Gián là loài côn trùng thuộc bộ Blattodea, bao gồm mối. Có khoảng 30 trong số 4,600 loài gián sinh sống ở môi trường sống của con người. Khoảng 40 loài nổi tiếng được biết đến như côn trùng dịch hại.

Gián là một nhóm côn trùng cổ đại, tồn tại ít nhất từ kỷ Than đá, khoảng 320 triệu năm trước. Những tổ tiên sơ khai này không có cơ quan đẻ trứng bên trong như loài gián hiên đại. Về tổng quan gián là loài loài côn trùng không có khả năng thích nghi đặc biệt như loài có miệng hút thuộc bộ Hemiptera; chúng có phần miệng nhai và thuộc một trong những loài côn trùng nguyên thủy nhất thuộc lớp neopteran. Chúng là loài côn trùng phổ biến và lì lợm, có thể thích nghi với nhiều môi trường khác nhau từ cái lạnh ở Bắc cực cho đến cái nóng của vùng nhiệt đới. Gián sống ở vùng nhiệt đới thường có kích thước lớn hơn so với những loài sống ở vùng có khí hậu ôn hòa, và ngược lại với những gì người ta thường nghĩ về chúng. Họ hàng với gián đã tuyệt chủng và ‘roachoids’ như Carboniferous Archimylacris và Permian Apthoroblattina có kích thước nhỏ hơn so với loài gián lớn nhất hiện tại.

Vài loài, như loài gián Đức sống theo đàn, cấu trúc xã hội của gián phức tạp bao gồm nơi trú ẩn thông dụng, phụ thuộc xã hội, truyền tải thông tin và nhận diện gia đình. Gián bắt đầu xuất hiện trong xã hội loài người từ thời thượng cổ. Chúng được mô tả rộng rãi như một loài dịch hại bẩn thỉu, mặc dù phần lớn chúng vô hại và cư trú ở nhiều môi trường sống khác nhau trên thế giới.

Hiện nay, người ta đã thống kê được 4,600 loài và hơn 460 chi gián trên khắp thế giới. Cái tên “cockroach” (gián) bắt nguồn từ chữ gián trong tiếng Tây Ban Nha, cucaracha, được chuyển hóa bởi từ nguyên học dân gian tiếng Anh thành “cock” và “roach” vào năm 1620. Tên khoa học xuất phát từ tiếng Latin blatta, “một loài côn trùng tránh ánh sáng”, từ mà tiếng Latin cổ không chỉ áp dụng cho gián, mà còn cho bọ ngựa.

Về phương diện lịch sử, cái tên Blattaria song song với Blattodea được sử dụng rộng rãi, nhưng trong khi cái tên trước được sử dụng chỉ để chỉ gián, tên sau còn dùng để chỉ mối. Danh mục các loài gián trên thế giới hiện nay sử dụng cái tên Blattodea để chỉ nhóm côn trùng này. Một cái tên khác, Blattoptera, cũng hay được sử dụng. Các hóa thạch giống gián cổ xưa nhất thuộc kỷ Than đá-khoảng 320 triệu năm trước, cũng như các hóa thạch ấu trùng roachoid.

Kể từ thế kỉ 19, các nhà khoa học đã tin rằng gián là một nhóm côn trùng cổ đại có nguồn gốc từ kỷ Devon, dựa theo một giả thuyết. Các hóa thạch roachoids sống vào khoảng thời gian đó khác với gián hiện đại ở chỗ có cơ quan đẻ trứng bên ngoài dài và là tổ tiên của loài bọ ngựa, cũng như blattodeans ngày nay. Bởi vì phần thân, cánh sau và khoang miệng của các hóa thạch không còn nguyên vẹn nên mối liên hệ giữa roachoids và loài gián hiện đại vẫn còn trong vòng tranh cãi. Hóa thạch đầu tiên của loài gián hiện đại với cơ quan đẻ trứng bên trong xuất hiện vào đầu kỷ Than đá. Một phép phân tích hệ thống sinh gần đây cho rằng gián khởi sinh ít nhất từ kỷ Jura.

