Периодические цикады — уникальные насекомые, которые появляются в больших количествах каждые 17 или 13 лет, чтобы найти себе пару и насытить хищников. Их синхронизированное появление обеспечивает многочисленную защиту от хищников, но изменение климата может повлиять на их жизненные циклы. Некоторые выводки уже вымерли из-за утраты и фрагментации среды обитания. Чтобы отслеживать их распространение, гражданские ученые могут загрузить приложение для мобильных телефонов Cicada Safari и предоставлять данные онлайн. В 2024 году выводок XIII (17-летний) и выводок XIX (13-летний) появятся рядом друг с другом, но не будут перекрываться по внешнему виду или генетике.
Как геймер, погруженный в хитросплетения природных явлений, я рад поделиться захватывающими новостями. После недавнего солнечного затмения, которое украсило Северную Америку, нас ждет еще одно знаменательное событие. В период с конца апреля по июнь 2024 года два легендарных выводка цикад – выводок XIX с юга и выводок XIII со Среднего Запада – появятся одновременно. Это уникальное зрелище знаменует собой крупнейшее сближение этих насекомых за более чем столетие!
Это событие затронет семнадцать штатов, от Мэриленда на востоке до Айовы и Арканзаса, Алабамы, северной Джорджии, Каролин, Вирджинии и Мэриленда на юге; Появление этих двух отдельных популяций с разными жизненными циклами является редким совпадением, происходящим всего один раз в 221 год. Последний случай их одновременного появления произошел еще в 1803 году, во время президентства Томаса Джефферсона.
В течение месяца лесные и пригородные районы будут наполнены характерным свистом, жужжанием и щебетанием цикад во время брачного сезона. После спаривания каждая самка откладывает сотни яиц в ветки деревьев, напоминающие карандаши. Впоследствии взрослые цикады погибнут. Вылупившись из яиц, новые нимфы цикад спускаются с деревьев и закапываются обратно в землю, начиная цикл заново.
Во всем мире существует примерно от 3000 до 5000 видов цикад, при этом 13- и 17-летние периодические цикады на востоке Соединенных Штатов отличаются длительным подростковым возрастом под поверхностью земли и синхронизированным массовым вылетом. Напротив, только два других известных периодических вида цикад обитают на северо-востоке Индии и Фиджи и имеют более короткий жизненный цикл — четыре и восемь лет соответственно.
Цикады, эти периодические обитатели наших лесов и дворов, вызывают интригу как среди энтомологов, так и среди широкой публики. Что же происходит под земной поверхностью в течение 13 или 17 лет с этими существами? Почему такие продолжительные жизненные циклы? Что является причиной их синхронного появления? Будут ли два выводка, возникающие этой весной, вступать в какие-либо взаимодействия? Какой вклад могут внести гражданские ученые в документирование этого явления? И какую роль играет изменение климата в этом природном чуде царства насекомых?
Периодические цикады дают ценную информацию о вопросах, касающихся биоразнообразия, биогеографии, поведения и экологии, включая эволюцию, естественную историю и географическое распространение форм жизни. Прозвища «Magicicada» для 13- и 17-летних видов являются подходящими прозвищами, полученными из-за их интригующего характера.
Древние посетители
Периодические цикады, как группа видов, появились раньше лесов, в которых они обитают в настоящее время. С помощью молекулярного анализа было установлено, что примерно 4 миллиона лет назад предок современного вида Magicicada разделился на две ветви. Примерно 1,5 миллиона лет спустя одна из этих ветвей разделилась, дав начало трем основным линиям: Децим, Кассини и Декула.
Как геймер, погруженный в раннюю историю Америки, я могу вам сказать, что моя первая встреча с цикадами произошла во время моих исследований в Массачусетсе. Неожиданное появление этих насекомых в огромных количествах сбило меня и колонистов с толку, напоминая нам о библейских нашествиях саранчи, о которых мы узнали. К сожалению, это сравнение привело к неправильной ассоциации между терминами «саранча» и «цикада» в североамериканском фольклоре.
В 19 веке я был частью увлекательного сообщества энтомологов, которые сделали замечательные открытия о периодических цикадах. Известные фигуры, такие как Бенджамин Уолш, C.V. Райли и Чарльз Марлатт раскрыли интригующую биологию этих насекомых. Вопреки распространенному мнению, мы обнаружили, что периодические цикады не занимаются жеванием листьев или уничтожением урожая, как это делает саранча. Кроме того, они не образуют стаи и не летают большими группами, как другие кузнечики. Вместо этого они продемонстрировали уникальное поведение, которое отличало их от коллег.
Как энтузиаст энтомологии, я очарован этими загадочными существами, которые проводят большую часть своей жизни скрытыми от глаз. Под поверхностью они тщательно растут и питаются, поедая корни растений на пяти стадиях развития. Характер их возникновения удивительно постоянен: 17-летние циклы в северных регионах и 13-летние циклы в более теплых регионах, таких как Юг и долина Миссисипи. Эти отдельные группы насекомых, называемые выводками, появляются синхронно, создавая захватывающий природный феномен.
Действовать в унисон
Отличительной особенностью биологии видов Magicicada является то, что они появляются в огромных количествах, насчитывающих до 1,5 миллионов особей на акр, причем все одновременно. Такое синхронное появление повышает их шансы выполнить свою важную надземную задачу: найти партнеров.
В плотных популяциях цикад в игру вступает защита от хищников или защита от численности. Хищники, такие как лисы, белки, летучие мыши и птицы, съедят как можно больше цикад, прежде чем перейти к другим источникам пищи. Следовательно, значительное количество цикад, вероятно, выживет в этом районе.
