科普:北美17年蟬知多少

2021-01-07 新華網客戶端

  新華社紐約6月28日電(記者袁悅 李暢翔)17年,剛出生的嬰兒可以成長為一位青年,奧運會至少可以舉辦4屆,而人們可能想不到的是,這也是北美壽命最長的蟬的生命周期。

  2016年5月,在美國東部幾個州,一批蟄伏17年的蟬甦醒後破土而出。在某些地區,時隔十幾年突然出現大量的蟬,不失為一道奇景。

  今年這批重見天日的17年蟬是周期蟬的一種,而周期蟬是生活在北美的一類蟬的屬名,其生命周期為13年或17年,時隔十幾年突然出現是它們固有的生物現象。但為何是13或17年,還有待進一步的研究。

  一個月的壽命?這是誤解

  許多人誤以為,蟬的壽命只有一個月,它們會在幾十天裡從幼蟲羽化成成蟲,產卵、交配,然後死亡。實際上,蟬的一生中大部分時間以幼蟲形態穴居在地下。例如,中國蟬的穴居時間為3至7年,法國蟬的生命周期大多是4年,在北美這個周期可以長達17年。也就是說,雖然在許多地區每年都能見到蟬,但「年年歲歲花相似,歲歲年年蟬不同」。

  「隨著外界溫度的升高,蟬的幼蟲會意識到出土時機,」美國自然歷史博物館昆虫部專家路易斯·索金告訴新華社記者。

  蟬的出土一般發生在黃昏及夜間。這個時候,幼蟲爬出地表,爬到樹上,開始「金蟬脫殼」的過程。蛻皮片刻過後,蟬的翅膀就會變硬,開始飛行。

  在重見天日的時間裡,蟬要幹些什麼?雄性此時需要用蟬鳴吸引雌性前來交配,交配後便等待死亡。雌蟬在交配過後開始在樹枝上產卵,隨後也迎來生命終結。雌蟬產下的卵在第二年才會孵出幼蟲,鑽入地下開始新一輪生命周期。

  北美獨有的周期蟬

  「周期蟬這一屬中有個7個物種,而且只分布在北美洲,從未在其他大洲發現過,」索金教授說。

  根據它們出現的年份,周期蟬被分為30個群。其中1號群到17號群是17年蟬,18號群到30號群是13年蟬。

  除去一些已滅絕的群,周期蟬只剩下15個群。今年破土的是17年蟬中的5號群,主要分布在美國東部的俄亥俄州、賓夕法尼亞州、西維吉尼亞州、維吉尼亞州,以及紐約州的長島地區。

  「周期蟬的地域分布是從冰川時代就形成的,當時的冰川活動造就了他們今天的分布,」索金說。

  既然隔幾年就有不同群種的周期蟬出沒,那麼如何區別它們是17年蟬還是13年蟬?

  索金介紹說,每一個群種的周期蟬身體部位的顏色、蟬鳴、DNA(脫氧核糖核酸)的組成都存在差別。科學家和愛好者通過常年觀察,記錄其中差別。現在每當收集到新的脫殼蟬的樣本,根據體態特徵,就可以對其分類作出判斷。

  謎一樣的質數年份

  為什麼周期蟬的生命輪迴周期呈13年或17年這樣質數年份?這個現象引發了昆蟲學家強烈的好奇;但直到現在,他們也沒有歸結出一個確切原因。

  「從進化的角度看,13和17年似乎是最佳的防範捕食者的時間。因為捕食者一般不會生存這麼久來和周期蟬保持同步,」索金說。

  另一種理論是,13年或17年的進化周期可以很好地控制它們的天敵——以它們為食的鳥類數量。美國的一項研究發現,在17年蟬大批出現12年後,捕食它們的鳥類數量開始減少,最終在第17年、這批蟬再次出現的年份,以它們為食的鳥類數量降至最低。這一規律有助於周期蟬的生存繁衍。

