Milliarder af cikader kan snart komme til træer i nærheden af ​​dig

Periodisk cikade i Washington D.C.

Billede via Katha Schulz / Flickr, CC BY

Startende engang i april eller maj, afhængigt af breddegrad, vil en af ​​de største yngler i 17-årige cikader komme ud af undergrunden i et dusin stater.


Denne artikel om cikader er genudgivet her med tilladelse fra Samtalen . Dette indhold deles her, fordi emnet kan interessere Snopes læsere, det repræsenterer dog ikke arbejdet fra Snopes faktakontrol eller redaktører.




En stor begivenhed i insektverdenen nærmer sig. Startende engang i april eller maj, afhængigt af breddegrad, vil en af ​​de største yngler i 17-årige cikader komme ud af undergrunden i et dusin stater, fra New York vest til Illinois og syd ind i det nordlige Georgien . Denne gruppe er kendt som Brood X, som i det romerske tal for 10.

I cirka fire uger vil skovklædte områder og forstæder ringe med cikader 'fløjtende og summende parringsopkald. Efter parring lægger hver kvinde hundreder af æg i trægrene med blyantstørrelse.

Så dør de voksne cikader. Når æggene er klækket, falder nye cikadanymfer fra træerne og graver tilbage under jorden og starter cyklussen igen.

Der er måske 3.000 til 4.000 arter af cikader over hele verden, men de 13- og 17-årige periodiske cikader i det østlige USA ser ud til at være unikke ved at kombinere lange unge udviklingstider med synkroniseret, massevækst hos voksne.

Disse begivenheder rejser mange spørgsmål for både entomologer og offentligheden. Hvad laver cikader under jorden i 13 eller 17 år? Hvad spiser de? Hvorfor er deres livscyklus så lang? Hvorfor synkroniseres de? Og påvirker klimaændringer dette vidunder i insektverdenen?

Vi studerer periodiske cikader for at forstå spørgsmål om biodiversitet, biogeografi , adfærd og økologi - udvikling, naturhistorie og geografisk fordeling af livet. Vi har lært mange overraskende ting om disse insekter: De kan for eksempel rejse gennem tiden ved at ændre deres livscyklus i fire års intervaller. Det er ikke tilfældigt, at det videnskabelige navn for periodiske 13- og 17-årige cikader er Magicicada , forkortet fra 'magisk cikade.'

Naturhistorie

Som arter er periodiske cikader ældre end de skove, de bebor. Molekylær analyse har vist, at omkring 4 millioner år siden, forfædren til den nuværende Magicicada arter opdelt i to slægter . Omkring 1,5 millioner år senere delte en af ​​disse slægter sig igen. De resulterende tre slægter er grundlaget for de moderne periodiske cicadeartegrupper, Fjorten, Cassini og Decula .

Tidlige amerikanske kolonister stødte først på periodiske kikader i Massachusetts. Det pludselige udseende af så mange insekter mindede dem om bibelske plager af græshopper, som er en slags græshoppe. Sådan blev navnet 'johannesbrød' forkert forbundet med cikader i Nordamerika.

I løbet af det 19. århundrede, bemærkelsesværdige entomologer som Benjamin Walsh , C.V. Riley og Charles Marlatt udarbejdet den forbløffende biologi i periodiske cikader. De fastslog, at i modsætning til græshopper eller andre græshopper, cikader ikke tygger blade, decimerer afgrøder eller flyver i sværme.

I stedet tilbringer disse insekter det meste af deres liv ude af syne, vokser under jorden og fodrer med planterødder, når de passerer gennem fem unge stadier. Deres synkroniserede fremkomst er forudsigelig og forekommer efter en tidsplan på 17 år i Nord og 13 år i Syd- og Mississippi-dalen. Der er flere regionale årsklasser, kendt som yngler.

Fem nymfe stadier af cikadeudvikling.

De fem faser af de periodiske cikader underjordiske unge. Mellem hvert trin smelter den unge cikade, så den kan blive større. Den faktiske størrelse af den femte trins nymfe er 0,83 tommer.
Chris Simon, CC BY-ND

Sikkerhed i antal

Nøglefunktionen i Magicicada biologi er, at disse insekter opstår i et stort antal. Dette øger deres chancer for at udføre deres vigtigste mission over jorden: at finde hjælpere.