Mối quan hệ tiến hóa của Blattodea (gián và mối) được thể hiện trong biểu đồ phân nhánh huyết thống thiết kế bởi Eggleton, Beccaloni và Inward (2007). Gián thuộc họ Lamproblattidae và Tryonicidae không được kể đến nhưng nằm trong liên họ Blattoidea. Gián thuộc họ Corydiidae và Ectobiidae đã được biết đến trước đây với cái tên Polyphagidae và Blattellidae.

Loài mối trước đây được xem như thuộc bộ Isoptera riêng biệt với gián. Tuy nhiên, các bằng chứng về mặt di truyền gần đây rút ra kết luận mạnh mẽ về việc chúng tiến hóa trực tiếp từ gián chính thống, và nhiều tác giả xếp chúng vào tiền họ thuộc Blattodea. Bằng chứng này ủng hộ một giả thuyết vào ra đời năm 1934, cho rằng mối có liên hệ mật thiết với loài gián ăn gỗ (chi Cryptocercus). Giả thuyết khởi nguồn từ sự giống nhau giữa trùng roi cộng sinh trong ruột mối với các hóa thạch sống của loài gián ăn gỗ, Một bằng chứng khác được phát hiện khi F. A. McKittrick (1965) ghi chép các đặc điểm hình thái tương tự nhau giữa vài con mối và gián non. Các điểm tương đồng giữa mối và gián đã làm các nhà khoa học tái phân loại mối như một họ riêng biệt, Termitidae, thuộc bộ Blattodea. Các nhà khoa học còn lại đưa ra một cách tiếp cận vừa phải hơn, đề xuất giữ lại việc phân loại mối ở cấp độ họ và dưới đó.

Phân bố và môi trường sống

Gián sinh sôi nảy nở mạnh mẽ và phân bố khắp thế giới, chúng sống ở nhiều môi trường khác nhau, đặc biệt ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Gián có thể chịu được nhiệt độ cực kì lạnh, giúp chúng có khả năng sinh sống ở Bắc cực. Vài loài có thể sống sót ở nhiệt độ −188 °F (−122 °C) bằng cách sản sinh hóa chất chống đông từ glycerol. Tại Bắc Mỹ, có khoảng 50 loài gián chia thành 5 họ phân bố khắp lục địa. 450 loài được tìm thấy ở Úc. Chỉ khoảng 4 loài phổ biến thường gặp được cho là côn trùng dịch hại.

Gián cư ngụ ở nhiều môi trường sống. Nhiều loài sống trong các đám lá vụn, dọc theo thân cây, trong gỗ phân hủy, lỗ trong gốc cây, trong các hang sau vỏ cây, dưới các khúc gỗ và dọc theo các đống đá vụn. Vài loài sinh sống ở vùng khô hạn và đã phát triển cấu tạo cơ thể để sống sót mà không cần đến nguồn nước. Phần còn lại sống thủy sinh, trú ngụ gần các vùng nước lớn. bao gồm bromeliad phytotelmata, lặn xuống nước để tìm kiếm thức ăn. Đa số chúng hô hấp bằng cách để đỉnh bụng ngoi lên mặt nước, hoạt động như một ống thở, nhưng vài loài mang theo vài bóng không khí trong yếm bảo vệ ngực khi chúng lặn. Phần còn lại sinh sống ở các vòm rừng nơi mà chúng là một trong những loài không xương sống chủ yếu. Tại đây chúng sẽ ẩn nấp trong các hang hốc, cạnh lá chết, trong tổ chim hoặc côn trùng khác và thực vật biểu sinh vào ban ngày, và chui ra kiếm ăn vào ban đêm.

Mối tương quan với con người

Trong lĩnh vực nghiên cứu và giáo dục

Vì chúng dễ dàng nuôi dưỡng và mau hồi phục, gián đã được sử dụng như mô hình côn trùng trong phòng thí nghiệm, chủ yếu là các lĩnh vực sinh học thần kinh, sinh lý sinh sản và hành vi xã hội.