  還有科學家推測,周期蟬之所以時隔如此之久才大規模出現一次,是為了防止不同種屬之間的雜交。

  人類已經研究蟬幾百年,但仍沒能摸清這些小生命各種特徵的來龍去脈。周期蟬的存在,為炎炎夏日的蟬鳴增添了一絲神秘色彩,也激發了我們進一步探究生物界的好奇心。

相關焦點

  • 【科普】17年蟬
    17年前,它們在孵化之後就離開了樹,進入地下。這就是生命周期長達17年的「17年蟬」,一種生活在北美地區的蟬。17年蟬也被稱為「周期蟬」,因為它們在北美洲的任何一個地方都是同步生長,並在同一年的同一時間破蛹而出。它們的生命周期達17年之久,簡直讓人難以置信。
  • 30億隻蟬破土而出,美國17年蟬迎來大爆發,當地人苦不堪言
    因為美國17年一度的蟬大爆發來臨了。在北美洲有兩種蟬,一種叫做13年蟬,一種叫17年蟬,這些蟬每隔13年或17年才會破土而出,享受一個短暫的夏天。而2020年的夏天,就是美國17年蟬大爆發的年份。據美國媒體報導,美國東部的北卡羅來納,維吉尼亞等地的17年蟬正在大量破土而出,他們將會對今年夏季的居民生活帶來巨大的影響。
  • 繼疫情及大黃蜂后,「17年蟬」將回歸襲美,預計每畝高達150萬隻
    壽命最長昆蟲17年就見這一面周期蟬(periodical cicadas)主要分布於北美洲,依照生命周期長短不同,還能細分為「13年蟬」及「17年蟬」,其中17年蟬可以說是全球最長壽的昆蟲,壽命就如其名,可以長達17年。
  • 每英畝爬出25萬隻,美國17年蟬今年大爆發,數量不亞於蝗蟲過境
    最近有我國媒體轉載美國媒體的報導稱,美國大量17年蟬正破土而出,這個夏季美國來自這種蟲子的噪音是少不了了。維吉尼亞理工大學的昆蟲學家埃裡克·戴(Eric Day)則說「這些蟬密密麻麻地爬上了樹幹汲取著營養,巨大的鳴叫聲響徹天際,場面絲毫不亞於蝗蟲過境」,有人估計今年夏季美國17年蟬的出土總數量或可達成千上萬億隻。由於生長和出土時間的不同,北美洲的這些蟬又被叫做「周期蟬」,生物學家們將它們分為不同的「群」,今年的周期蟬名為「9號群(Brood IX)」,這些蟬為何要形成出土周期?
  • 每英畝爬出25萬隻,美國17年蟬今年大爆發,數量不亞於蝗蟲過境
    不過並不是所有的蟬,都是在地下生活3~4年,北美洲就有兩種蟬,一種在地下生活13年,還有一種在地下生活17年。最近有我國媒體轉載美國媒體的報導稱,美國大量17年蟬正破土而出,這個夏季美國來自這種蟲子的噪音是少不了了。據《今日美國報》5月13日報導,美國東海岸的北卡羅來納州、維吉尼亞州和西維吉尼亞州等地正迎來潛藏地下17年的蟬。
  • 【原創】你對 Bison 知多少?北美野牛簡史科普
    切入正題:過去10到15間,北美野牛從19世紀末即將滅絕的困境中解脫出來。在加拿大,每年每頭牛牛肉的產出量接近60磅,但是北美野牛的產量還不到其1/2。然而對於消費者來說,他們更傾向於購買純天然生長的肉。如果北美野牛肉能持續佔領高端市場的話,它未來的前景將會很好。
  • 蟄伏17年!美東部地區「周期蟬」即將破土而出,數量可達數十億隻
    數十億隻蟄伏於美國東部地底17年的蟬,將於近日破土而出。這種名為「布魯德9代」(BroodIX)的蟬,不會咬人,但一隻公蟬發出的求偶聲可達90分貝,相當於一臺果汁機運作的聲音。屆時震耳欲聾的蟬鳴聲,將讓部分戶外活動被迫取消。
  • 科普|你不知道的地下昆蟲王國
    北美著名的周期蟬Magicicada sp.,其若蟲的蟄伏周期就長達13年或17年,因而也被稱為13年蟬或17年蟬。鞘 翅 目鞘翅目中約有四分之一的全科或科中部分屬的幼蟲喜歡生活在土壤中,可以說是資深的「地下工作者」。比如,金龜甲小時候都是白白胖胖、醜萌醜萌的模樣,它們藏在土裡吃了睡、睡了吃,不愛活動,還有個統一的名字叫蠐螬。
  • 人口普查知多少?
    人口普查知多少?來源:科普山東有你想看的精彩原標題:《人口普查知多少?》
  • 【醫學科普】血液秘密知多少
    【醫學科普】血液秘密知多少 2021-01-08 15:15 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 【科普】食品謠言知多少——牛奶常喝 這些「常識」不能信
    【科普】食品謠言知多少——牛奶常喝 這些「常識」不能信 2020-12-04 15:56 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 17年蟬的生存規則
    蟬的幼蟲為什麼在地底下蟄伏17年都不出來?      蟬的幼蟲在地底下待了17年,蛻皮後,在地上唱歌唱了一個月就死了。為什麼長達17年都生活在地下呢?       無論是什麼昆蟲,都有自己的天敵。蜻蜓一天要抓300隻蚊子吃掉,鴨子要吃掉所有危害稻穀的害蟲,青蛙一天也要吃掉好幾百隻蒼蠅。
  • 【科普】影響光伏板發電量的因素知多少 ?
    【科普】影響光伏板發電量的因素知多少 ?光伏零部件  來源:上海晨科太陽能    2018/1/22 14:32:57  我要投稿  北極星太陽能光伏網訊:隨著時代的發展以及國家政策的大力提倡,光伏電站的建設現狀走進千家萬戶,普及度越來越高。
  • 人普知多少---世界人口普查簡史
    人普知多少----世界人口普查簡史 2020-11-11 05:00 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 彩虹知識知多少?
    彩虹知識知多少?時間:2016-04-22 09:51   來源:中國氣象科普   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:彩虹是怎麼形成的? 彩虹知識知多少? 彩虹(rainbow)是氣象中的一種光學現象。當陽光照射到半空中的雨點,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,在雨後常見。下面通過組圖來介紹一下彩虹的形成。
  • 蟬:為了這個夏天,我在黑暗裡等待了17年,你卻嫌棄我吵?
    大部分蟬的生命周期是在4年,而北美洲卻有壽命長達17年的蟬,這種蟬在土壤裡面生活整整17年才會爬出來羽化成蟲。十七年蟬的這種奇特生活方式,為的是避免天敵的侵害並安全延續種群,因而演化出一個漫長而隱秘的生命周期。17年質數為什麼蟬選擇17年當作它生命的周期,卻不選擇8、14、16年呢?這個答案和數學上的「質數」有關。
  • 北美負鼠知識免費科普,看一看你了解多少?
    北美負鼠的尾巴很長,沒有毛,能抓著樹枝及細小的物件。它們的耳朵沒有毛,鼻長而扁。北美負鼠有50顆牙齒,後肢的拇趾沒有爪及可與其餘四趾相反。北美負鼠有13個乳頭,其中12個圍成一個圓形及1個在中間。北美負鼠的腳印可見有5趾。後肢腳印由於拇趾的關係而很特別,一般拇趾印都與其餘四趾成90°或甚至180°。
  • 科普:外太空的溫度是多少?
    科普:外太空的溫度是多少?時間:2017-04-21 13:17   來源:360問答   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:科普:外太空的溫度是多少? 宇宙空間浩瀚無際,如果未來有機會造訪外太空,你需要裹上什麼?地球上最冷的城市是俄羅斯的雅庫茨克,全年平均氣溫約零下50攝氏度。