蝉在夏天是最为常见的生物,我们有时觉得它们的生命很短暂,却是,它们在树上鸣叫最多两周就会死亡。而它们有时在地下生活的时间却很长,目前在地下生活时间最长的幼蝉可以达到17年。即使是同一个品种的蝉幼虫在地下生活的时间也是不同的,成年的蝉在树上产卵之后掉进土里,这些幼蝉便会在未来1年到17年之内的质数年里破土而出,它们依靠植物的根茎吸取营养物质,维持十几年的生存。

蝉出土以后为什么只能存活数天(在地下生活17年的蝉即将破土而出)(1)

为何它们会有不同的破土而出的时间,似乎这是随机分配给它们的时间,而且只在1、3、5、7、11这样的质数年破土而出,因为质数的公因数只有两个,这样就可以避免蝉同时破土的概率,防止物种数量过于庞大,竞争激烈。这样看来蝉似乎是一个数学家,但它们又不懂数学,因为这是进化中自然选择的最好结果。

蝉出土以后为什么只能存活数天(在地下生活17年的蝉即将破土而出)(2)

目前在美国东海岸正准备迎接大自然最伟大的奇观之一。一大群周期性的蝉将在17年来首次从地下冒出来。这些种群估计包括数十亿只自2004年以来一直在地下发育的蝉。目前全世界只有15种定期产卵,而它们几乎都在美国东部存在。当然除了周期性的蝉外,东海岸还有一年生的蝉种,在春末和夏初也可以在东海岸看到和听到。

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当土壤变暖到适合蝉若虫的温度时,幼蝉就会被唤醒爬出地下。而它们依靠树根的营养物质已经在地下存活了17年。一旦它们爬出地面,它们就会脱落皮肤,开始交配周期,它们的唯一目标是产生下一个后代。雄性通过在腹部振动薄膜发出声名狼藉的啁啾声,为了吸引雌性伴侣,它们会尽可能长时间地大声鸣叫。一旦它们交配产卵,这些爬出地下的蝉就会很快死亡。而它们产的卵孵化出来,就会从树上掉下来,在土壤中挖洞,开始以根为食,重新开始特殊的生命周期。

蝉出土以后为什么只能存活数天(在地下生活17年的蝉即将破土而出)(4)

幼蝉

科学家们一致认为,这种漫长的生命周期并没有确切的解释,但他们怀疑这是由于食肉动物的回避所致。美国科学界认为,一些科学家认为生命周期是根据几万年前的冰川循环演变而来的。至于蝉是如何知道何时爬出地面,一些科学家认为蝉是从树的根系在不同季节的变化获得信号的。这些自然奇观虽然嘈杂而且数量庞大,但它们只存在四到六个星期,完成繁衍使命后就凋零而去,然后在13年或17年后再一次轮回。

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