蝉群觉醒:17年蝉提前4年出现

科学家们正在寻找神秘的原因,数百万破壳而出的虫子在夜晚发出响亮的嗡嗡声

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从北卡罗来纳州到新泽西州,成群的蝉出乎意料地从树下爬出来。这种红眼昆虫几乎不可能被忽视;它们懒洋洋地飞来飞去,掉进后院的烧烤架,撞到汽车上。它们蜕皮时,留下的嘎吱作响的壳布满了地面。最引人注目的是,它们为了寻找配偶而集体鸣叫,发出一种持续不断的、刺耳的嗡嗡声,这被认为是夏日之歌。在一个月内,它们就会消失得无影无踪。

不同种群或“周期性”蝉群在特定的年份在不同的地理区域出现,它们在地下度过了13年或17年的生长时期。(一些“年度”物种每年都会出现。)科学家们原本预计会在南卡罗来纳州和佐治亚州看到VI型蝉群,这确实发生了,但让他们惊讶的是,X型蝉群也开始在上周出现在北卡罗来纳州、弗吉尼亚州、马里兰州、哥伦比亚特区、俄亥俄州和印第安纳州——比预期提前了四年。

专家怀疑,气候变暖,一年中温暖的周数增加,地下若虫可以生长的时间更长,这可能是导致一些蝉提前出现的原因。明尼苏达大学的昆虫学家马琳·祖克说:“温度决定一切。”。“当温度变化时,昆虫不仅仅是感到热或冷。它们的整个身体都不能正常运转。”印第安纳大学布卢明顿分校的生物学家和蝉专家基思·克莱说,蝉若虫可能生长到一定阈值大小的速度太快,以至于它们的内部生物钟错误地计算了出现的时间。他说,为了校准这些生物钟,周期性蝉可能依赖于各种环境线索,如季节变化和地面温度。若虫以树根的木质部汁液(树液)为食,树木每年春天长出叶子时,汁液成分的变化也可能帮助它们衡量时间的流逝。昆虫学家在2000年得出了这个结论,当时他们人为地加速了支持15年蝉若虫的桃树的开花周期,并诱骗这些昆虫提前一年出现。


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若虫的生长是关键。“它们必须长到一定的大小才能作为成虫出来,”康涅狄格大学的蝉生物学家克里斯·西蒙说。若虫经历五个发育阶段,称为龄期,除了第一个龄期外,平均每个龄期持续四年。她说,若虫的内部时钟可能与这四个龄期同步,这可能解释了为什么今年的早到者提前了四年。她补充说,即使它们以不同的速度生长,大多数蝉若虫也会等待群体中的其他成员赶上来,然后才从泥土中钻出来。当某一年的土壤温度达到华氏64度时,它们就会一起出现。专家认为,进化偏爱这种策略,因为这是一种压倒鸟类和松鼠等捕食者的方式,这样蝉就可以疯狂地交配和产卵,然后在几周内死亡。但成千上万的X型蝉目击事件意味着这些虫子并没有等待它们的同伴。西蒙指出,它们冒着在繁殖前被吃掉的风险。

magicicada.org这样的公民科学项目正在帮助研究人员追踪比以往任何时候都多的蝉。人们可以报告他们看到的蝉的位置和类型,以及昆虫是否在鸣叫。西蒙和她的团队计划本周末前往华盛顿特区地区,收集更多关于蝉鸣叫持续时间的数据,并检查枯萎的树枝和树叶,寻找产卵留下的痕迹。

西蒙说,如果X型蝉在未来一两周内继续大量出现和交配,这可能标志着一种罕见的加速事件,其中大量的蝉得以存活并建立一个新的蝉群。但她只有在很久以后才会知道早起的蝉是否真的成功。“我们需要持续追踪它们17年,再过17年才能得到清晰的画面,”她补充道。

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