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北美的周期蝉控制它们天敌的数量。图片:ARS/USDA
北美的周期蝉控制它们天敌的数量。图片:ARS/USDA
6 R" T+ X( I# E! \ z3 {$ `北美的周期蝉(Magicicada )有着奇特的生命周期。它们要经过一段漫长的时间——每13或17年——才会成群地破土而出。最近有研究者认为,周期蝉可以影响其天敌——捕食性鸟类的数量,并算准时间出现。最新一期《美国博物学家》(The American Naturalist)杂志上的一项研究指出,在周期蝉集体出现的年份,这些鸟类的数量大幅下降。6 Q S# M# Z. }. H
自17世纪中叶起,科学家就一直对周期蝉的生命周期困惑不已。它们遵循着相同的基本生命周期:幼虫在地底生活13或17年,然后在夏季大量出现。它们爬上树,蜕皮,成长为成虫,然后在短短数周内,成虫相遇、交配、产卵。孵化后,幼虫会回到地底,等待下一个轮回。; T1 H* N& @+ s0 M6 I" @
20世纪初的研究指出,在非常规周期内出现的蝉会被捕食性鸟类吃得一干二净。这次两名研究者决定探个究竟,看看鸟的数量是怎样影响这种昆虫的生命周期的。6 h0 o% ^) S* _
这篇论文的作者是沃尔特?科尼格(Walt Koenig),康奈尔大学的行为生态学家,以及安德鲁?利布霍尔德(Andrew Liebhold),美国农业部林业局的生态学家。他们二人共同研究了从1966年到2010年期间北美捕食性鸟类种群资料,主要针对15种鸟类,包括黄嘴美洲鹃(Coccyzus americanus)、红头啄木鸟(Melanerpes erythrocephalus)、家雀(asser domesticus)等以蝉为食的鸟类。研究显示,在周期蝉大批涌现的当年,这些鸟类的数量达到最低点。: a' {! Q+ o, S' D5 U7 s% S0 @0 ?
在十七年蝉大批出现12年后,捕食它们鸟类的数量开始减少,最终在第17年达到最低点——正是十七年蝉再次大批出现的年份。以十三年蝉为食的鸟类遵循着类似规律。科尼格说:“蝉控制了鸟类的数量;它们给鸟设计了一条轨道,使得下一批蝉出现时鸟类的数量大幅减少。” K0 G6 y% }+ O# d c, l
那蝉到底是怎样通过生命周期来操纵鸟类数量的呢?曾有另一项研究揭示了蝉的生物量(biomass)对环境的巨大影响。“这是一个巨大的资源脉动,滋养了一切——土壤、树木和鸟类都从中获得了丰富的营养。现在看来,(蝉)大批出现对环境的影响会持续很长时间——一直持续到下一批周期蝉出现。”科尼格说道。
' X4 i" ]' p/ @5 z, f7 T7 X% p* W该理论对周期蝉的蛰伏提供了一个新解释,但迷雾仍未散尽。“我们仍未有一个好的理论,现在仍无法解释周期蝉带来的资源脉动是如何准确地在13或17年内使鸟的数量达到最低点的,”科尼格说,“这让人百思不得其解。”
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! ]" X9 ?4 ^. c( q# O& X编译自:Science Cicadas' Cycles Control Their Predators文章图片:via news.sciencemag.org南通0 |