蟄伏17年破土而出,「攻陷」美國國會和白宮,17年蟬究竟有多厲害

aiya 2022/10/19 檢舉 我要評論

在美國,有一種神奇的蟬,它們能在地下蟄伏17年之久,破土之日,就是美國「大海嘯」之時。

這是一種什麼蟬?為何會在地下蟄伏17年?它到底厲害在哪?

關于周期蟬

遵循某個周期內集中出現的蟬為周期蟬,本文提到的17年蟬,就屬于周期蟬。

17年蟬是生命周期最長的一種蟬,也是 昆蟲界生命體的扛把子,其它蟬的周期普遍在1~3年,而這種蟬在集體出現后,又集體消失,直到17年后才重現身影。

圖:蟬破土而出留下的洞口

蟬的一生,絕大多數時間都處于黑暗之中,雌蟬產卵后,卵蟄伏在地下, 靠吸食植物根系不斷養成。待時機成熟后,蟬以若蟲的形式破土而出,爬到樹上或植物根莖枝葉等地方,繼續成長。

蟬從破土開始,生命就進入了倒計時,在 4~6周的有限時間內,蟬要羽化成蟲,要交配產卵,最后, 雄蟬精 盡 「蟬」 亡,雌蟬產卵消耗元氣而死。

有時,你聽見蟬在賣力的鳴叫,擾人清閑,恨不得把它灰飛煙滅,其實這是雄蟬在和生命賽跑, 它只有叫得最歡、最大和最賣力,才能吸引雌蟬過來煽動翅膀交配。

為什麼叫17年蟬?

17年蟬只在美國發現,時至今日, 它已經席卷了美國東部至少15個州,包括華盛頓。它們聒噪的聲音,每隔17年才集體出現一次。

有人戲稱,當我是小孩時,它們來奏樂,等我結婚時,它們來道喜,當我孩子念國中時,它們來助力,到我兒孫滿堂退休時,它們來祝賀,當我步入黃昏時,它們來送終。一生中能聽見5~6次,算是人之大幸。

那麼,這類蟬為什麼要17年才出現一次呢?它們寓意何在?

科學家通過研究,大致發現了這種蟬的兩個奧妙。

第一:在惡劣環境的篩選下,把蟬的生命力逼到了極限

周期蟬大致起源于180萬年前,當時地殼板塊運動,出現了多次冰期。蟬一般在夏季出土, 當時冰期造成了寒冷的夏季,一些蟬出土就凍死了,一些蟬則盡量蟄伏在地下以躲避嚴寒。

冷夏的出現不規律,阿肯色州大學的卡爾頓(C.E. Carlton)和孟菲斯大學的考克斯(Randel T. Cox)計算過當時的周期蟬成活率,假設在1500年里每隔50年出現一次冷夏,那麼,每隔7年出土的蟬的成活率僅為7%,每隔11年出土的成活率為51%,而 每隔17年出土的蟬,成活率高達96%。

在漫長的進化中,一些生命周期短的蟬,可能全被凍死了,只有周期性長的蟬,才勉強幸存。也許當時也有20年蟬、25年蟬,畢竟它們是昆蟲,估計熬不過漫長歲月,還沒出土就死了。

所以,有人稱,17年蟬是在惡劣氣候和生命周期之間平衡出的最大極限。

之所以是17年,估計蟬的生命極限,隨著進化已經達不到18年及以上了,那為何不是14、15、16年呢?這又要說到17年蟬的第二個奧秘。

第二,在天敵的掠食下,17年蟬找到了天敵的規律

在美國,還有一種13年蟬,它們和17年蟬一樣,都是自然演化后的最佳選擇。

我們就以2016年在馬里蘭州出土的周期蟬為例,當時的蟬漫天鋪地,可把當地吃蟬的鳥類、蛇類、蛙類、節肢類及小型哺乳動物們高興壞了。天敵們盡興地吃,吃飽了就盡情繁殖,大大提高了蟬的天敵數量。

而這些泛濫的天敵,要想長期保持種群旺盛,食物跟不上,是完全不可能的。屆時,蟬鉆到了地下,它們吃不到了,就會餓死一部分,蟬蟄伏得越久,一些天敵的壽命扛不住,又老死一部分,到時,天敵的數量又回落到了以往水平。

天敵也講究規律的周期繁殖,比如鳥兒,一般要3年或6年才性成熟,以3年為例,在蟬蟄伏的3、6、9、12、15、18年里,鳥兒都有大量后代產生,如果蟬在這些年出土,就會造成大量死亡,不利于種群繁衍。以6年繁殖期來看,也是一樣的。

