趣谈17年蝉
2021年5月，美国东海岸的北卡罗来纳、弗吉尼亚和西弗吉尼亚等州迎来了潜伏地下17年的周期蝉破土而出。据称，最密集的地方平均每英亩（1英亩约4047平方米）土地大约有25万只蝉爬上地面。有专家如此描述当时的情景：“这些蝉密密麻麻，爬上了树干，汲取着营养，巨大的鸣叫声响彻天地，密集场面丝毫不亚于蝗虫过境。”有人估计，2021年夏季美国17年蝉的出土总数量或可达百亿只。
这种蝉是一种非常爱高声聒噪的家伙，眼睛呈美丽的鲜红色。当它们出现后，附近的不少居民都感觉受不了，因为它们实在是太吵闹了。无数蝉聚集在一起的喧闹大合唱，要持续四至六周时间，直到所有的“歌唱者”都结束了它们短暂而高调的亮相，落在了树下的地上为止。也许你无缘见识和亲历这种蝉群的盛大聚会，那就不妨读一读这种蝉的一些趣事，这样或许可以让你对这些神秘的小家伙的来龙去脉有所了解。
2021年5月，当地表以下约20厘米的土壤温度达到18 ℃时，在美国东部的15个州，在地下生活了17年的上百亿只蝉，不约而同地从地下破土而出，来到了地面美丽光亮的新世界。17年前，上一代的雌蝉将卵产在树枝上。后来，若虫孵化出来，落在了地上，然后钻入土壤中……它们在地下一待就是17年。在漫长的17年岁月中，它们在地底下靠汲取植物根部的汁液为食。
美国东部是六种周期蝉的家园，它们出生在不同的年份。
2021年5月，在美国东部的 15个州，在地下生活了17年的上百亿只蝉突然破土而出
一些人以为蝉是蝗虫的一种，但事实并非如此。蝗虫是一种短角蚱蜢，与所有其他的草蜢和蟋蟀一起都属于直翅目，而蝉是半翅目，另外如蚜虫类和稻飞虱等也是半翅目昆虫。
但这种分类学上的区别并没有阻止一些人将蝉称为蝗虫。在看到成群结队突然出现的蝉的时候，常常有人将它们误认为是蝗虫。蝉大批出现常被认为是一种天灾，一些人最想知道的是：如何杀死它们？
13年一次和17年一次周期性出现的蝉是所有昆虫中寿命最长的。但在它们的生命周期中只有一小部分时间是在地面上度过的，其余时间它们都隐居在地下，以汲取植物根部的汁液为食。在地下十多年的漫长时间里，被称为若虫的蝉蛹会进行五次蜕皮（脱落下它们的外皮）。
周期蝉的若虫会根据每年春天生长的季节植物根系中汁液的流动变化情况来计算年岁的流逝，经过13年或17年后，周期蝉在等到土壤温度达到18 ℃左右时，就会掘土而出，回到地面上。
回到地面上的若虫会爬到树上，再次蜕皮
一旦回到地面上，若虫就会爬到树上，依附在树枝上，再次脱落外皮，变成有翼的成虫。刚蜕下外皮的成虫呈半透明的白色，衬着一对鲜红的眼睛，翅膀柔软卷曲，这时还不适合飞行，但它们的身体很快就会变硬变黑，渐渐有力的翅膀终于可以让它们5厘米长的粗壮身体在空中飞翔。
为什么周期蝉会选择13年和17年作为其生命周期？有人认为，这与两个周期的数字都是素数有关。周期蝉以素数年份间隔从土里出来，可避免與其他食肉动物种群出现周期性同步激增的可能，后者的数量往往以2～10年为周期涨落。
这个逻辑在数学理论上是成立的，但是，毕竟世界上还有数以千计的蝉类物种并没有采取这种周期性的孵卵策略。这让蝉类研究人员有些疑惑：如果周期性蝉独特的生命周期具有如此独特的优势，那么，为什么其他蝉没有进化出类似的繁殖策略呢？
