Miliardy cykad mogą wkrótce pojawić się na pobliskich drzewach

Okresowa cykada w Waszyngtonie

Zdjęcie za pośrednictwem Katha Schulz / Flickr, CC BY

Począwszy od kwietnia lub maja, w zależności od szerokości geograficznej, w kilkunastu stanach spod ziemi wyłoni się jedno z największych lęgów 17-letnich cykad.




Ten artykuł o cykadach został opublikowany ponownie za zgodą udzieloną przez Rozmowa . Ta treść jest udostępniana tutaj, ponieważ temat może zainteresować czytelników Snopesa, jednak nie reprezentuje pracy weryfikatorów faktów ani redaktorów Snopesa.



na jakim statku był Krzysztof Kolumb

Zbliża się wielkie wydarzenie w świecie owadów. Począwszy od kwietnia lub maja, w zależności od szerokości geograficznej, jeden z największych lęgów 17-letnich cykad wyłoni się spod ziemi w kilkunastu stanach, od Nowego Jorku na zachód po Illinois i na południe do północnej Gruzji . Ta grupa jest znana jako Brood X, jak rzymska cyfra 10.

Przez około cztery tygodnie na terenach zalesionych i podmiejskich rozbrzmiewać będą gwizdanie cykad i brzęczenie godowe. Po kryciu każda samica złoży setki jaj w gałęziach drzew wielkości ołówka.



Wtedy dorosłe cykady umrą. Gdy jaja się wykluwają, nowe nimfy cykady spadają z drzew i zakopują się z powrotem pod ziemią, rozpoczynając cykl ponownie.

Na całym świecie istnieje od 3000 do 4000 gatunków cykad, ale cyklady 13- i 17-letnie we wschodnich Stanach Zjednoczonych wydają się być wyjątkowe, łącząc długi okres młodocianego rozwoju ze zsynchronizowanymi, masowymi wschodzeniami dorosłych.

Wydarzenia te rodzą wiele pytań zarówno dla entomologów, jak i opinii publicznej. Co cykady robią pod ziemią przez 13 lub 17 lat? Co oni jedza? Dlaczego ich cykle życiowe są tak długie? Dlaczego są zsynchronizowane? I czy zmiany klimatyczne wpływają na ten cud świata owadów?



Studiujemy cyklady, aby zrozumieć pytania bioróżnorodność, biogeografia , zachowanie i ekologia - ewolucja, historia naturalna i geograficzne rozmieszczenie życia. Dowiedzieliśmy się wielu zaskakujących rzeczy o tych owadach: na przykład mogą podróżować w czasie, zmieniając swoje cykle życiowe w czteroletnich odstępach. To nie przypadek, że nazwa naukowa cyklad 13- i 17-letnich to Magicicada , w skrócie „magiczna cykada”.

Historia naturalna

Cyklady okresowe, jako gatunki, są starsze niż lasy, w których zamieszkują. Analiza molekularna wykazała, że ​​około 4 miliony lat temu przodek prądu Magicicada gatunki podzielone na dwie linie rodowe . Jakieś 1,5 miliona lat później jedna z tych linii rozdzieliła się ponownie. Powstałe w ten sposób trzy linie rodowe są podstawą współczesnych okresowych grup gatunków cykad, Czternaście, Cassini i Decula .

Pierwsi koloniści amerykańscy po raz pierwszy napotkali okresowe cykady w Massachusetts. Nagłe pojawienie się tak wielu owadów przypomniało im o biblijnych plagach szarańczy, które są rodzajem konika polnego. W ten sposób nazwa „szarańcza” została błędnie skojarzona z cykadami w Ameryce Północnej.

W XIX wieku znani entomolodzy, tacy jak Benjamin Walsh , C.V. Riley i Charles Marlatt opracował zadziwiającą biologię cyklad okresowych. Ustalili, że w przeciwieństwie do szarańczy lub innych koników polnych, cykady nie żują liści, nie dziesiątkują plonów ani nie latają w rojach.

Zamiast tego owady te spędzają większość swojego życia poza zasięgiem wzroku, rosną pod ziemią i żerują na korzeniach roślin, przechodząc przez pięć młodocianych stadiów. Ich zsynchronizowane pojawienia się są przewidywalne i następują w zegarowym harmonogramie 17 lat na północy i 13 lat na południu i w dolinie Missisipi. Istnieje wiele regionalnych klas rocznych, zwanych lęgami.

Pięć nimfalnych stadiów rozwoju cykady.

Pięć etapów podziemnych nieletnich okresowych cykady. Pomiędzy każdym etapem młodzieńcza cykada linie, tak że może stać się większa. Rzeczywisty rozmiar nimfy piątego etapu to 0,83 cala.
Chris Simon, CC BY-ND

Bezpieczeństwo w liczbach

Kluczowa cecha Magicicada biologia jest taka, że ​​owady te pojawiają się w ogromnych ilościach. Zwiększa to ich szanse na wypełnienie ich kluczowej misji na powierzchni: znalezienie partnerów.

Gęste wschody zapewniają również to, co naukowcy nazywają obroną przed nasyceniem drapieżników. Każdy drapieżnik żywiący się cykadami, czy to lis, wiewiórka, nietoperz czy ptak, zjedzą się na długo przed pożarciem wszystkich owadów w okolicy, pozostawiając za sobą wielu ocalałych.

