知了猴与蝉:为何周期蝉会在地底“蛰伏”十几年,两者有什么关系

夏天到来时,我们看到的知了,正是完成蜕变不久的雄蝉,它们会不停鸣叫,发出“知了”的双音节叫声。

这种叫声的作用在于吸引雌蝉前来交配,知了的鸣叫声非常响亮,这是因为它们腹部发音器官的特殊结构所致,可每秒振动上万次。

交配后,雄蝉很快就会死去,而雌蝉也会在产卵后结束生命。

值得一提的是,知了的寿命看似短暂,但那只是它们的成虫阶段,事实上,蝉的一生中绝大部分时间都是以幼虫形式度过的。

这些幼虫可在土壤里生活达10余年之久,有研究表明,北美某种蝉的极限寿命竟可达17年又3个月之长,远超过成虫形态的寿命。

蝉幼虫具有极强的挖掘能力,可在土壤中活动自如,为适应不同季节的气候变化,它们会主动调整体内的保护色素,进而改变体色。

冬天时,幼虫会挖掘较深的土层过冬,而夏天时,它们会接近地表,以获取更多食物,有记录显示,曾在地下12米深处发现过蝉幼虫。

尽管存在类似的生物特征和生活史,但蝉类昆虫中也存在一定的种属差异,体型较大的蚱蝉与双音节鸣叫的寒蝉(知了),以及体形较小的蟪蛄,它们在外观、颜色、翅膀花纹等方面都存在区别,所以在民间,人们便干脆以叫声来给这些蝉取了不同的名字。

不过就生物学分类而言,所有这些被不同称呼的蝉,实际上都属于同一目同一科的动物,知了只不过是寒蝉这一亚种蝉的别称而已。

所以我们可以说,知了与蝉其实是同一类生物,只是在俗称上有所区分,这种现象也反映了人类在认知自然界时的一种直观特点。

在我国,蝉也寓意着深层的文化内涵,如金蝉子在民间寓意财富,嫁妆中的金枝玉叶即以金制蝉和翠绿玉叶点缀。

蝉壳药用价值颇高,可入药或制成蝉衣,蝉鸣的起伏旋律,激发了古人无限遐想,“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”的境界是多少文人雅士所追求的。

周期蝉:将生命的奥秘隐藏在土壤之下

周期蝉是一类非常特殊的蝉,它们在土壤中度过大部分生命周期,只有极短的时间会从土壤中钻出。

与我们日常所见到的蝉不同,周期蝉要在地下生活13年甚至17年,然后才会破土而出,这种独特的生命周期让周期蝉成为了一个科学谜题,人类至今还不能完全理解它为何形成这样的生活习性。

周期蝉主要分布在北美洲地区,共有170多种,以13年和17年为周期的周期蝉是其中比较典型的两个种群。

它们通常体型较小,大约4厘米,呈黑色,带有黄色的足和透明或橙色的翅膀,1986年,北美洲曾出现过周期蝉大爆发的年份,当时平均每英亩土地上就有1吨重的周期蝉。

预计在2023年,又将有300亿甚至一万亿只周期蝉从地下破土而出。

周期蝉的一生可分为卵、若虫和成虫三个阶段,它们在地下以啃食树根和吸取植物汁液为生,被认为是一种对树木和农业造成危害的害虫。

当周期蝉从地下出来后,它们仅有一个月的时间完成交配、产卵等活动,就会很快死去,所以周期蝉的成虫阶段是其一生中最短暂的时期。

那么,周期蝉为何要在地下蛰伏如此长的时间呢?

长时间的地下生活可以帮助周期蝉避免来自鸟类、松鼠等天敌的捕食,相较于成虫阶段容易被捕食,地下的环境可以为周期蝉的幼虫提供庇护。

同时,13年和17年这些质数周期可以帮助周期蝉规避天敌的捕食,通过使出土时间难以被捕食者预测,周期蝉可以更成功地避开捕食者,提高自身的生存机率。

另外,周期蝉通过长时间的地下生活还可以避免与其他昆虫竞争资源,并帮助维持其种群的遗传多样性。

地下为周期蝉提供了一个相对隔绝的环境,使其可以独享地下的资源,同时也减少了近亲交配的可能性。

尽管科学家提出了种种解释,但具体为何周期蝉的地下生活周期会形成13年和17年这样的质数周期,至今还没有一个确切的答案。

这可能与它们的寄生虫、捕食者的生命周期有关,也可能是长期自然选择的结果,显然,揭开周期蝉生命奥秘的钥匙还隐藏在广袤的土壤之下。

这类蝉的独特生活史充满未知,需要人类持续的探索,才能进一步理解周期蝉这一生命奇迹的内在本质。

值得注意的是,周期蝉独特生活周期的形成原因可能不是单一的,而是多种因素综合作用的结果。

我们还需要开展更多野外考察和模拟试验,才能深入理解这一科学难题的答案,无论如何,周期蝉以其独特的生命策略,向人类展示了生命惊人的韧性和适应力。

也许,破解周期蝉的奥秘,也会帮助我们洞察自身存在的奥秘。返回搜狐,查看更多