17年一遇 亿万只周期蝉涌现美东
来源:中新网 编辑： 宝厷 发表时间：2021-05-27 11:00http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/e9265b11d5ed40ac9526e57aa2df58ba.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月17日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉蝉壳。 中新社记者 陈孟统 摄
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/6813223d632541eda0435185ab13b27a.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月17日在弗吉尼亚拍摄的一只刚刚“脱壳”的17年蝉。 中新社记者 陈孟统 摄
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/0fbe6f5b5f044207aa2f2413320e3a3c.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月17日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉。 中新社记者 陈孟统 摄
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/f250bcb813a84386b4d50d4450b42c8e.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月25日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉和蝉壳。 中新社记者 陈孟统
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/8661032001ad45c3a67058a8e18d9b28.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月17日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉。 中新社记者 陈孟统 摄
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/1e12027a19e54ea8b21dbf422326d005.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月25日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉。 中新社记者 陈孟统 摄
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/5e9b766843c94b67a379d97675fa0701.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月25日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉。 中新社记者 陈孟统 摄
来源:中新网 编辑： 宝厷 发表时间：2021-05-27 11:00
http://i2.chinanews.com/simg/hd/2021/05/27/9dac3b8be83b4bce86fbb34b97d99d7d.jpg近日，亿万只“17年蝉”破土而出，涌现美国东部地区。17年蝉是周期蝉的一种，为北美独有。周期蝉是世界上最长寿昆虫之一，它们一生大部分时间以蛹的形态在地下生活，以树根为食，不同种类蛰伏时间为13年或17年。 图为5月25日在弗吉尼亚拍摄的17年蝉。 中新社记者 陈孟统 摄
周期蝉（Magicicada）是北美一类蝉的属名。其生命周期为十三年或十七年，也被称为十七年蝉或十三年蝉。幼虫孵化后即钻入地下，一生绝大多数时间在地下度过，靠吸食树根的汁液生存。到了孵化后的第十三年或十七年，同种蝉的若虫同时破土而出，在4-6周内羽化、交配、产卵、死亡。卵孵化后进入下一个生命周期。 中文学名周期蝉
拉丁学名Magicicada
界动物界
分布区域北美
发现时间1633
外文名称The cycle of cicada 基本简介
周期蝉是北美洲最为古老的昆虫之一。若虫生活在地下，吸吮树根的汁液，时间长达13年或17年，具体取决于它的种类。时机成熟时，大批若虫同时破土而出，场面蔚为壮观。然后，它们爬到树上或其他垂直物体表面，蜕皮变成有翅膀的成虫。它们在夜间离开蝉蜕，花一夜的时间舒展新长出来的翅膀、让外骨骼硬化。
雄蝉会成群结队地呜叫，吸引雌蝉。每种周期蝉都有自己的叫声，有的种类声音很大。靠近异性时，雄蝉的叫声会变成独特的求偶声，如果雌蝉欣然回应，两只蝉就会交尾。然后,雌蝉在树枝上挖出缝隙，产下自己的卵。小若虫破壳而出，坠落到地面上，钻进树根之间，等到多年以后破土而出。 生命周期
自17世纪中叶起，科学家就一直对周期蝉的生命周期困惑不已。它们遵循着相同的基本生命周期：幼虫在地底生活13或17年，然后在夏季大量出现。它们爬上树，蜕皮，成长为成虫，然后在短短数周内，成虫相遇、交配、产卵。孵化后，幼虫会回到地底，等待下一个轮回。 相关研究
周期蝉大批涌现，捕食性鸟类数量最低：
20世纪初的研究指出，在非常规周期内出现的蝉会被捕食性鸟类吃得一干二净。这次两名研究者决定探个究竟，看看鸟的数量是怎样影响这种昆虫的生命周期的。
这篇论文的作者是沃尔特·科尼格（Walt Koenig），康奈尔大学的行为生态学家，以及安德鲁·利布霍尔德（Andrew Liebhold），美国农业部林业局的生态学家。他们二人共同研究了从1966年到2010年期间北美捕食性鸟类种群资料，主要针对15种鸟类，包括黄嘴美洲鹃（Coccyzus americanus）、红头啄木鸟（Melanerpes erythrocephalus）、家雀（asser domesticus）等以蝉为食的鸟类。研究显示，在周期蝉大批涌现的当年，这些鸟类的数量达到最低点。
在十七年蝉大批出现12年后，捕食它们鸟类的数量开始减少，最终在第17年达到最低点——正是十七年蝉再次大批出现的年份。以十三年蝉为食的鸟类遵循着类似规律。科尼格说：“蝉控制了鸟类的数量；它们给鸟设计了一条轨道，使得下一批蝉出现时鸟类的数量大幅减少。”
周期蝉用资源脉动影响环境操纵鸟类数量：
那蝉到底是怎样通过生命周期来操纵鸟类数量的呢？曾有另一项研究揭示了蝉的生物量（biomass）对环境的巨大影响。“这是一个巨大的资源脉动，滋养了一切——土壤、树木和鸟类都从中获得了丰富的营养。现在看来，（蝉）大批出现对环境的影响会持续很长时间——一直持续到下一批周期蝉出现。”科尼格说道。
该理论对周期蝉的蛰伏提供了一个新解释，但迷雾仍未散尽。“我们仍未有一个好的理论，现在仍无法解释周期蝉带来的资源脉动是如何准确地在13或17年内使鸟的数量达到最低点的，”科尼格说，“这让人百思不得其解。”
周期蝉的种群隔离和渐渗现象：
线粒体DNA标记物已用于解释周期蝉( magicicada)三个种的进化起源。这些蝉在美国东部的落叶林中以地下树根为食，在密西西比河流域和美国南部，它们的生活周期为13年，但在北部和西部，其生活周期是17年。在这些区域的某些地方几乎每年成年蝉都大群地从地下同时出现，进行交配和产卵。同时大量出现可能对这些蝉是有利的，因为如此多的量使许多个体免遭捕食。而且，长的生活周期避免了与捕食者同步出现。在同一年出现的蝉称之为“-群”( brood)。17龄蝉(M. septemdeci)的17群中的13个和13龄蝉(M. tredeci)的13群中的3个已得到鉴定，而且它们的出现方式也已被鉴定和监测。大多数的蝉都按它们的生活周期出现，但也有少数个体不按它们本身的生活周期出现。17龄蝉的生活周期中包括早期蛹生长的4年的抑制期，若这一抑制期取消，那么这一群的蝉会在13年后出现。这表明有一个基因控制着生活周期的长度。问题是13年后出现的蝉是否是17龄蝉发生了某些类型的遗传改变后而出现的呢？在伊利诺斯州有证据表明在1868年17龄蝉与13龄蝉同时出现并杂交后，随后出现的种群其成虫每13年出现一次。
为了解决这个复杂的进化和生态学问题，Martin和 Simon分析了杂种伊利诺斯州种群的腹片颜色、等位基因酶多态现象的频率(磷酸葡萄糖变位酶，PGM)和 mtdNA( Martin and simon，1988)。数据显示这个伊利诺斯州13龄蝉的 mtDNA与相邻的17龄蝉相似，而与相邻的13龄蝉不同，其腹片颜色和PGM多态频率与17龄蝉相似。这一结果与两个种群发生了杂交、13年生活周期占控制地位这样的假设是一致的。