Podczas gdy cykliczne cykady w większości pojawiają się zgodnie z harmonogramem co 17 lub 13 lat, często mała grupa pojawia się cztery lata wcześniej lub późno. Wcześnie pojawiające się cykady mogą być szybciej rosnącymi osobnikami, które miały dostęp do obfitego pożywienia, a maruderami mogą być osoby, które utrzymywały się z mniejszą ilością żywności.

Clinton otrzymał pytania do debaty tydzień przed debatą

Jeśli warunki wzrostu zmieniają się w czasie, ważna staje się zdolność do zmiany tego rodzaju cyklu życia i wychodzenia z niego cztery lata wcześniej w sprzyjających czasach lub cztery lata późno w trudniejszych czasach. Jeśli nagła faza ciepła lub zimna spowoduje, że duża liczba cykad popełni jednorazowy błąd i wyjdzie poza harmonogram o cztery lata, owady mogą pojawić się w wystarczającej liczbie, aby zaspokoić drapieżniki i przejść do nowego harmonogramu.

Mapa okresowych lokalizacji wylęgu cykady.

Miotły cyklad okresowych, identyfikowane cyframi rzymskimi, pojawiają się w cyklach 13- lub 17-letnich we wschodnich i środkowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych.
Uniwersytet Connecticut , CC BY-ND

Czas spisu dla Brood X

Gdy lodowce wycofywały się z terenów dzisiejszych Stanów Zjednoczonych około 10 000 do 20 000 lat temu, cyklady pojawiły się okresowo we wschodnich lasach. Tymczasowe przełączanie cyklu życia stworzyło złożoną mozaikę lęgów.

Obecnie w północno-wschodnich lasach liściastych, gdzie zimą drzewa zrzucają liście, występuje 12 lęgów 17-letnich cyklad okresowych. Te grupy są kolejno ponumerowane i pasują do siebie jak gigantyczna układanka. Na południowym wschodzie iw dolinie Mississippi występują trzy lęgi 13-letnich cykad.

Ponieważ cykady okresowe są wrażliwe na klimat, wzorce ich lęgów i gatunków odzwierciedlają zmiany klimatyczne. Na przykład dane genetyczne i inne dane z naszej pracy wskazują, że jest to 13-letni gatunek Magicicada neotredecim , który występuje w górnej części doliny Mississippi, uformował się wkrótce po ostatnim zlodowaceniu. W miarę ocieplania się środowiska 17-letnie cykady na tym obszarze pojawiały się sukcesywnie, z pokolenia na pokolenie, po 13 latach pod ziemią, trwale przesunięty do cyklu 13-letniego .

Samica cykady składająca jaja na gałęzi.

Członek Brood X składający jaja w 2004 roku.
Chris Simon, CC BY-ND

Nie jest jednak jasne, czy cykady mogą ewoluować tak szybko, jak ludzie zmieniają swoje środowisko. Chociaż okresowe cykady preferują skraj lasów i rozwijają się na obszarach podmiejskich, nie mogą przetrwać wylesianie lub rozmnażać się na obszarach bez drzew.

Rzeczywiście, niektóre lęgi już wymarły. Pod koniec XIX wieku jeden lęg (XXI) zniknął z północnej Florydy i Gruzji. Kolejny (XI) wyginął w północno-wschodnim Connecticut od około 1954 roku, a trzeci (VII) w stanie Nowy Jork skurczył się z ośmiu do jednego od czasu rozpoczęcia tworzenia map w połowie XIX wieku.

Zmiany klimatyczne mogą mieć również daleko idące skutki. Wraz z ociepleniem się klimatu w USA, dłuższe sezony wegetacyjne mogą zapewnić większe dostawy żywności. Może to ostatecznie zmienić więcej 17-letnich cykad w 13-letnie cykady, podobnie jak przeszłe ocieplenie zmieniony Magicicada neotredecim . Wczesne pojawienia się na dużą skalę miały miejsce w 2017 r. W Cincinnati i obszarze metropolitalnym Baltimore-Washington oraz w 1969, 2003 i 2020 r. W obszarze metropolitalnym Chicago - potencjalne zwiastuny tego rodzaju zmian.

Badacze potrzebują szczegółowych, wysokiej jakości informacji, aby śledzić dystrybucję cykady w czasie. Naukowcy-obywatele odgrywają kluczową rolę w tych wysiłkach, ponieważ okresowe populacje cykady są tak duże, a ich dorosłe wschody trwają tylko kilka tygodni.

ile osób było na inauguracji Baracka Obamy

Wolontariusze, którzy chcą pomóc w dokumentowaniu pojawienia się Brood X tej wiosny, mogą pobrać plik Aplikacja mobilna Cicada Safari , udostępniaj migawki i śledź nasze badania w czasie rzeczywistym online pod adresem www.cicadas.uconn.edu . Nie przegap - kolejna okazja nadejdzie dopiero Szczepy XIII i XIX pojawiają się w 2024 roku .


John Cooley , Adiunkt w dziedzinie ekologii i biologii ewolucyjnej, Uniwersytet Connecticut i Chris Simon , Profesor ekologii i biologii ewolucyjnej, Uniwersytet Connecticut

Ten artykuł został opublikowany ponownie z Rozmowa na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł .