Периодические цикады проводят 99,5% своей жизни под землей. Большинство из них живут большими выводками, которые уходят под землю на 17 или 13 лет, хотя у некоторых время разное. В эти периоды они живут как нимфы, питающиеся соками корней деревьев. Когда наступает подходящее время, особи выводка появляются сразу и живут над землей всего несколько недель.

Цикады, вероятно, разработали эту эволюционную стратегию, чтобы избежать хищников. Использование простых чисел для их появления затрудняет адаптацию хищников. Более того, синхронизированный массовый вылет цикад подавляет хищников своей численностью и гарантирует выживание достаточного количества цикад для размножения и возобновления цикла.

Потрясающая адаптация

Когда мы говорим «цикада», мы обычно имеем в виду семь видов рода, называемого Магикада . Эти виды цикад обитают только в Северной Америке, особенно в восточной части Северной Америки. Их иногда называют «саранчой» — это неправильное название. Цикады — совершенно другие насекомые, чем саранча.

Кроме того, не все цикады являются периодическими. Некоторые из них являются ежегодными, то есть появляются каждое лето. Классический пример этих однолетних цикад можно найти в Японии, где звуки лета по сути являются синонимом цикад. Есть также несколько родов однолетних цикад (в том числе Неотибицен или Неоцикада ).

Но 13- и 17-летние циклы своеобразны и крайне редки в природе.

Природа и простые числа обычно не идут рука об руку; и 13, и 17 — простые числа. Это намекает на то, что цикады делают это именно для того, чтобы избежать природы, в частности, циклов своих хищников. Поскольку жизненные циклы таких хищников, как птицы и грызуны, обычно могут длиться от двух до пяти лет, появление каждые 17 лет сводит к минимуму вероятность того, что хищники смогут синхронизировать рост своей популяции с появлением цикад.

Высиживание цикад и насыщение хищников

В 1907 году энтомолог Чарльз Лестер Марлатт изучал различные выводки в США, отмечая продолжительность их циклов. Эти выводки могут насчитывать многие миллионы особей — это тоже часть эволюционной стратегии цикад.

У некоторых из них насчитывается более 1,5 миллионов особей на акр (>370/м), которые населяют окружающую среду. Когда они выходят из-под земли, они становятся легкой добычей практически для всего. Рептилии, птицы, кошки и даже белки могут охотиться на цикад. Хищников, которые активно питаются цикадами, возможно, отпугнул долгосрочный цикл, но случайные хищники все еще существуют.

Итак, цикады делают что-то довольно простое: они подавляют численностью. Это свойство выживания, называемое пресыщением хищников, означает, что цикад слишком много, чтобы случайные хищники могли их съесть.

Цикады, выходящие из-под земли

Вопреки распространенному мнению, цикады не впадают в спячку под землей, они очень активны. В форме бескрылых нимф они роют туннели и передвигаются, питаясь ксилемой корней деревьев. В основном они живут в пределах 2 футов (61 см) от поверхности, продвигаясь глубже и питаясь более толстыми корнями по мере взросления.

Однако цикады не могут получать все необходимые им питательные вещества из соков растений. Они также полагаются на симбиотические бактерии, которые обеспечивают необходимые витамины и питательные вещества в обмен на часть энергии цикад.

Точные механизмы, которые сигнализируют цикадам о синхронном появлении через 17 лет, до конца не изучены, но исследователи полагают, что это связано с сочетанием гормональных изменений, вызванных соком деревьев, которым они питаются, и сигналами окружающей среды. Температура грунта является важным фактором. Цикады обычно появляются массово, когда температура почвы на восемь дюймов под поверхностью достигает 64 градусов по Фаренгейту.

Этот температурный порог запускает биологические часы внутри цикад, начиная их трансформацию из нимфы во взрослую особь. Это синхронизированное появление имеет решающее значение, поскольку оно обеспечивает массовое размножение, необходимое для выживания их вида.

Цикады появляются в конце апреля — начале июня. Каждый выводок появляется за один вечер, когда темнота обеспечивает некоторую защиту от хищников. Однако всю оставшуюся жизнь цикады будут вести дневной образ жизни.

Цикады, люди и окружающая среда

Цикады по самой своей природе и численности оказывают влияние на окружающую среду, когда они появляются. Например, рост деревьев замедляется за год до появления цикад, потому что насекомые поедают все больше и больше корней. Кроме того, кроты, питающиеся нимфами цикад, хорошо себя чувствуют до появления цикад, но хуже в первые годы после того, как цикады уходят под землю. Конечно, во время их появления на свет возникает также безумное кормление хищников, обеспечивающее награду хищникам, обитающим на поверхности.

Когда-то к хищникам цикад можно было причислить и человека. Большинство цикад съедобны, и коренные американцы жарили и ели их. Однако они были скорее диковинкой, чем настоящей и надежной пищей. Американский энтомолог Чарльз Лестер Марлатт писал:

«Использование недавно появившихся сочных цикад в качестве продукта человеческого рациона имеет лишь теоретический интерес, поскольку, хотя бы по какой-либо другой причине, они встречаются слишком редко, чтобы иметь какую-либо реальную ценность». Так что не ожидайте увидеть их на полках супермаркетов в ближайшее время.

Во время нынешнего появления важно помнить, что цикады влияют не только на нас — мы влияем и на них. Потепление климата меняет циклы жизни цикад, заставляя их выходить на свет раньше, когда окружающая среда еще может быть для них не подходящей. Вмешательство человека также способствует развитию грибка, который может поражать цикад.

Замечательная адаптация цикад, особенно тех, у которых циклы выплода пронумерованы простыми числами, подчеркивает сложный природный механизм. Эта стратегия, хотя и кажется простой, является ярким свидетельством тонкостей эволюционной биологии.

Это периодическое событие не должно пугать или раздражать — оно является свидетельством чудесной адаптации природы.