Si avvicina un grande evento nel mondo degli insetti. A partire da aprile o maggio, a seconda della latitudine, una delle più grandi nidiate di cicale di 17 anni emergerà dal sottosuolo in una dozzina di stati, da New York a ovest fino all'Illinois e a sud nella Georgia settentrionale . Questo gruppo è noto come Brood X, come nel numero romano per 10.
Per circa quattro settimane, le aree boschive e suburbane risuoneranno del fischio e del ronzio delle cicale per l'accoppiamento. Dopo l'accoppiamento, ogni femmina deporrà centinaia di uova nei rami degli alberi delle dimensioni di una matita.
Allora le cicale adulte moriranno. Una volta che le uova si schiudono, nuove ninfe di cicala cadono dagli alberi e si rintanano sottoterra, ricominciando il ciclo.
Ci sono forse da 3.000 a 4.000 specie di cicale in tutto il mondo, ma le cicale periodiche di 13 e 17 anni degli Stati Uniti orientali sembrano essere uniche nel combinare lunghi tempi di sviluppo giovanile con emergenze sincronizzate e di massa degli adulti.
Questi eventi sollevano molte domande sia per gli entomologi che per il pubblico. Cosa fanno le cicale sottoterra per 13 o 17 anni? Cosa mangiano? Perché i loro cicli di vita sono così lunghi? Perché sono sincronizzati? E il cambiamento climatico sta influenzando questa meraviglia del mondo degli insetti?
Studiamo le cicale periodiche per comprendere domande su biodiversità, biogeografia , comportamento ed ecologia : l'evoluzione, la storia naturale e la distribuzione geografica della vita. Abbiamo imparato molte cose sorprendenti su questi insetti: ad esempio, possono viaggiare nel tempo modificando i loro cicli di vita in incrementi di quattro anni. Non è un caso che il nome scientifico delle cicale periodiche di 13 e 17 anni sia Magicicada , abbreviato da "cicala magica".
Storia Naturale
Come specie, le cicale periodiche sono più antiche delle foreste che abitano. L'analisi molecolare ha dimostrato che circa 4 milioni di anni fa, l'antenato dell'attuale specie Magicicada si è diviso in due lignaggi . Circa 1,5 milioni di anni dopo, uno di quei lignaggi si è nuovamente diviso. I tre lignaggi risultanti sono la base dei moderni gruppi di specie di cicale periodiche , Decim, Cassini e Decula .
I primi coloni americani incontrarono per la prima volta le cicale periodiche nel Massachusetts. L'improvvisa comparsa di così tanti insetti ha ricordato loro le piaghe bibliche delle cavallette, che sono un tipo di cavalletta. È così che il nome "locusta" è stato erroneamente associato alle cicale nel Nord America.
Durante il diciannovesimo secolo, notevoli entomologi come Benjamin Walsh , CV Riley e Charles Marlatt elaborarono la sorprendente biologia delle cicale periodiche. Hanno stabilito che, a differenza delle locuste o di altre cavallette, le cicale non masticano foglie, decimano i raccolti o volano in sciami.
Invece, questi insetti trascorrono la maggior parte della loro vita fuori dalla vista, crescendo sottoterra e nutrendosi delle radici delle piante mentre attraversano cinque fasi giovanili. Le loro emergenze sincronizzate sono prevedibili e si verificano su un programma di 17 anni nel nord e 13 anni nel sud e nella valle del Mississippi. Ci sono più classi annuali regionali, note come covate.
Sicurezza in numeri
La caratteristica fondamentale della biologia di Magicicada è che questi insetti emergono in gran numero. Ciò aumenta le loro possibilità di portare a termine la loro missione chiave in superficie: trovare compagni.
Le emergenze dense forniscono anche quella che gli scienziati chiamano una difesa contro la sazietà dei predatori. Qualsiasi predatore che si nutre di cicale, che sia una volpe, uno scoiattolo, un pipistrello o un uccello, mangerà a sazietà molto prima di consumare tutti gli insetti della zona, lasciando dietro di sé molti sopravvissuti.
Mentre le cicale periodiche escono in gran parte in orario ogni 17 o 13 anni, spesso un piccolo gruppo emerge quattro anni prima o dopo. Le prime cicale emergenti possono essere individui a crescita più rapida che hanno avuto accesso a cibo in abbondanza, e i ritardatari possono essere individui che sopravvivevano con meno.
