X 代幼蝉正在进入地下。未来将会如何仍是一个谜。

X 代幼蝉正在进入地下。未来将会如何仍是一个谜。

随着七月进入八月,大西洋中部周围阔叶树的枝条末端将迎来新一代的十代蝉。一只雌蝉可以在几个不同的巢穴中产下多达 600 枚卵——虽然并非所有的卵都能存活下来,但数亿枚卵将孵化成微小的若虫,然后从树冠上掉下来,消失在泥土中。

康涅狄格大学研究蝉的昆虫学家约翰·库利 (John Cooley) 表示,与几周前第十窝蝉羽化时的盛况不同,由于蝉蛹体型娇小,这场盛夏的虫雨将基本不引人注意。交配是蝉生命周期中最引人注目的阶段;接下来是悄悄回到地下,开始长达 17 年的生长期。

但即使数量众多,蝉在地下生活的某些方面对生物学家来说仍然是神秘的,甚至是有争议的。虽然蝉若虫的前肢​​经过特殊改造,可以像鼹鼠一样挖洞,但它们也能用米粒大小的身体穿过现有的裂缝和洞。有些蝉甚至可能从上一代从地面爬出来的隧道开始它们的旅程。

圣约瑟夫山大学昆虫学家吉恩·克里茨基曾写过一本关于第十窝幼虫的书,他说,一旦幼虫深入地下一两英寸,它们就可能以草根为食。然而,库利对这个想法不太确定。“我认为我们对那里发生的事情了解不多,”他说。“如果你有X射线视力,可以看看土壤,那将是一大堆根,你或其他人几乎不可能知道这些根去了哪里。”

不过,克里茨基和库利都认为,若虫下一步要找到更深、更结实的根,以支撑它们漫长的成年之旅。但它们能钻多深呢?克里茨基说,处于地下发育最后阶段的较年长的若虫通常可以在距地表 4 到 6 英寸的地方找到。但在一个寒冷的十一月,他追踪到它们钻到了 8 到 12 英寸深,这让他认为这些虫子是为了到达更高的温度而钻得更深。不过,库利指出,这个深度在许多地方都高于霜冻线,“这引发了一些有趣的问题。”它们如何避免冻结?它们在不同层和根之间到底移动了多少?

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克里茨基和库利等专家依靠在蝉羽化之间挖出幼虫来研究它们。然而,获取活体样本是一项严峻的挑战:幼虫在与食物来源分离的过程中会死亡。在理想世界中,应该有更好的方法。

“我们一直梦想着建造一个蚂蚁农场之类的东西”,以便观察蝉的整个生命周期,库利说。但到目前为止,还没有研究人员在实验室中成功地将周期性物种(如组成第 X 窝的物种)从卵培育成成虫。库利解释说,蝉对土壤的需求太过特殊;他认为土壤的质地或稠度可能是症结所在。“我们不知道什么才是最合适的,”他说。“这与土壤有关,与根的种类有关。我们尝试了能想到的所有方法。显然,我们忽略了整个过程中一些明显但重要的部分。”

就连蝉最酷的派对把戏——它们如何协调地羽化,也仍然是个谜。同一窝蝉的成熟速度各不相同,但不知何故却能达到相同的毕业时间。主流观点认为,蝉会通过树木的季节变化来记录岁月,在春天树叶生长、秋天树叶落下时吸收信息。“蝉没有钟表。它们不会报时——它们会数数,”库利说。“但这仍然是假设。”

克里茨基进一步指出:“我们不知道它们是如何记住过去的一年的。”

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值得庆幸的是,研究人员不必等到 2038 年第 X 群再次出现,才能再次研究地面上的活体周期蝉。2024 年,美国南部和中西部将发生历史性的 221 年双重羽化,届时第 XIII 群和第 XIX 群的 17 年和 13 年生命周期将重合。所有七种周期蝉将同时蜕皮成成虫——昆虫学家对此感到非常兴奋。“这将是研究与它们的生命周期有关的问题的绝佳机会,”库利说。

目前,中大西洋各州的人们可以观看 Brood X 蝉表演的第二幕,方法是将一张黑色建筑纸放在有产卵痕迹的树根处。“你会看到小若虫落到 [纸上] 上,”库利说,“然后进入土壤,重新开始整个循环。”

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