Миллиарды цикад скоро появятся на деревьях рядом с вами

Периодическая цикада в Вашингтоне, округ Колумбия.

Изображение через Катха Шульц / Flickr, CC BY

Начиная с апреля или мая, в зависимости от широты, один из крупнейших выводков 17-летних цикад появится из-под земли в десятке штатов.


Эта статья о цикадах публикуется здесь с разрешения Разговор . Этим контентом здесь делятся, потому что эта тема может заинтересовать читателей Snopes, однако она не представляет собой работу проверяющих фактов или редакторов Snopes.


Приближается большое событие в мире насекомых. Начиная где-то в апреле или мае, в зависимости от широты, один из крупнейших выводков 17-летних цикад появится из-под земли в десятке штатов, от Нью-Йорка на западе до Иллинойса и других штатов. на юг в северную Грузию . Эта группа известна как Brood X, как в римской цифре 10.

Примерно четыре недели лесные и пригородные районы будут звенеть свистящими и жужжащими брачными криками цикад. После спаривания каждая самка откладывает сотни яиц на ветвях деревьев размером с карандаш.

Тогда взрослые цикады умрут. Как только яйца вылупляются, новые нимфы цикады падают с деревьев и зарываются обратно под землю, начиная цикл снова.

По всему миру существует от 3000 до 4000 видов цикад, но периодические 13- и 17-летние цикады в восточной части США, по-видимому, уникальны тем, что сочетают длительное время развития молоди с синхронным массовым появлением взрослых особей.

Эти события вызывают множество вопросов как у энтомологов, так и у общественности. Что цикады делают под землей 13 или 17 лет? Что они едят? Почему их жизненные циклы такие длинные? Почему они синхронизированы? И влияет ли изменение климата на это чудо мира насекомых?

Мы изучаем периодические цикады, чтобы понять вопросы о биоразнообразие, биогеография , поведение и экология - эволюция, естественная история и географическое распространение жизни. Мы узнали много удивительного об этих насекомых: например, они могут путешествовать во времени, меняя свои жизненные циклы с шагом в четыре года. Не случайно научное название периодических 13- и 17-летних цикад - Magicicada , сокращенно от «волшебная цикада».

Естественная история

Как вид, периодические цикады старше лесов, в которых они обитают. Молекулярный анализ показал, что около 4 миллионов лет назад предок нынешнего Magicicada разновидность разделен на две линии . Примерно через 1,5 миллиона лет одна из этих линий снова разделилась. Полученные три линии составляют основу современных периодических групп видов цикад, Четырнадцать, Кассини а также Decula .

Ранние американские колонисты впервые столкнулись с периодическими цикадами в Массачусетсе. Внезапное появление такого количества насекомых напомнило им библейские казни саранчи, которая является разновидностью кузнечика. Вот почему название «саранча» стало неправильно ассоциироваться с цикадами в Северной Америке.

В 19 веке известные энтомологи, такие как Бенджамин Уолш , РЕЗЮМЕ. Райли а также Чарльз Марлатт разработал удивительную биологию периодических цикад. Они установили, что, в отличие от саранчи или других кузнечиков, цикады не жуют листья, не уничтожают посевы и не летают стаями.

Вместо этого эти насекомые проводят большую часть своей жизни вне поля зрения, растут под землей и питаются корнями растений, проходя пять стадий молодости. Их синхронное появление предсказуемо: по часовому графику 17 лет на севере и 13 лет на юге и в долине Миссисипи. Есть несколько региональных годовых классов, известных как выводки.

Пять нимфальных стадий развития цикад.

Пять стадий подземной молоди периодических цикад. Между каждым этапом молодые цикады линяют и могут увеличиваться в размерах. Фактический размер нимфы пятой стадии - 0,83 дюйма.
Крис Саймон, CC BY-ND

Безопасность в цифрах

Ключевая особенность Magicicada Биология заключается в том, что эти насекомые появляются в огромных количествах. Это увеличивает их шансы выполнить свою ключевую миссию на земле: найти друзей.

Плотные выбросы также обеспечивают то, что ученые называют защитой от насыщения хищником. Любой хищник, который питается цикадами, будь то лиса, белка, летучая мышь или птица, съест досыта задолго до того, как съест всех насекомых в этом районе, оставив многих выживших позади.

