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数以万亿的进化奇观即将出现,它们的数量之多是几十年甚至几百年来从未见过的,比如头上有泵、尾部有喷气状肌肉的红眼周期蝉。
每13年或17年从地下爬出来,集体歌声响亮,周期蝉是自然界的日历之王。
这些长着凸出眼睛的黑色虫子与每年都会出现的绿色表亲不同。它们年复一年地埋在地下,直到它们浮出水面,占据整个地面,用脱落的外骨骼覆盖房屋,使地面变得松脆。
今年春天,一种不同寻常的蝉即将入侵美国康涅狄格大学蝉专家约翰·库利称之为“蝉末日”。这两窝蝉最后一次同时出现是在 1803 年,托马斯·杰斐逊在《蝉》中写道他的花园书但错误地称它们为蝗虫,是总统。
库利说:“周期蝉的行为并不微妙。”
佐治亚理工学院的生物物理学家萨阿德·巴姆拉说,如果你对即将到来的日食感兴趣,你会发现蝉更奇怪、更大。
“我们有数万亿这种神奇的生物体从地球出来,爬上树,这是一次独特的体验,值得一看,”巴姆拉说。“就像整个外星物种都生活在我们脚下,然后在一些素数年里,它们出来打招呼。”
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有时,蝉会被误认为是贪婪的、不相关的蝗虫,它们更令人讨厌,而不是造成巨大的经济损失。它们会伤害幼树和一些果树,但这种现象并不普遍,而且可以预防。
最大的地理在全国范围内——称为 Brood XIX每隔 13 年就会出现一次的蝉群即将穿过东南部,它们已经在佐治亚州的红色粘土上钻出了无数的洞。这是蝉群即将占领的明确信号。当地面温度升至 64 华氏度(17.8 摄氏度)时,它们就会出现,而这比以前要早,因为气候变化昆虫学家说。这些虫子最初是棕色的,但随着它们的成熟颜色会变深。
就在这种昆虫大量出现在佐治亚州和东南部其他地区后不久,每 17 年出现一次的蝉科表亲将淹没伊利诺伊州。它们是第十三个巢。
马里兰大学昆虫学家迈克·劳普 (Mike Raupp) 表示:“第十九窝蜂群中有一窝分布非常广泛,但中西部地区有一窝密度非常高、历史上数量众多的蜂群,即第十三窝蜂群。”
马里兰大学昆虫学家 Paula Shrewsbury 表示:“当你将这两者结合起来......你会发现比任何时候任何地点都多。”
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这些隐居蝉仅分布在美国东部和其他一些小地方。它们每隔几年就会孵化出 15 窝不同的蝉,周期为 17 年和 13 年。昆虫学家表示,在伊利诺伊州中部附近的一小片区域,这两个蝉窝实际上可能重叠,但可能不会杂交。
今年公布的数字令人难以置信——16 个州的土地面积达数亿英亩,平均每英亩约 100 万美元。库利说,这个数字很容易达到数百万亿,甚至数千万亿。
库利表示,更大的相邻联合出现将是当两个最大的蝉群 XIX 和 XIV 于 2076 年一起出现时,“那将是蝉的盛宴。”
库利和其他几位昆虫学家表示,一些天文数字的蝉数量的起源可能可以追溯到进化。它们体型肥美、行动缓慢、味道鲜美,它们是鸟类的理想食物,拉普说,他自己也吃过它们。(他的学校发布了一个蝉食谱名为“Cicada-Licious”。) 但他表示,这些鲸鱼数量太多,不可能被吃掉而灭绝。
“各地的鸟儿都会大饱口福。它们的肚子会填饱,蝉也会再次凯旋而归,”劳普说。
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蝉使用数字或数学的另一种方式是它们的周期。它们在地下待 13 或 17 年,这两个数字都是质数。这些大而奇数的数字可能是进化的一种技巧,以防止捕食者依赖可预测的出现。
蝉会给什鲁斯伯里说,当它们的交配和筑巢时,树枝会压垮并折断。
周期蝉寻找周围的植被圣约瑟夫山大学生物学家、蝉专家吉恩·克里茨基写道,它们可以在树根下交配、产卵,然后进入地下,以树根为食。一本关于今年双重崛起的书这使得美国郊区成为“蝉的天堂”,他说。
当所有的蝉聚集在树上开始齐声歌唱时,耳膜会受到很大伤害。这就像一个单身酒吧,雄蝉会唱歌来吸引配偶,每个物种都有自己的交配鸣叫。
“整棵树都在尖叫,”克里茨基说,他创造了一个Cicada Safari 应用程序追踪蝉的踪迹。
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由于噪音可能会非常强烈,库利必须采取听力保护措施。
“噪音高达 110 分贝,”库利说。“就像把头放在喷气式飞机旁边一样。很疼。”
求偶过程很有看点,克里茨基模仿雄鸟唱“ffaairro(音调上升),ffaairro”。
“她挥动翅膀,”克里茨基在逐个解说中说道。“他走近了。他唱歌。她挥动翅膀。当他靠得很近时,他没有空隙,他会发出“ffaairro,ffaairro,ffaairro,fffaairo”的声音。”
然后交配完成,雌性在树枝的凹槽里产卵。蝉蛹会落到地上,然后挖掘地下以到达树根。
蝉的奇怪之处在于它们以树木的木质部为食,木质部携带着水和一些营养物质。阿拉巴马大学亨茨维尔分校的昆虫学家卡丽·迪恩斯说,木质部内部的压力低于外部,但蝉头上的一个泵可以让蝉获得液体,否则它们无法从树上获取这些液体。
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2024 年 3 月 28 日星期四,佐治亚理工学院生物物理学家 Saad Bhamla 在亚特兰大佐治亚理工学院校园内手捧一只周期蝉若虫。“我们有数万亿这种神奇的生物从地球出来,爬上树,这是一种独特的体验,一种值得一看的景象,”Bhamla 说。图片来源:美联社照片/Carolyn Kaster -
2024 年 3 月 28 日星期四,佐治亚州梅肯,一只满身泥土的周期蝉若虫摆动着前肢。这只周期蝉若虫是在为玫瑰丛挖洞时发现的。图片来源:美联社/卡罗琳·卡斯特
蝉会吸收大量的液体,因此有很多液体废物需要排出。佐治亚理工学院的巴姆拉说,蝉之所以能排出液体废物,是因为一种特殊的肌肉可以产生尿液喷射,这种喷射速度比大多数其他动物都快。
本周,佐治亚州梅肯市的 TJ Rauls 正在种植玫瑰和冬青树,挖地时发现了一只蝉。一位邻居已经发布了一张早期出现的小动物的照片。
拉尔斯将自己的虫子命名为“鲍比”,并表示期待将来能有更多虫子出现。
“我认为这将是一件令人兴奋的事情,”劳尔斯说。“他们发出的所有声音都会让人眼花缭乱。”