Se le condizioni di crescita cambiano nel tempo, diventa importante avere la capacità di far cambiare questo tipo di ciclo di vita e uscire con quattro anni di anticipo in tempi favorevoli o quattro anni in ritardo in periodi più difficili. Se un'improvvisa fase calda o fredda fa sì che un gran numero di cicale commetta un errore una tantum ed esca fuori orario entro quattro anni, gli insetti possono emergere in numero sufficiente per saziare i predatori e passare a un nuovo programma.
Tempo di censimento per Brood X
Mentre i ghiacciai si ritiravano da quelli che ora sono gli Stati Uniti, circa 10.000-20.000 anni fa, periodiche cicale riempirono le foreste orientali. Il cambiamento temporaneo del ciclo di vita ha formato un complesso mosaico di covate.
Oggi ci sono 12 nidiate di cicale periodiche di 17 anni nelle foreste decidue nord-orientali, dove gli alberi lasciano cadere le foglie in inverno. Questi gruppi sono numerati in sequenza e si incastrano come un gigantesco puzzle. Nel sud-est e nella valle del Mississippi ci sono tre nidiate di cicale di 13 anni.
Poiché le cicale periodiche sono sensibili al clima, i modelli delle loro covate e delle specie riflettono i cambiamenti climatici. Ad esempio, dati genetici e altri dati dal nostro lavoro indicano che la specie di 13 anni Magicicada neotredecim , che si trova nell'alta valle del Mississippi, si è formata poco dopo l'ultima glaciazione. Con il riscaldamento dell'ambiente, le cicale di 17 anni nell'area sono emerse successivamente, generazione dopo generazione, dopo 13 anni sottoterra fino a quando sono state spostate in modo permanente a un ciclo di 13 anni .
Ma non è chiaro se le cicale possano continuare ad evolversi con la stessa rapidità con cui gli esseri umani alterano il loro ambiente. Sebbene le cicale periodiche preferiscano i margini della foresta e prosperino nelle aree suburbane, non possono sopravvivere alla deforestazione o riprodursi in aree senza alberi.
In effetti, alcune covate si sono già estinte. Alla fine del XIX secolo, una covata (XXI) è scomparsa dal nord della Florida e dalla Georgia. Un altro (XI) si è estinto nel nord-est del Connecticut dal 1954 circa, e un terzo (VII) nello stato di New York si è ridotto da otto contee a una da quando la mappatura è iniziata per la prima volta a metà del 1800.
Il cambiamento climatico potrebbe anche avere effetti di vasta portata. Con il riscaldamento del clima degli Stati Uniti, stagioni di crescita più lunghe possono fornire una maggiore disponibilità di cibo. Questo potrebbe eventualmente trasformare più cicale di 17 anni in cicale di 13 anni, proprio come il riscaldamento passato ha alterato Magicicada neotredecim . Le prime emergenze su larga scala si sono verificate nel 2017 a Cincinnati e nell'area metropolitana di Baltimora-Washington, e nel 1969, 2003 e 2020 nell'area metropolitana di Chicago, potenziali forieri di questo tipo di cambiamento.
I ricercatori necessitano di informazioni dettagliate di alta qualità per monitorare la distribuzione delle cicale nel tempo.
Aiuta a contare le cicale vicino a te
I cittadini scienziati svolgono un ruolo chiave in questo sforzo perché le popolazioni periodiche di cicale sono così grandi e le loro emergenze adulte durano solo poche settimane.
I volontari che vogliono aiutare a documentare l'emergere di Brood X questa primavera possono scaricare l' app per cellulare Cicada Safari , fornire istantanee e seguire la nostra ricerca in tempo reale online su www.cicadas.uconn.edu . Non perdere l'occasione: la prossima opportunità non arriverà fino a quando Broods XIII e XIX non emergeranno nel 2024 .
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Puoi trovare l' articolo originale qui .
John Cooley è assistente professore di ecologia e biologia evolutiva presso l'Università del Connecticut. Ha ricevuto finanziamenti dalla National Science Foundation e dal National Geographic. Chris Simon è un professore di ecologia e biologia evolutiva presso l'Università del Connecticut. Riceve finanziamenti dalla National Science Foundation.