Tæt opståen giver også det, som forskere kalder et rovdyr-mætningsforsvar. Ethvert rovdyr, der lever af cikader, hvad enten det er en ræv, egern, flagermus eller fugl, spiser fyldet længe før det spiser alle insekter i området og efterlader mange overlevende.

Mens periodiske cikader stort set kommer ud på planen hvert 17. eller 13. år, opstår ofte en lille gruppe fire år tidligt eller sent. Tidligt fremvoksende cikader kan være hurtigere voksende individer, der havde adgang til rigelig mad, og de bageste kan være individer, der levede med mindre.

Hvis vækstbetingelserne ændrer sig over tid, bliver det vigtigt at have evnen til at skifte denne form for livscyklus og komme ud enten fire år tidligt i gunstige tider eller fire år sent i sværere tider. Hvis en pludselig varm eller kold fase får et stort antal cikader til at lave en engangsfejl og komme ud af tidsplanen med fire år, kan insekterne dukke op i tilstrækkeligt antal til at mætte rovdyr og skifte til en ny tidsplan.

Kort over periodiske cikadeavlsteder.

Broder af periodiske cikader, identificeret ved romertal, dukker op på 13- eller 17-årige cyklusser over det østlige og mellemvestlige USA
University of Connecticut , CC BY-ND

Folketællingstid for Brood X

Da gletsjere trak sig tilbage fra det, der nu er USA for omkring 10.000 til 20.000 år siden, fyldte periodiske cikader østlige skove. Midlertidig skift af livscyklus har dannet en kompleks mosaik af yngler.

I dag er der 12 yngler af 17-årige periodiske cikader i nordøstlige løvskove, hvor træer falder blade om vinteren. Disse grupper er nummereret sekventielt og passer sammen som et kæmpe puslespil. I det sydøstlige og Mississippi-dalen er der tre yngler af 13-årige cikader.

Fordi periodiske cikader er følsomme over for klima, afspejler mønstrene for deres yngler og arter klimaforandringer. For eksempel indikerer genetiske og andre data fra vores arbejde, at de 13-årige arter Magicicada neotredecim , som findes i den øvre Mississippi-dal, dannet kort efter den sidste istid. Da miljøet opvarmede, dukkede 17-årige cikader i området op successivt, generation efter generation, efter 13 år under jorden, indtil de var skiftet permanent til en 13-årig cyklus .

Kvindelig cikade, der deponerer æg på en gren.

Medlem af Brood X om æglæggelse i 2004.
Chris Simon, CC BY-ND

Men det er ikke klart, om cikader kan fortsætte med at udvikle sig, så hurtigt som mennesker ændrer deres miljø. Selvom periodiske cikader foretrækker skovkanter og trives i forstæder, kan de ikke overleve skovrydning eller reproducere i områder uden træer.

Faktisk er nogle yngler allerede uddøde. I slutningen af ​​det 19. århundrede forsvandt en yngling (XXI) fra det nordlige Florida og Georgien. En anden (XI) er uddød i det nordøstlige Connecticut siden omkring 1954, og en tredje (VII) i upstate New York er faldet fra otte amter til et, siden kortlægningen først begyndte i midten af ​​1800'erne.

Klimaændringer kan også have vidtrækkende virkninger. Når det amerikanske klima opvarmes, kan længere vækstsæsoner give en større madforsyning. Dette kan i sidste ende ændre mere 17-årige cikader til 13-årige cikader, ligesom tidligere opvarmning ændret Magicicada neotredecim . Tidlige fremskridt i stor skala opstod i 2017 i Cincinnati og metroområdet Baltimore-Washington og i 1969, 2003 og 2020 i Chicago-metroområdet - potentielle forkæmpere for denne form for forandring.

Forskere har brug for detaljerede oplysninger af høj kvalitet for at spore cicadafordelinger over tid. Borgerforskere spiller en nøglerolle i denne indsats, fordi periodiske cikadapopulationer er så store, og deres voksnes voksnes varighed kun varer et par uger.

Frivillige, der ønsker at hjælpe med at dokumentere Brood Xs fremkomst i foråret, kan downloade Cicada Safari-mobilapp , giver snapshots og følg vores forskning i realtid online på www.cicadas.uconn.edu . Gå ikke glip af - den næste mulighed kommer først Broods XIII og XIX dukker op i 2024 .


John Cooley , Lektor i økologi og evolutionær biologi, University of Connecticut og Chris Simon , Professor i økologi og evolutionær biologi, University of Connecticut

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .