過去兩年，美國東半部森林的春夏交替時節異常寂靜。往年，壽命長的週期蟬會在這一地區嗡嗡作響，但由於時間上的巧合，自 2021 年以來，這些昆蟲一直很少見。不過，今年，它們將再次喧囂歸來。
這是因為 2024 年將有兩批不同的週期蟬大規模羽化，遍佈美國東半部的大部分地區。這些昆蟲每隔 13 年或 17 年從地下爬出來一次，進行短暫的交配和產卵，直到所有成蟲死亡，下一代則蟄伏地下，直到它們自己的青少年時期。這是一個不尋常但古老的生命週期，已成為美國東部森林結構的一部分。今年春天，這將得到充分展現，一個 13 年蟬群和一個 17 年蟬群將在相鄰的區域同時羽化，這是一種特別罕見的現象。
“它們在時間上並不經常重合，但在時間和空間上都重合則更為罕見，”喬治·華盛頓大學的昆蟲生態學家約翰·利爾說。“這就是今年正在發生的事情，它引起了很多轟動——雙關語意在言外。”
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丹尼爾·P·霍夫曼和約翰·庫利，珍·克里斯蒂安森修改
今年美國將看到的大部分週期蟬都屬於大南方蟬群，又名 XIX 群，這是一個 13 年的世代群，橫跨密蘇里州、阿肯色州、伊利諾伊州南部、田納西州、阿拉巴馬州、佐治亞州、卡羅來納州和周邊各州。本季應出現的 17 年蟬屬於 XIII 群，或稱伊利諾伊州北部蟬群。
這些蟬群分別於 2011 年和 2007 年從產在樹枝上的卵中孵化出來。新生的蟬掉落並鑽入出生樹周圍的土壤中，然後在地下度過了十多年，靠吸食木質部汁液緩慢生長。這種液體主要成分是水，含有一些礦物質和其他化合物。它從樹根尖端移動到樹幹，然後再向上移動。現在昆蟲已經成熟，它們將開始在周圍土壤溫度達到約華氏 64 度時羽化。這很可能最早在四月下旬從南方開始。然後蟬將開始它們為期數週的繁殖狂歡，然後死亡。
伊利諾伊州將真正富含這些昆蟲，因為它標誌著兩個蟬群之間的邊界。“我多年來一直期待著這一天，”伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校伊利諾伊州自然歷史調查研究所的昆蟲學家和附屬機構凱瑟琳·達納說。“我們在同一個州有兩個不同的蟬群羽化，這是一件非常罕見的事情。”這兩個蟬群的領地重疊不多，但確實彼此接壤。因此，雖然不會有任何密度異常高的區域，但科學家們期待著看到這兩個蟬群是否有可能雜交。
切麗·辛恩
蟬群雜交出乎意料地複雜，因為 13 年蟬和 17 年蟬是不同的物種，並且每個蟬群可以包含多個物種。總而言之，美國是七種不同週期蟬的家園，它們都屬於 Magicicada 屬——而今年，所有七種都將在蟬群邊界出現。“這非常了不起，”利爾說。
雖然每種蟬的外觀略有不同，但它們真正的區別在於雄性昆蟲用腹部有脊的膜發出的鳴叫聲。一個蟬群中的每個物種都會發出一組不同的歌曲，雌性會識別這些歌曲。
在世界上的 3,400 種蟬中，只有九種已知進化出了一種奇怪的習性，即在地下消失多年，然後同時大規模羽化——其中七種在美國。在羽化期間，可能會感覺蟬試圖接管世界，但事實遠非如此——它們只是在尋求數量上的安全。
“巨量共同羽化的重點在於它們同步出來，讓捕食者感到飽和，”喬治城大學的昆蟲生態學家瑪莎·韋斯說。
“因為蟬數量極多，所以它們完全沒有防禦能力。它們沒有毒，沒有尖刺，完全美味可口，飛行緩慢——它們真的只是待宰的羔羊。它們的防禦是在數十億的數量中湧出，”她補充道。“捕食者真的不可能吃掉它們全部。”
但是捕食者肯定可以吃掉很多蟬——它們從突然的蟬盛宴中獲益匪淺。鳥類尤其喜歡啃食蟬，但各種哺乳動物、爬行動物甚至魚類也會以昆蟲為食。利爾說，鳥類吃掉如此多的蟬，以至於它們通常的獵物（幾乎沒有受到影響）可以蓬勃發展——以至於在羽化年份，樹木可能會遭受比平時更高的毛毛蟲和其他昆蟲的損害，而這些昆蟲通常受到鳥類的控制。
雌蟬也會透過在樹枝上切口產卵而直接損害樹木。雖然這兩種型別的損害很少會殺死樹木，但這種影響足以重置橡樹等樹木的時鐘，橡樹通常會經歷“豐年”，在豐年中，它們每隔幾年同步產生大量橡子。利爾說，在蟬羽化期間積累損害後，這些樹木會在連續兩個秋季產生稀少的收穫，然後在蟬羽化兩年半後迎來一場像盛宴般的堅果爆發。
利爾說，這種關係突顯了週期蟬如何在森林中度過一生的大部分時間，卻塑造了它們所居住的森林。週期蟬“在人類出現之前就存在了，”他說。“它們有一個非常奇怪的生命週期，但它們是這些森林生態系統的固有組成部分，這些生態系統已經存在數百萬年了。”
兩個蟬群再次同時羽化還需要很長一段時間——直到 2037 年，屆時今年出生的 13 年 XIX 群蟬和北卡羅來納州、弗吉尼亞州和西弗吉尼亞州的 17 年 IX 群蟬將同時出現。延遲使今年的蟬大戲成為一場不容錯過的奇觀。
“孩子們會在他們的一生中記住這件事，”達納說。“也許他們會記得它令人厭惡且吵鬧，但在某種程度上，它也很神奇。”