等动物。除非专门以特殊饲料饲养外,不必刻意添加这些维生素。
蟑螂与哺乳类动物在系统演化上几乎没有类亲缘关系,但对营养的需求却很接近,两者在此方面最大的差异是胆固醇的合成能力。胆固醇被认为是引起血管硬化的元凶之一,我们常留意血液中胆固醇含量是否升高。其实胆固醇也是激素的成分之一,是神经系统得以维持畅通的必要成分,过去一度将胆固醇视为维生素类,然而对它的需求远比其他维生素高。人体具备合成胆固醇的机制,大致不必特别从食物补充,昆虫则欠缺合成胆固醇的能力,必须从食物取得。
在野外生活的蟑螂大多栖息在潮湿的地方,甚至也有半水栖性的蟑螂,居家性蟑螂活动的地方也是以厨房、洗手间等有水之处为主,因为蟑螂的需水性大。研究显示,对德国小蠊不喂食只供水,它可以活一个星期;黑褐大蠊只靠水可以活一个月以上;对美洲大蠊只供水,雄虫活了四十五天,雌虫活到九十天,但不供水只供干燥饲料时,寿命缩短到和不供水不喂食相同的结果。由此即知,蟑螂的耐饥性相当高,但耐渴性不高。因此饲养蟑螂时,供水比供食更为重要,换个角度来看,家里保持干燥,不让蟑螂有水喝,可以抑制蟑螂的猖獗。