美国东海岸各州正在为一种罕见而壮观的自然现象做准备。随着春季来临，土壤变暖，地面将会爆发，数十亿只蝉将从地下涌出。
这是一个酝酿了近二十年的事件。这个被称为“X 族群”的大规模蝉群已经在地下蛰伏了 17 年。
X 族群是一类特殊的蝉，被称为“周期蝉”，以其独特的生命周期而闻名。根据族群的不同，它们每 13 年或 17 年才出现一次。
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当阳光首次温暖它们的翅膀时，这些宝石般的昆虫专注于一个单一的目标：孕育下一代。它们将用短短几周的时间在附近的树木中群集并寻找配偶。然后，在树枝上产卵后，它们将死去——为它们非凡的生命画上一个迅速而残酷的句号。
与此同时，卵将孵化，若虫将掉到地上，钻入土壤，寻找营养丰富的树根为食。在那里，它们将开始漫长的黑暗等待。
世界上只有 15 个周期蝉族群，全部都只在美国东部发现。IX 族群是另一个 17 年蝉群，去年出现在北卡罗来纳州、弗吉尼亚州和西弗吉尼亚州。VIII 族群在前一年出现。
这些是自然界中一些时间最精确的事件——人类已经记录了它们数百年。但它们可能会随着时间的推移而发生变化。
有时，一个族群的成员会在它们的时间到来之前出现。这种情况在历史上曾多次发生——根据俄亥俄州圣约瑟夫山大学的蝉专家吉恩·克里茨基的说法，早在 19 世纪后期就记录了早期的出现。
但他补充说，近年来似乎发生了一连串此类早期事件。
事实上，X 族群的一小部分在 2017 年提前出现。那一年，在华盛顿地区发现了数千只蝉，比它们应该出现的时间提前了整整四年。
科学家们仍在努力更好地了解是什么触发了这些事件，以及为什么它们有时会失去同步。与气候相关的因素可能在其中发挥作用。
一些专家表示，如果真是这样，那就意味着气候变化有可能影响未来这些事件的时间安排，可能会导致 15 个族群在未来发生长期变化。
克里茨基告诉 E&E 新闻：“这种情况现在一直在发生。”
克里茨基数十年来一直在记录和绘制周期蝉的分布图。多年来，他已经看到从宾夕法尼亚州到佐治亚州的多个族群都发生了提前出现的情况，他认为与气候相关的因素是主要原因。
他说：“我们在美国东部大部分地区不断看到所有这些不同族群的加速出现，唯一能解释它的共同现象就是气候。”
计算年数
即使在今天，周期蝉仍然是一个科学谜团。科学家们仍然不太确定它们最初为何进化出如此长的生命周期。
康涅狄格大学的蝉专家约翰·库利说，一些专家认为，这种适应是为了躲避捕食者而产生的。另一些人认为，它是在应对冰川周期时发生的，是一种应对冰河时代的方式。
数万年后，周期蝉仍然像时钟一样每 13 年或 17 年出现一次。科学家们认为，它们所食用的树木的根部中的某些线索帮助它们“计算”年数的流逝。
库利说：“这些植物在秋天落叶，在春天长出新叶。因此，植物中一定存在大量不同的信号和迹象表明正在发生的事情。”
四的倍数在计数过程中似乎尤其重要，尽管科学家们不确定为什么。当蝉提前出现时，最常见的是提前四年。2017 年 X 族群的情况就是如此。
在这些情况下，科学家们认为一定发生了某种事情扰乱了计数。
到目前为止，还没有任何确凿的证据表明发生了什么。但克里茨基说，气候因素可能与此有关。
他指出，有时在温和的冬季末期会出现假春天。那时天气变暖到足以让树木提前发芽。这些事件之后通常至少会再发生一次霜冻，然后春天才会真正来临。
克里茨基推测，当这种情况发生时，可能会欺骗埋在地下的蝉，让它们认为已经过去了一年以上的时间。
如果他是对的，那么这些早期出现的情况将来可能会更频繁地发生。多项研究表明，随着气候变暖，美国大部分地区的春天已经提前到来。
但这是一个难以调查的问题。周期蝉很难研究，正是因为它们有如此长的生命周期。可能需要数十年才能弄清楚它们的行为是否发生了任何长期变化。
不过，值得监测。
首先，周期蝉靠数量取胜。单独来看，它们很容易成为鸟类和其他食虫动物的目标；它们体型大、显眼且容易被发现。数十亿只一起涌出使它们在面对捕食者时具有优势——它增加了它们中足够多的数量能够生存下来以延续下一代的几率。
早期出现可能会分裂蝉群，使它们更容易受到攻击。克里茨基说，早期出现的蝉通常以相对较小的群体出现——而且它们经常很快就被捕食者吞噬。
当其余的蝉按时出现时，数量会比预期略少。
例如，对于 X 族群，“对于 2017 年出现的每一只蝉来说，今年就会少出现一只蝉，”克里茨基说。
克里茨基补充说，尽管如此，最近的早期事件似乎并没有给蝉群造成任何重大麻烦。但这值得关注。
还有一种可能性是，更大的分裂可能会导致全新的族群出现。如果一个族群的一部分提前出现，数量足够大到可以繁殖，那么下一代可能会永久地与原始族群失去同步——成为一个全新的种群。
目前，这些主要只是关于未来的假设。但科学家们越来越擅长监测蝉的活动，这可能有助于他们更好地了解这些动物是如何应对不断变化的环境的。
克里茨基和圣约瑟夫山大学的同事们开发了一款名为 Cicada Safari 的应用程序，任何人——科学家和非科学家都可以使用它来记录他们看到的蝉。这些数据可以帮助研究人员掌握不同族群的位置、它们何时出现以及这些事情是否随着时间推移而发生变化。
虽然仍然存在许多问题，但库利说，重要的是尽情享受今年活动的魔力。
库利说：“世界上真的没有其他地方你可以去看到这样的景象。所以请坐下来欣赏它，因为它是独一无二的。”
转载自 E&E 新闻 经 POLITICO, LLC 许可。版权所有 2021 年。 E&E 新闻为能源和环境专业人士提供重要新闻。