再比如繁殖期是雙年的動物,如果蟬在雙年里出土,也可能被天敵大量蠶食,同樣不利于蟬的種群延續。

圖:16年蟬要遭遇的天敵比例

這時, 蟬通過自然演化,摸清了天敵的規律,為了盡量躲避天敵的侵害,蟬逐漸形成了在質數年出土的定律。眾所周知,質數只能被1和它本身整除,這種定律大幅度避開了天敵的繁殖期。

也有每年都繁殖的天敵,它想要吃到17年蟬,也需要第17代才行,就算第17代飽口福后大量繁殖,第18代及以后的天敵,就要等到34年才能吃上17年蟬了。 很多動物壽命沒這麼長,種群始終回落在正常或降低水平。對于17年蟬來說,每隔17年出現就是幾百億只,就算被天敵吃掉部分,也不傷元氣。

圖:鳥兒壽命沒有那麼長,等不到第二批或N批的17年蟬了

再以鳥兒為例,2012年,康奈爾大學的行為生態學家沃爾特•科尼格(Walt Koenig)以及美國農業部林業局的生態學家安德魯•利布霍爾德(Andrew Liebhold)聯合發表過一篇論文。論文表示, 在17年蟬大量出現被鳥兒進食后,大概是第12年,鳥兒的數量開始減少,到第17年時,鳥兒數量降到最低點,而第17年,正是下一代17年蟬破土的年份。意味著,第二代的17年蟬,被鳥兒蠶食的少,即保證了種群延續,也促進了鳥兒種群回升。

所以,在1至20中的質數里,2、3、5、7、11、13、17、19質數年份中, 蟬在小于13的年份出土時,容易被天敵大量侵害,而19年又太久,蟬的生命力堅持不到。而從上邊鳥兒數量反彈的區間來看, 唯獨13和17的質數年份最合適,在之后,就算和天敵的繁殖期有重疊,機率也是很低的,對于17年蟬來說,只要大部分能繁衍下去就行了。因此,美國就出現了罕見的13年蟬和17年蟬。

17年蟬「攻陷」美國白宮和國會

17年蟬蟄伏17年后集體破土而出, 數量每次都是上百億只。 以2021年為例,大概有300億只出現在美國的土地上,密集的地方,都無處落腳。

別以為只在叢林里才有它們的身影,它們甚至「攻陷」了美國國會和白宮。

蟬飛到了美國國會,一位CNN記者在國會直播時 ,17年蟬直接飛到他身上,并爬到了他的脖頸上,記者一邊拍打,一邊驚呼S**t!

在白宮的建筑上、停車場上、樹干上、草坪等地,17年蟬忘我的鳴叫,新聞記者及游客們紛紛拍照留念。白宮外蟬尸遍野,連遛狗的人,都無處落腳,同時還擔心狗狗吃個不停。

17年蟬究竟有多厲害?

第一:以數量取勝,讓天敵吃到想吐

經過N代繁衍進化后的17年蟬,每一次都是集體出現,一經出現都是烏泱泱一大片。根據2021年5月,出現在美國東海岸弗吉尼亞、西弗吉尼亞和北卡羅來納等州的17年蟬監測數據顯示, 每英畝地(約4047平方公尺)大概有25萬只蟬活動,猶如蝗蟲過境。其它州最密集的地方,一英畝地高達150萬只。

如此密集的活動,成功壓制了以它們為天敵的鳥兒、浣熊、青蛙、蛇、臭鼬及負鼠等動物。剛開始,天敵們吃得「滿嘴流油」「大腹便便」,以為這是上天的恩賜和垂簾, 可當它們吃太飽后,就對蟬逐漸失去了興趣。

和人類一樣, 動物進食也講究食物多樣性,如果連續進食一種食物,即便再能吃,也會吃膩、吃吐的。當天敵們吃蟬吃到想吐,愛理不理時,就是17年蟬抓住機會,肆意「造娃」的愜意時光。

第二:震耳欲聾的鳴叫堪稱「大海嘯」

當密集的17年蟬在一起喧鬧大合唱時, 其巨大的鳴叫聲響徹天地,持續四至六周的響聲,堪稱陸地上的「大海嘯」。

蟬發聲來自它們腹部的鼓膜(白色肋狀膜), 一只雄蟬就能發出近100分貝的音量,當聚集一起鳴叫時,那音量簡直震耳欲聾。

有些孩子從沒有見識過如此陣仗,還以為是災害的報警器在喧囂,甚至把911的電話都打爆了。當地的消防部門不得不發聲向居民介紹,這只是一種蟬而已, 無毒無害,切莫驚慌。

鳴叫是一方面, 蟬要撒尿才讓人欲哭無淚。蟬大量吸食樹木水分后,它體內的水分代謝不及時,多余的水就得通過「小號」的方式排出去,當一棵樹上有成千上萬只蟬在撒尿時,路過的人不打傘都不行。

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