然而，Main和 Simon反对这个关于杂交的假设。他们认为，大多数杂交是种群在狭窄地带接触而发生的，而这个新的蝉种群是大面积地发生。在整个种群中，完全消除一种 mtdNA基因型需要极强的选择，但自1868年以来只有8代蝉可供选择。而且，如果有杂交发生，那么腹片颜色和PGM多态性频率应有中间表型出现，但结果却相反。这个发现被解释为只发生了大规模的生活周期转变，而没有发生杂交。生活史的转变只是由于17龄蝉在发育过程中经历了4年的快速发育期。Martin和 Simon认为生活史长度的转变可能是由环境因素造成的,，种群密度过大。
生活周期的改变能够在以前统一发育的17龄蝉种群中打破基因漂移而启动遗传分化。新的暂时分离群的形成创造了新的遗传机会，因为它可将两个遗传上不同的种群结合在一起。将生活周期从17年转变到3年的个体同以前分离的群一样每13年同时出现一次，如果它们能够并它生能存活的后代的话,在以前独立群之间是可能发生基因漂流的。
十七年蝉
十七年蝉，同翅目。北美洲一种穴居十七年才能化羽而出的蝉。它们在地底蛰伏17年始出，尔后附上树枝蜕皮，然后交配。雄蝉交配后即死去，母蝉亦于产卵后死。科学家解释，十七年蝉的这种奇特生活方式，为的是避免天敌的侵害并安全延续种群，因而演化出一个漫长而隐秘的生命周期。 中文名十七年蝉
别 名布鲁德蝉拉丁
学名Magicicada septendecim
界动物界
门节肢动物门Arthropoda
亚 门有颚亚门Mandibulata
纲昆虫纲Insecta
亚 纲有翅亚纲Pterygota
目同翅目Homoptera
亚 目蝉亚科
科蝉科Cicadidae
属蝉属
种十七年蝉
分布区域北美洲
形态特征
蝉的躯体呈黑色，翅膀半透明，呈褐色，有脉络，红红的眼睛还能发光，晚上看上去就像极小的火把。它们看上去丑陋无比，因此不讨人喜欢。但蝉对人类来说并没有什么害处，不咬人，不叮人。它们飞行速度缓慢，经常会撞到包括人在内的一些东西上，这也成了它们的习惯。
但它们也有令人烦的时候。一位经历过1987年那一代十七年蝉的人说：“它们死去时，那种情景简直令人作呕。你要不停地驱赶它们，要不然它们会整天整夜地嗡嗡地叫，在你脚下嘎吱嘎吱地咀嚼树叶。”蝉的出没的确会带来一些不利后果，尤其是对小树而言。雌性蝉通常会炸开树皮炸出卵，在掉到地上以前，蝉蛹一直以树的汁液为食，这样一来，小树就会受到严重损坏。一旦接触到土壤，蝉蛹就会在地上打洞(通常18英寸或2英尺深)，找到树根后，就会开始咀嚼。然后就开始在阳光下的照射下，过着一种十分惬意的生活。
第17个春天过去后，它们会再次出现。蝉蛹会于4月份开始打洞，而这时，你会首先在新鲜泥土的边缘看到一些小洞。但在土壤温度未达到18摄氏度以前，它们不会从洞中出来寻找食物。它们会爬上距离最近的垂直的物体，如树、灌木、电线杆，甚至蒲公英的茎，蜕去它们的外皮。几个小时后，它们的翅膀会变硬，躯体也会变硬。 生活习性
1979年的夏季，从美国的卡洛来纳州到纽约，每天晚上都有无数的暗色小虫子从地下爬出来，这就是十七年蝉。它们爬到几乎所有竖立着的目标上，如树木、电线杆和建筑物，然后抓紧树皮，蜕皮羽化。不一会儿，雄蝉发出欢乐喧闹的叫声，引诱雌蝉，这标志着它们1962年出生后在地下生存了17年，到地面上来举行“婚礼”。这是其它食虫兽最快乐的时光，这是难得一见的盛宴，然而十七年蝉一旦爬出地面生命就很短暂了，所有食虫兽都会一拥而上抢食这些十七年蝉。要不是数量优势，这种蝉恐怕早就灭绝了。
绝大多数的昆虫，只有一年或更短的生活史。一般的蝉只有3至9年的生活史，尽管还有一种十三年蝉。这种蝉在地下生活的时间有17年。使它获得了昆虫世界里最长寿的头衔。
它们来了！在美国的一些地区，人们到处在谈论这样的消息，那就是“侵略者”来了！侵略者不是人类的军队，而是让人无法想象的一个规模大得惊人的昆虫军团——十七年蝉的先头部队。这种一英寸长的褐色虫子破土而出，在阳光下寻找自己的巢穴，脱去身上的“外套”。17年过去了，十七年蝉又回来了！
华盛顿的居民都在期待着，希望看看它们的模样。他们在院子的草丛中到处寻找半英寸大小的洞穴，以获得十七年蝉出现的证据。十七年蝉土生土长在中大西洋地区，每隔17年才出现一次。又轮到它们回来了。
如果每年都出现，那么这些蝉就会和蟑螂或普通胡蜂一样，肯定是一种害虫。事实上，它们却是一种具有传奇色彩的昆虫。在十七年蝉于1970年再次出现后，美国著名摇滚歌星鲍勃·迪伦为它们的阵势所感动，于是写了一首歌歌颂出世的这些蝉类的祖辈们。
十七年蝉每十七年出现一次，这种罕见的生活周期，让人类体会到它们惊人的死亡率。一个土生土长在华盛顿的人可以根据蝉来计算自己的生命。当蝉首次出现时，他也许还是小孩，他结婚时，蝉会出现，他自己的孩子上中学时，它们会出现，到了他儿孙满堂，即将退休时，它们会出现，而他到了暮年时，它们会再度出现。 发展历程
与蝗虫不同，蝉不吃树叶，只吸食树的汁液。十七年蝉总是潜伏于树根处，17年后才破土而出。在死亡的前一个月，它们生活的唯一目的就是寻找交配的伙伴。