В то время как периодические цикады в основном появляются по расписанию каждые 17 или 13 лет, часто небольшая группа появляется на четыре года раньше или позже. Рано появившиеся цикады могут быть быстрорастущими особями, имевшими доступ к обильной пище, а отстающими могут быть люди, которые существовали на меньшие деньги.

Если условия выращивания меняются с течением времени, становится важным иметь возможность переключить этот вид жизненного цикла и выйти на четыре года раньше в благоприятные времена или на четыре года позже в более трудные времена. Если внезапная теплая или холодная фаза заставляет большое количество цикад совершить единовременную ошибку и выйти из расписания через четыре года, насекомые могут появиться в достаточном количестве, чтобы насытить хищников и перейти к новому расписанию.

Карта расположения периодических выводков цикад.

Выводки периодических цикад, обозначенные римскими цифрами, появляются в 13-17-летних циклах на востоке и среднем западе США.
Университет Коннектикута , CC BY-ND

Время переписи выводка X

Когда ледники отступили от территории нынешних США примерно 10 000-20 000 лет назад, периодические цикады заполнили восточные леса. Временное переключение жизненного цикла сформировало сложную мозаику выводков.

Сегодня в северо-восточных лиственных лесах, где деревья сбрасывают листья зимой, насчитывается 12 выводков 17-летних периодических цикад. Эти группы пронумерованы последовательно и складываются вместе, как гигантская головоломка. На юго-востоке и в долине Миссисипи есть три выводка 13-летних цикад.

Поскольку периодические цикады чувствительны к климату, характер их выводков и видов отражает климатические изменения. Например, генетические и другие данные нашей работы показывают, что 13-летний вид Magicicada neotredecim , который находится в верхней части долины Миссисипи, образовался вскоре после последнего оледенения. По мере потепления окружающей среды 17-летние цикады в этом районе появлялись последовательно, поколение за поколением, после 13 лет под землей, пока не исчезли. постоянно переведен на 13-летний цикл .

Самка цикады откладывает яйца на ветке.

Член Brood X откладывает яйца в 2004 году.
Крис Саймон, CC BY-ND

Но неясно, могут ли цикады продолжать развиваться так же быстро, как люди изменяют свою среду обитания. Хотя периодические цикады предпочитают опушки леса и процветают в пригородных районах, они не могут выжить. вырубка леса или размножаться в районах без деревьев.

Действительно, некоторые выводки уже вымерли. В конце 19 века один выводок (XXI) исчез из северной Флориды и Джорджии. Другой (XI) вымер на северо-востоке Коннектикута примерно с 1954 года, а третий (VII) в северной части штата Нью-Йорк сократился с восьми округов до одного с момента начала картирования в середине 1800-х годов.

Изменение климата также может иметь далеко идущие последствия. По мере потепления климата в США более длительный вегетационный период может обеспечить больше продуктов питания. Это может в конечном итоге превратить больше 17-летних цикад в 13-летние цикады, как и прошлое потепление. изменен Magicicada neotredecim . Крупномасштабные ранние чрезвычайные ситуации произошли в 2017 году в Цинциннати и районе метро Балтимор-Вашингтон, а в 1969, 2003 и 2020 годах в районе метро Чикаго - потенциальные предвестники такого рода изменений.

Исследователям нужна подробная высококачественная информация, чтобы отслеживать распространение цикад с течением времени. Гражданские ученые играют ключевую роль в этих усилиях, потому что периодические популяции цикад настолько велики, а их взрослые вылупления длятся всего несколько недель.

Добровольцы, которые хотят помочь задокументировать появление Brood X этой весной, могут скачать Приложение для мобильного телефона Cicada Safari , предоставляйте снимки и следите за нашими исследованиями в режиме реального времени в Интернете по адресу www.cicadas.uconn.edu . Не упускайте: следующая возможность появится только Выводки XIII и XIX появятся в 2024 году. .


Джон Кули , Доцент кафедры экологии и эволюционной биологии, Университет Коннектикута а также Крис Саймон , Профессор экологии и эволюционной биологии, Университет Коннектикута

Эта статья переиздана Разговор по лицензии Creative Commons. Прочтите оригинальная статья .

Интересные статьи