昆虫|埋藏17年后，数亿只蝉破土而出，美国人为何不怕蝉？昆虫

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笔者东邪
在中国许多地方，每年夏日来临我们都能听到户外聒噪的蝉鸣，不少人为这种持续不断的蝉鸣感到厌烦的同时，也会好奇为什么它们能够发出如此响亮的叫声。这与它们的身体构造有关，也和它们的生命历程有关。蝉的一生会经历受精卵到幼虫再到成虫这三个阶段，值得一提的是所有蝉的卵和幼虫都是在地下生存的，到了六月末左右幼虫成熟后才破土而出。
不同种类的蝉破土周期不同，有的蝉一年破土一次，有的蝉三年破土一次，而北美洲出现了名为“17年蝉”和“13年蝉”的两个种类，顾名思义这两种蝉的破土周期分别是17年和13年。根据美国媒体的报道， 2021年刚好是17年蝉破土的年份，六月末美国将可能出现数十亿发育成熟的蝉，届时美国的夏天势必会十分聒噪。
普通民众为17年蝉的出现感到烦恼，而科学家则为这种昆虫的出现感到好奇。大多数种类的蝉都存在一年或三年的破土周期，为什么这种蝉的破土周期长达17年呢？而且经过调查， “17年蝉”目前只分布在北美洲，这种现象的原因是什么呢？
蝉是一种什么样的昆虫？
在中国，蝉拥有多种称呼，比如知了、蜩、知母吖、知了猴、知了龟等，它属于自然界节肢动物门昆虫纲中的蝉科，主要分布在温带到热带的地区。大多数蝉的体型并不大，成虫后体长在2厘米~5厘米之间，但也有个别种类的蝉拥有极大的个头，比如世界上最大的帝王蝉，这种蝉成虫后体长可以达到7厘米；另一种栖息在南亚地区的大型蝉，它的翼展达到18厘米。
尽管地球上的蝉存在许多种类，但是所有蝉的幼虫都是生活在土里的，它们通常会在土里待上几年，比如有些蝉会待3年，然后就破土而出；有些蝉会待5年，最后破土而出。那么蝉的幼虫在土里如何生存呢？首先蝉的幼虫并不食腐，它专门吸食植物根部的汁液。研究发现，蝉从幼虫开始就获得了一双强壮的开掘前足。
这双前足能帮助蝉在土里挖掘出一条通道通往植物的根部，然后再用刺吸式口器吸取植物根部的汁液。因此当大量蝉的幼虫出现时，许多植物的生长都会受到影响，有些甚至会出现枯萎致死的现象。幼虫的羽化通常发生在六月末，刚羽化完的蝉呈现浅绿色，看起来像是一块翡翠。但几乎所有的蝉寿命都很短，通常只有两个月左右。
成虫后，蝉爬上树干、树枝开始卖力地呼喊，似乎将蛰伏在地下几年的那股劲一次性都释放出来。至于为什么蝉要发出如此响亮的叫声，昆虫学家认为它是在为自己寻找配偶。蝉的交配基本发生在七月下旬之前，然后雌蝉在七月下旬就开始产卵，产卵期一直持续到八月中旬。值得注意的是，大多数蝉的破土周期都是质数，例如1、3、5、13、17 。
从数学的角度来看，质数的因素只有1和它本身，因此选择这样的周期来破土能够避免和其他蝉类同时钻出地面，减少相互争夺领土和食物的情况发生。
什么是北美洲的“17年蝉”？
今年夏天美国出现的蝉也是“质数蝉” ，而且是破土周期较长的“17年蝉” 。这种蝉仅分布在北美洲地区，尤其是美国，目前已经发现了3种17年蝉。 17年蝉和其他多年蝉一样都要经历从虫卵到幼虫再到成虫的阶段，不同的是17年蝉的这一历程的周期比其他种类的蝉要长很多。但美国网友对这些蝉类也存在一个疑惑的地方，他们每年夏天都能听到这些蝉的出现，这是为什么呢？
原因其实不难理解，虽然17年蝉的破土周期是17年，但是美国存在3种不同的17年蝉，它们破土的年份不同，有的是在17年前就破土了，因此今年刚好又是一个新的周期。而有的种类可能在15年前就破土了，这意味着它的下一次破土还要再等两年。再加上美国还存在13年蝉以及其他周期的蝉，使得美国每年夏天都会出现蝉鸣。