过去两年，美国东半部森林的春夏交替时节异常寂静。往年，寿命长的周期蝉会在这一地区嗡嗡作响，但由于时间上的巧合，自 2021 年以来，这些昆虫一直很少见。不过，今年，它们将再次喧嚣归来。
这是因为 2024 年将有两批不同的周期蝉大规模羽化，遍布美国东半部的大部分地区。这些昆虫每隔 13 年或 17 年从地下爬出来一次，进行短暂的交配和产卵，直到所有成虫死亡，下一代则蛰伏地下，直到它们自己的青少年时期。这是一个不寻常但古老的生命周期，已成为美国东部森林结构的一部分。今年春天，这将得到充分展现，一个 13 年蝉群和一个 17 年蝉群将在相邻的区域同时羽化，这是一种特别罕见的现象。
“它们在时间上并不经常重合，但在时间和空间上都重合则更为罕见，”乔治·华盛顿大学的昆虫生态学家约翰·利尔说。“这就是今年正在发生的事情，它引起了很多轰动——双关语意在言外。”
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丹尼尔·P·霍夫曼和约翰·库利，珍·克里斯蒂安森修改
今年美国将看到的大部分周期蝉都属于大南方蝉群，又名 XIX 群，这是一个 13 年的世代群，横跨密苏里州、阿肯色州、伊利诺伊州南部、田纳西州、阿拉巴马州、佐治亚州、卡罗来纳州和周边各州。本季应出现的 17 年蝉属于 XIII 群，或称伊利诺伊州北部蝉群。
这些蝉群分别于 2011 年和 2007 年从产在树枝上的卵中孵化出来。新生的蝉掉落并钻入出生树周围的土壤中，然后在地下度过了十多年，靠吸食木质部汁液缓慢生长。这种液体主要成分是水，含有一些矿物质和其他化合物。它从树根尖端移动到树干，然后再向上移动。现在昆虫已经成熟，它们将开始在周围土壤温度达到约华氏 64 度时羽化。这很可能最早在四月下旬从南方开始。然后蝉将开始它们为期数周的繁殖狂欢，然后死亡。
伊利诺伊州将真正富含这些昆虫，因为它标志着两个蝉群之间的边界。“我多年来一直期待着这一天，”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校伊利诺伊州自然历史调查研究所的昆虫学家和附属机构凯瑟琳·达纳说。“我们在同一个州有两个不同的蝉群羽化，这是一件非常罕见的事情。”这两个蝉群的领地重叠不多，但确实彼此接壤。因此，虽然不会有任何密度异常高的区域，但科学家们期待着看到这两个蝉群是否有可能杂交。
切丽·辛恩
蝉群杂交出乎意料地复杂，因为 13 年蝉和 17 年蝉是不同的物种，并且每个蝉群可以包含多个物种。总而言之，美国是七种不同周期蝉的家园，它们都属于 Magicicada 属——而今年，所有七种都将在蝉群边界出现。“这非常了不起，”利尔说。
虽然每种蝉的外观略有不同，但它们真正的区别在于雄性昆虫用腹部有脊的膜发出的鸣叫声。一个蝉群中的每个物种都会发出一组不同的歌曲，雌性会识别这些歌曲。
在世界上的 3,400 种蝉中，只有九种已知进化出了一种奇怪的习性，即在地下消失多年，然后同时大规模羽化——其中七种在美国。在羽化期间，可能会感觉蝉试图接管世界，但事实远非如此——它们只是在寻求数量上的安全。
“巨量共同羽化的重点在于它们同步出来，让捕食者感到饱和，”乔治城大学的昆虫生态学家玛莎·韦斯说。
“因为蝉数量极多，所以它们完全没有防御能力。它们没有毒，没有尖刺，完全美味可口，飞行缓慢——它们真的只是待宰的羔羊。它们的防御是在数十亿的数量中涌出，”她补充道。“捕食者真的不可能吃掉它们全部。”
但是捕食者肯定可以吃掉很多蝉——它们从突然的蝉盛宴中获益匪浅。鸟类尤其喜欢啃食蝉，但各种哺乳动物、爬行动物甚至鱼类也会以昆虫为食。利尔说，鸟类吃掉如此多的蝉，以至于它们通常的猎物（几乎没有受到影响）可以蓬勃发展——以至于在羽化年份，树木可能会遭受比平时更高的毛毛虫和其他昆虫的损害，而这些昆虫通常受到鸟类的控制。
雌蝉也会通过在树枝上切口产卵而直接损害树木。虽然这两种类型的损害很少会杀死树木，但这种影响足以重置橡树等树木的时钟，橡树通常会经历“丰年”，在丰年中，它们每隔几年同步产生大量橡子。利尔说，在蝉羽化期间积累损害后，这些树木会在连续两个秋季产生稀少的收获，然后在蝉羽化两年半后迎来一场像盛宴般的坚果爆发。
利尔说，这种关系突显了周期蝉如何在森林中度过一生的大部分时间，却塑造了它们所居住的森林。周期蝉“在人类出现之前就存在了，”他说。“它们有一个非常奇怪的生命周期，但它们是这些森林生态系统的固有组成部分，这些生态系统已经存在数百万年了。”
两个蝉群再次同时羽化还需要很长一段时间——直到 2037 年，届时今年出生的 13 年 XIX 群蝉和北卡罗来纳州、弗吉尼亚州和西弗吉尼亚州的 17 年 IX 群蝉将同时出现。延迟使今年的蝉大戏成为一场不容错过的奇观。
“孩子们会在他们的一生中记住这件事，”达纳说。“也许他们会记得它令人厌恶且吵闹，但在某种程度上，它也很神奇。”