并不是所有的蝉都是每13年或17年出现一次的周期蝉。世界上有近3400种蝉，大多数蝉的若虫会在地下生活2～5年。周期蝉由晚秀蝉的七个种类组成，是唯一在地下生活13年或17年的蝉，这些蝉只在美国被发现。其中三种蝉是17年蝉，其余四种则以13年为周期。
周期蝉成群结队地出现，以每英亩高达150万只的密度成功压制了以它们为食的从鸣鸟到臭鼬这些天敌。天敌们很快就会因为吃得太饱，而再也吃不下这些发出巨大声响的“自助餐”了。在这场昆虫大宴中，尽情大吃的动物们一旦吃饱，就再也不想碰蝉了。而一旦蝉的天敌（如浣熊、青蛙、蛇、松鼠和负鼠等动物）吃得不能再吃了，蝉们就可以自由自在地开始繁殖下一代。
蝉成群出现是一种繁殖策略
吃蝉虫“自助餐”的不止是那些动物们，人类也加入了这场盛宴。美洲原住民吃蝉的历史源远流长。北卡罗来纳州的切罗基人有吃蝉的习俗，他们会从土里挖出若虫形态的蝉，用猪油油炸或腌制，以备日后食用。在纽约州北部的锡拉丘兹附近，奥农达加人在蝉大批出现时会以蝉为食，这种做法可能是奥农达加人的传统习俗：当定居者和传教士烧毁他们祖先的庄稼并洗劫村庄时，他们的祖先不得不以这些虫子为食以求生存。
蝉的味道到底如何，说法不一。有人说蝉的味道和虾相似，有人说像芦笋，还有一些人甚至说像是花生酱的味道。但如果你去野外吃烧烤蝉虫之前就要小心了，它们的汞含量可能很高，并且有可能会引起过敏反应，尤其是那些对贝类过敏的人。
当成千上万的雄蝉同步一致地一起求偶时，蝉鸣声简直震耳欲聋，音量可达约100分贝。雄蝉在上演它们的“爱情大合唱”时，会快速振动一对位于它们的腹部两侧、被称为鼓膜的白色肋状膜，那是它们的发声器官。
科学家对蝉的发声机理进行了研究，希望弄清楚雄蝉是如何发出令人难以置信的这种鸣叫声的。他们希望设计一种模仿蝉发声方法的装置，用于水下遥感或船对船的通信。
蝉的发声机理并不是蝉带给人类的唯一灵感。科学家还发现，一些蝉的翅膀是天然的抗生素。蝉的翅膀有一层极其微小的刺和一层化学涂层，接触到的细菌很快会被杀死。但这种特殊的杀菌防御机制并不适用于所有的细菌，只适用于那些细胞壁很软的细菌。微刺会拉伸这些细菌的细胞膜，直到将它们撕裂。科学家们对这一机制很感兴趣，因为这是一种在不使用抗生素的情况下杀灭有害微生物的方法，而过度使用抗生素会产生抗药性细菌。
蝉用来保护翅膀不受细菌侵害的微刺和涂层，还可以通过其特有的防水机制来保持翅膀干燥。这些超小结构很难进行仿生复制。但在2020年，一组研究人员利用指甲油和纳米压印光刻技术成功复制了蝉翼的复杂表面。这一成果也许有一天可被应用于新一代防水材料中。
成千上万只雄蝉求偶时，蝉鸣声震耳欲聋
蝉的翅膀有一层极其微小的刺和一层化学涂层，具有特殊功效
美国一年生的蝉和周期蝉都有属于它们自己的可怕寄生真菌。像蛇绿藻属真菌一样，团孢霉属真菌在蝉还生活在土壤中时就会感染它们，一旦被感染的蟬重新回到阳光下交配，真菌就会开始吞噬它们的内脏。
这种叫作团孢霉属的真菌在蝉的身体里一面生长，一面破坏，掏空蝉的身体。有报道称，团孢霉属真菌用卡西酮和某些蘑菇中的迷幻成分裸盖菇素混合起来的“鸡尾酒”给蝉“下药”。这种“鸡尾酒”的确切作用还不得而知，但携带了这些有害真菌孢子、身体已被部分掏空的蝉，却还是如平时那样鸣叫着，浑然不知自己遭遇了什么。但被真菌“下了药”的它们特别渴望做一件事，而且只做一件事：交配。当这些被真菌弄得身体残缺的蝉虫四处飞来飞去与异性相遇时，就会把致命的孢子传播给其他的蝉，或者洒落在它们飞过的土壤上。研究人员将这些迷失了自我的蝉称之为“传播死亡的小盐瓶” 。
一种属于团孢霉属的真菌在蝉的身体里一面生长，一面破坏，掏空蝉的身体
携带了这些有害真菌孢子、身体已被部分掏空的蝉还到处传播病菌
夏天，黄蜂是蝉的致命天敌，因此被称为“蝉之杀手”。雌性黄蜂在交配后飞向天空，此时它们唯一要做的事情就是捕猎胖乎乎又很笨的蝉。
当一只雌蜂在与猎物蝉搏斗时，雌蜂会用一根尖尖的毒刺刺穿蝉的坚硬外壳，并注入毒液使蝉瘫痪。然后，黄蜂会将这只又肥大又笨重的蝉带回到自己的洞穴里慢慢享用。黄蜂的洞穴很长，可达180厘米。雌蜂把已经不再动弹的猎物拖进一个沿着洞穴挖空的专门小室后，在蝉的身上下一个卵，然后封住小室入口。两三天后，黄蜂幼虫孵化出来，在一两周的时间里，开始吃早已瘫痪不动的蝉。有时雌蜂会为卵提供更多的食物，如两三只瘫痪的蝉。据说，这些幼虫可以让蝉的神经系统长时间维持存活，直到在痛苦中结束它们的生命，以使它们的食物尽可能长时间地保持新鲜。
气温升高，蝉的生长周期缩短
黄蜂是蝉的致命天敌。图为黄蜂正在猎杀蝉
2017年，某些17年周期蝉提前四年突然出现。一些研究人员猜测，这是气候变化导致气温升高对蝉的生长周期产生影响所致。2020年也出现了类似的情况，这使得离散蝉越来越多。
科学家预测，气温越高，就越有可能会看到蝉的生长周期缩短。如果有足够多的离队者成功繁殖，它们可能会以13年为一个周期组成新的一拨，或者发生其他我们无法预测的后果。科学家指出，蝉在地下一直会关注地面上森林环境17年间的周期性变化，如果它们栖息地的森林环境遭到破坏，它们就有可能会提前出来。
日本的一些蝉似乎与某些危险的真菌达成了双赢“协议”，这些真菌属于蛇绿藻属真菌。有一种真菌可将蚂蚁变成它们可以操纵的“僵尸”，然后在蚂蚁的脑袋上长出真菌来，蛇绿藻属真菌就是这种真菌的近亲。
科学家发现，日本蝉的体内就有这样一小撮蛇绿藻属真菌，但它们对蝉是有利无害的。这种真菌可以帮助蝉若虫将植物的含糖汁液转变成富含营养的食物，让它们能够在地底下存活。
但并不是所有的蝉都喜欢与蛇绿藻属真菌合作。另外还有几种真菌在入侵蝉的身体后，不会与蝉们好好合作。当蝉蛰伏地下时，这些真菌会感染它们，操纵它们掘土回到森林地面上，然后杀死它们，并在蝉的尸体上吸收营养长出新的真菌来。
猜你喜欢 若虫黄蜂真菌 11种杀虫剂对透明疏广蜡蝉3龄若虫的毒力测定天津农业科学(2022年5期)2022-05-31你真的认识黄蜂吗小哥白尼·野生动物画报(2022年3期)2022-05-31环斑猛猎蝽对烟蚜若虫的捕食作用南方农业学报(2021年11期)2021-03-05千奇百怪的真菌大自然探索(2019年1期)2019-01-24有毒的刺——黄蜂故事作文·低年级(2018年8期)2018-08-14好斗的黄蜂故事作文·高年级(2018年5期)2018-06-11奇趣的真菌王国知识就是力量(2017年12期)2018-01-15薇甘菊颈盲蝽基础生物学特性江苏农业科学(2017年12期)2017-09-16真菌对我们的帮助大自然探索(2017年3期)2017-04-07致命真菌大自然探索(2017年3期)2017-04-07