Cicadele periodice
Șaptesprezece ani sub pământ
Sub unele părți din estul Statelor Unite, chiar acum stau agățate de rădăcini de copaci larve de cicadă. Sunt acolo de ani buni. Într-o noapte de primăvară din al șaptesprezecelea lor an (sau al treisprezecelea, la unele), vor ieși toate la suprafață în câteva săptămâni.
Așteptarea
Femela de cicadă taie crestături într-o rămurică și își depune ouăle acolo. După câteva săptămâni ies puii, cad pe pământ și sapă până dau de o rădăcină. Își înfig acolo trompa în lemn și beau seva care urcă din rădăcini, un lichid apos, cu foarte puțină hrană în el. Hrana asta săracă e unul dintre motivele pentru care așteptarea e atât de lungă.
Sub pământ năpârlesc de patru ori și trec prin cinci stadii, crescând încet. La suprafață nu se întâmplă nimic din ce ai putea observa.
De unde știu ce an e?
Se pare că îl citesc din copac. În 2000, trei biologi din California au mutat larve de cincisprezece ani, dintr-un neam de 17 ani, pe rădăcinile unor piersici în ghiveci și, cu căldură și lumină, au făcut copacii să-și lepede frunzele și să înflorească de două ori într-un singur an. Din cele unsprezece larve care au supraviețuit, opt au ieșit cu un an mai devreme. Copacii le dăduseră o primăvară în plus de numărat.
Butonul de sub câmp repetă experimentul. Anul e stabilit de numărătoare, ziua de sol. Ies când pământul de la 20 de centimetri adâncime trece de circa 18 °C, de obicei în câteva nopți calde de la sfârșitul primăverii.
De ce toate odată?
Ieșitul în grup e o apărare. Într-un studiu despre un neam de 13 ani, păsările au mâncat o mare parte din cicade acolo unde erau puține și doar o mică parte acolo unde erau multe: prădătorii se săturau cu mult înainte să se termine cicadele. În condiții ideale pot fi 1,5 milioane pe un singur acru (cam 0,4 hectare).
Adulții trăiesc câteva săptămâni. Cântă, se împerechează, depun ouă în rămurele și mor, iar pădurea tace încă 13 sau 17 ani.
De ce 13 și 17?
Amândouă sunt numere prime: nu se împart decât la unu și la ele însele. Două idei, niciuna dovedită, spun că nu e o întâmplare. Un ciclu de 12 ani s-ar întâlni la fiecare ieșire cu orice are vârfuri la 2, 3, 4 sau 6 ani, cum ar fi un prădător al cărui număr crește și scade sau un neam vecin cu care s-ar putea încrucișa. Un ciclu prim se întâlnește cu ele mult mai rar.
Încearcă. Alege un ciclu și ce alte cicluri mai sunt prin pădure. Barele arată, pentru fiecare ciclu de la 8 la 20 de ani, cu câte dintre acele vârfuri se întâlnește în medie la fiecare ieșire.
Întâlniri la fiecare ieșire, cicluri de 8 până la 20 de ani
După măsura asta, 11, 13, 17 și 19 se descurcă la fel de bine; nu spune de ce cicadele s-au oprit la 13 și 17. Un studiu cu modele din 2020 a găsit excepții de la ideea că numerele prime se suprapun mereu cel mai rar. Iar numărul păsărilor chiar pare să scadă în jurul ieșirilor: un studiu din 2013 a găsit mai puține păsări dintre cele care mănâncă cicade în anii în care acestea au ieșit.
Ce neam a ieșit în anul tău?
Fiecare grup care iese în același an în aceeași zonă se numește neam (în engleză, „brood”) și are un număr roman. Supraviețuiesc douăsprezece neamuri de 17 ani și trei de 13 ani. Scrie un an: anul în care te-ai născut sau unul care vine. În 2024, două neamuri, XIII și XIX, au ieșit împreună pentru prima dată din 1803. Data viitoare va fi în 2245.
Surse
Anii neamurilor, biologia și experimentele vin din acestea. Câmpul de sus e desenat, nu la scară, iar ieșirea e accelerată; anii lui urmează regula de numărare din experimentul cu piersici.
- University of Connecticut, laboratorul Simon, Periodical cicada brood table: anii de ieșire ai fiecărui neam. Statele urmează tabelul din Periodical cicadas și sunt aproximative.
- T. Sota, Periodical cicadas (sinteză), Ecological Research (2022): 12 neamuri de 17 ani și 3 neamuri de 13 ani supraviețuiesc; cinci stadii de larvă care se hrănesc cu seva din rădăcini; adulții trăiesc circa 4–6 săptămâni.
- R. Karban, C. A. Black și S. A. Weinbaum, How 17-year cicadas keep track of time, Ecology Letters 3, 253 (2000): piersici făcuți să-și lepede frunzele și să înflorească de două ori pe an; din 11 larve care au supraviețuit, 8 au ieșit cu un an mai devreme.
- NOAA National Centers for Environmental Information, Brood X cicada emergence: ies când solul de la 20 cm adâncime trece de circa 18 °C (64 °F).
- The Nature Conservancy, What to know about Brood X: până la 1,5 milioane pe un acru.
- K. S. Williams, K. G. Smith și F. M. Stephen, Emergence of 13-yr periodical cicadas: phenology, mortality, and predator satiation, Ecology 74, 1143 (1993).
- W. D. Koenig și A. M. Liebhold, Avian predators are less abundant during periodical cicada emergences, but why?, Ecology 94, 1186 (2013).
- J. Yoshimura, The evolutionary origins of periodical cicadas during ice ages, American Naturalist 149, 112 (1997). J. Toivonen și colab., Hybridization avoidance and the evolution of prime cycles (2020): excepții de la ideea că numerele prime se suprapun mereu cel mai rar.
- Library of Congress, Periodical cicadas: neamurile XIII și XIX au ieșit împreună în 2024, pentru prima dată din 1803.
- Neamul XI: Missouri Department of Conservation, Periodical cicadas, „only small numbers were seen in 1954, and then nothing”. Neamul XXI: ultima dată consemnat în 1870.