Gián là loài côn trùng thuận tiện cho việc nghiên cứu vì số lượng chúng rất đông và dễ dàng nuôi dưỡng trong môi trường thí nghiệm. Điều này làm chúng thích hợp cho việc nghiên cứu và giảng dạy môn sinh học trong trường. Chúng có thể được sử dụng trong các thí nghiệm chuyên đề về học tập, pheromone giới tính, định hướng không gian, tính hung hãn, đồng hồ sinh học và tập tính sinh thái.

Côn trùng dịch hại

Blattodea bao gồm 30 loài gián sống gần gũi với con người, những loài này không phải là những loài điển hình trong số hàng ngàn loài thuộc bộ này. Chúng ăn thức ăn của con người và vật nuôi và để lại mùi khó chịu. Chúng thể vô tình mang theo các vi khuẩn gây bệnh trên cơ thể, đặc biệt ở những môi trường như bệnh viện. Gián cũng gây ra các phản ứng dị ứng ở ngoài. Một trong những loại protein gây ra phản ứng dị ứng là tropomyosin. Các dị ứng này có liên quan đến hen suyễn.

Kiểm soát

Nhiều phương pháp đã được thử áp dụng trong việc kiểm soát các loài gián gây hại chủ yếu rất lì lợm và sinh sản nhanh. Các hóa chất trong nhà như sodium bicarbonate (bột soda) đã được khuyến nghị, mà không có bằng chứng về tính hiệu quả. Thảo dược trong vườn bao gồm nguyệt quế, bạc hà mèo, bạc hà, dưa chuột và tỏi đã được đề xuất như chất xua gián. Các loại bả tẩm độc chứa bột hydramethylnon hoặc fipronil, và boric acid có hiệu quả với gián trưởng thành. Bả diệt trứng cũng khá hiệu quả trong việc làm giảm số lượng gián. Như một sự lựa chọn, hóa chất diệt côn trùng chứa deltamethrin hoặc pyrethrin cũng rất hiệu quả. Ở Singapore và Malaysia, các tài xế taxi hay bỏ lá dứa dại trên phương tiện để xua đuổi gián.

Vài ký sinh trùng và động vật ăn thịt có tác dụng trong việc kiểm soát sinh học với gián. Ong bắp cày cận xoang như Ampulex chích vào hạch thần kinh ở phần ngực của gián, tạm thời làm tê liệt con mồi, giúp chúng có đủ thời gian để chích phát thứ hai vào não của gián. Chúng dùng hàm cắt râu và uống vài giọt bạch huyết trước khi lôi con mồi vào hang, và đẻ trứng vào nó. Các ấu trùng ong bắp cày sẽ ăn thịt con gián tê liệt còn sống.

Có thể bẫy gián với một cái lọ sâu và trơn gắn với vách tường và có thức ăn để nhử chúng, đặt ở những nơi mà gián có thể tiếp cận với nắp lọ. Khoảng 2,54 cm nước hoặc bia mất hơi (vốn dĩ là chất thu hút gián) trong lọ có thể sử dụng để nhấn chìm bất cứ con côn trùng nào bị bắt. Phương pháp này hoạt động hiệu quả với gián Mỹ, nhưng ít có tác dụng với gián Đức. Ngoài ra còn có một số phương pháp kiểm soát gián đơn giản có thể xử lý tại nhà.