Как поклонник энтомологии, я нахожу удивительным то, как периодические цикады обычно придерживаются своего 17- или 13-летнего цикла, однако среди них время от времени встречаются ранние и поздние. Эти отклонения от нормы можно объяснить индивидуальными темпами роста. Ранние цикады, возможно, извлекли выгоду из обильного источника пищи во время своего развития, что позволило им быстрее созреть. С другой стороны, отстающие могли расти медленнее из-за ограниченности ресурсов.
Если условия окружающей среды изменятся с годами, как это происходит сейчас с изменением климата, способность адаптироваться к этому путем изменения наших жизненных циклов станет решающей. Например, цикады могут появиться на четыре года раньше при благоприятных условиях или на четыре года позже, когда условия более сложные. В ответ на неожиданное потепление или похолодание массовое появление цикад, происходящее вне графика на четыре года, может обеспечить достаточную численность для кормления хищников и обеспечить переход к новому циклу.
Изменение климата сдвинет часы Magicicada?
Примерно 10 000–20 000 лет назад, когда ледники отступили на территории нынешних Соединенных Штатов, в восточных лесах периодически появлялись цикады, отмечая мое появление в различных местах. Наш уникальный жизненный цикл, включающий переключение между временными стадиями, привел к образованию сложной мозаики выводков, которые процветают в самых разных областях.
Как энтузиаст природы, я всегда восхищаюсь замысловатыми узорами нашего природного мира. В северо-восточных лиственных лесах, где деревья сбрасывают листья зимой, мы находим 12 отдельных групп периодических цикад, которые появляются каждые 17 лет. Каждая группа, пронумерованная последовательно, дополняет головоломку этой увлекательной экосистемы. Напротив, на юго-востоке и в долине Миссисипи обитают три выводка 13-летних цикад.
Из-за их чувствительности к климату климатические изменения влияют на характер появления и типы периодических цикад. Например, наши исследования показывают, что 13-летние виды, а именно Magicicada neotredecim, произрастающие в верхней части долины Миссисипи, вероятно, появились в прошлый межледниковый период примерно 200 000 лет назад. назад.
В ответ на потепление климата 17-летние цикады из этого региона начали появляться через регулярные промежутки времени, причем каждое новое поколение появлялось на поверхность примерно каждые 13 лет после того, как они провели время под землей. Со временем эти насекомые адаптировались и установили последовательный 13-летний цикл своего появления.
Неизвестно, смогут ли цикады адаптироваться так же быстро, как изменения окружающей среды, вызванные деятельностью человека. Эти насекомые, особенно периодические цикады, предпочитают лесные опушки и процветают в пригородных ландшафтах. Однако они не могут вынести вырубки лесов и изо всех сил пытаются эффективно размножаться в безлесных регионах.
Конечно, некоторые линии в прошлом вымерли. Например, выводок XXI исчез из Северной Флориды и Джорджии к концу 19 века. Популяция выводка XI на северо-востоке Коннектикута вымерла примерно с 1954 года. Что касается выводка VII, то он резко сократился: с восьми округов до одного в северной части штата Нью-Йорк с тех пор, как в середине 1800-х годов начались инициативы по картированию.
Как страстный наблюдатель климатических тенденций, я не могу не отметить, что потепление климата в США может привести к серьезным последствиям. Например, увеличение продолжительности вегетационного периода может привести к увеличению запасов продовольствия. Интригующим последствием этого сдвига является потенциальная трансформация 17-летних цикад в их 13-летних собратьев, во многом аналогично тому, что исторически происходило во время прошлых периодов потепления с Magicicada neotredecim.
В 2017 году первые появления были зарегистрированы в Цинциннати и районе метро Балтимора-Вашингтона, а также в 1969, 2003 и 2020 годах в районе метро Чикаго. В каждом появлении участвовало все больше людей. Мы предполагаем, что эти явления можно объяснить потеплением климата.
В 2023 году семнадцатилетние цикады выводка XIII появятся в регионе, соседнем с регионом тринадцатилетнего выводка XIX. Вопреки некоторым слухам в СМИ, эти два выводка на самом деле не пересекаются. Эта информация основана на наших знаниях предыдущих поколений, когда они возникли независимо. В их общем окружении становится сложно различить эти две группы из-за их идентичного внешнего вида, вокализации и генетического состава.
Чтобы точно отслеживать изменения внешнего вида цикад на протяжении многих лет, исследователи в значительной степени полагаются на полные и точные данные. Учитывая огромное количество этих периодических цикад и короткую продолжительность их взрослой жизни, гражданские ученые играют незаменимую роль в этом начинании.
Лица, желающие внести свой вклад в процесс открытия цикад в 2024 году, могут получить мобильное приложение Cicada Safari, делать снимки и быть в курсе наших исследований на сайте www.cicadas.uconn.edu. Поскольку цикады могут привлечь внимание в вашем районе, почему бы не открыть для себя их чудеса и не насладиться этим опытом?
Это обновленная версия статьи, первоначально опубликованной 12 марта 2021 г.
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Как выманить Фредди из зоны безопасности в FNAF: Into The Pit
- Тестовый проект
- Почему звезда «Убить Билла» Майкл Мэдсен подал на развод с женой ДеАнной после 28 лет совместной жизни? Вот все, что мы знаем
- Финн Вулфард, Гейтен Матараццо и Калеб Маклафлин приглашают поклонников за кулисы пятого сезона «Очень странных дел» в новом видеоролике; Смотреть
- Головоломка: попробуйте найти спрятанное число за 8 секунд
- Отношения Донни и Тери закончились по-другому в удаленной сцене «Олененка»
- Во сколько презентация Black Ops 6 для Xbox и как смотреть
2024-05-09 20:21