Sự bảo tồn

Trong khi một phần nhỏ gián sinh sống ở môi trường có con người và bị nhiều người ghê tởm, số ít loài cần được bảo vệ. Gián ăn gỗ ở đảo Lord Howe (Panesthia lata) được xếp vào danh sách có nguy cơ bị tuyệt chủng tại Hội nghị khoa học ở New South Wales, nhưng có thể chúng đã tuyệt chủng trên đảo Lord Howe. Sự xuất hiện của chuột, họ hòa thảo (Chloris gayana) và hỏa hoạn có thể là nguyên do giải thích cho tình trạng khan hiếm của chúng. 2 loài đã được xếp vào diện có nguy cơ và có nguy cơ trầm trọng trong Sách Đỏ bởi IUCN, Delosia ornata and Nocticola gerlachi. Cả 2 loài bị giới hạn khu vực phân bố và bị đe dọa bởi mất môi trường sống và mực nước biển dâng cao. Chỉ khoảng 600 con Delosia ornate trưởng thành và 300 gián non được biết còn tồn tại, và chúng đang bị đe dọa bởi lĩnh vực khách sạn phát triển. Không có hành động nào được tiến hành để cứu lấy 2 loài gián này, nhưng bảo vệ môi trường sống tự nhiên của chúng có thể ngăn chúng tuyệt chủng. Ở liên bang Xô Viết cũ, số lượng gián đã giảm đến mức đáng báo động, điều này có thể được phóng đại, hoặc hiện tượng này có thể là tạm thời hoặc theo chu kỳ.

Về văn hóa

Gián nổi tiếng là loài ghê tởm nhưng hữu ích trong y học vào thời cổ. Tên loài côn trùng này trong tiếng Hy Lạp là “σίλφη” (“Silphe”). Được đề cập bởi Aristotle, nói rằng chúng thay lớp vỏ ngoài; và được mô tả có mùi khó chịu trong vở kịch của Aristophanes: Peace; Euenus gọi chúng là loài dịch hại trong các quyển sách, mô tả như “ăn giấy, phá hoại, thân đen” trong cuốn Analect. Virgil đặt tên gián là “Lucifuga” (“một loài tránh ánh sáng”). Pliny già ghi chép việc sử dụng “blatta” trong nhiều bài thuốc; ông ấy mô tả gián như một loài côn trùng kinh tởm, và luôn tìm kiếm các góc tôi tăm để tránh ánh sáng. Dioscorides ghi chép việc sử dụng “Silphe”, giã với dầu, như một phương pháp trị bệnh đau tai.

Lafcadio Hearn (1850–1904) khẳng định rằng “Trà từ gián có thể trị bệnh uốn ván. Tôi không biết cần nhiều gián đến mức nào để làm thành một ly trà, nhưng có niềm tin mạnh mẽ vào phương thuốc này, đã được áp dụng bởi nhiều người Mỹ ở New Orleans. Thuốc đắp từ gián nấu sôi có thể dùng để bịt vết thương”. Ông ấy còn bổ sung rằng gián chiên với tỏi có thể trị chứng khó tiêu hóa.

Vài loài gián, như Blaptica dubia, được nuôi làm thức ăn cho các loài vật nuôi ăn sâu bọ. Số ít loài gián được nuôi như thú cưng, phổ biến có loài gián gáy Madagascar, Gromphadorhina portentosa.

Gián đã được sử dụng cho các cuộc thử nghiệm không gian. Một con gián được đặt tên Nadezhda được gửi vào không gian bởi các nhà khoa học Nga trong cuộc thử nghiệm Foton-M, trở thành động vật đầu tiên trên quả đất đặt chân vào không gian.

Vì chúng liên kết mạnh mẽ với con người, gián thường xuyên được nhắc đến trong văn hóa đại chúng. Tại văn minh phương Tây, gián thường được mô tả như loài dịch hại dơ bẩn. Trong sổ nhật ký từ năm 1750-1752, Peter Osbeck đã ghi chép rằng nhìn thấy gián thường xuyên và tìm đường của chúng vào lò bánh mì sau khi con thuyền buồm Gothenburg bị mắc cạn và bị phá hủy bởi đá.

Tiểu thuyết trào phúng của Donald Harington: The Cockroaches of Stay More (Harcourt, 1989) đã tưởng tượng một cộng đồng “roosterroaches” trong thị trấn Ozark tưởng tượng khi loài côn trùng này được đặt tên như bản sao con người. Madonna có danh ngôn nổi tiếng: “Tôi là người sống sót. Tôi giống như loài gián, bạn không thể thoát khỏi tôi”. Truyền thuyết thành thị giữ cho gián luôn bất tử.