곤충 세계에서 큰 사건이 다가오고 있습니다. 위도에 따라 4 월 또는 5 월에 시작하여 17 년 매미 의 가장 큰 무리 중 하나가 뉴욕 서부에서 일리노이까지, 남부 조지아 북부 까지 12 개 주에서 지하에서 출현 합니다. 이 그룹은 10의 로마 숫자와 같이 Brood X로 알려져 있습니다.
약 4 주 동안 숲과 교외 지역은 매미의 휘파람과 윙윙 거리는 짝짓기 소리로 울립니다. 짝짓기 후 각 암컷은 연필 크기의 나뭇 가지에 수백 개의 알을 낳습니다.
그러면 성인 매미가 죽을 것입니다. 알이 부화하면 새 매미 님프가 나무에서 떨어지고 지하로 다시 파묻혀주기를 다시 시작합니다.
전 세계적으로 약 3,000 ~ 4,000 종의 매미가 있지만, 미국 동부의 13 년 및 17 년주기 매미는 청소년 발달 기간이 길고 동시성있는 대량 성체 출현을 결합한 독특한 것으로 보입니다.
이러한 사건은 곤충 학자와 대중 모두에게 많은 질문을 제기합니다. 매미는 13 년 또는 17 년 동안 지하에서 무엇을합니까? 그들은 무엇을 먹습니까? 그들의 수명주기가 왜 그렇게 긴가요? 동기화되는 이유는 무엇입니까? 그리고 기후 변화가 곤충 세계의 경이로움에 영향을 미치고 있습니까?
우리는 생물의 다양성, 생물 지리학 , 행동 및 생태학 ( 진화, 자연사 및 생명의 지리적 분포)에 대한 질문을 이해하기 위해 주기적으로 매미를 연구 합니다. 우리는이 곤충에 대해 놀라운 사실을 많이 배웠습니다. 예를 들어, 4 년 단위로 수명주기를 변경하여 시간을 여행 할 수 있습니다. 주기적인 13 년 및 17 년 매미의 학명 이 "마술 매미"에서 축약 된 Magicicada라는 것은 우연 이 아닙니다 .
자연사
종으로서주기적인 매미는 그들이 사는 숲보다 오래되었습니다. 분자 분석에 따르면 약 4 백만년 전에 현재 Magicicada 종 의 조상이 두 계통으로 나뉘어졌습니다 . 약 150 만년 후 그 혈통 중 하나가 다시 갈라졌습니다. 그 결과로 나온 세 계보는 현대 정기 매미 종 그룹 인 Decim, Cassini 및 Decula의 기초가 됩니다.
초기 미국 식민지 개척자들은 매사추세츠에서 처음으로주기적인 매미를 만났습니다. 갑작스런 많은 곤충의 출현은 메뚜기의 일종 인 메뚜기의 성서적 재앙을 상기시켰다. 이것이 "메뚜기"라는 이름이 북미의 매미와 잘못 연관되는 방식입니다.
19 세기 동안 Benjamin Walsh , CV Riley 및 Charles Marlatt 와 같은 저명한 곤충 학자들은 주기적인 매미의 놀라운 생물학을 연구했습니다. 그들은 메뚜기 나 다른 메뚜기와 달리 매미는 잎을 씹거나 작물을 죽이거나 떼를 날지 않는다는 것을 확인했습니다.
대신,이 곤충들은 그들의 삶의 대부분을 보이지 않게 보내고 지하에서 자라며 5 개의 어린 단계를 거치면서 식물 뿌리를 먹습니다. 이들의 동시 출현은 예측 가능하며, 북부에서 17 년, 남부와 미시시피 계곡에서 13 년의 시계 작업 일정에 따라 발생합니다. 무리라고하는 여러 지역 학년이 있습니다.
숫자의 안전
Magicicada 생물학 의 주요 특징은 이러한 곤충이 엄청난 수로 출현한다는 것입니다. 이렇게하면 지상에서 주요 임무 인 짝 찾기를 수행 할 가능성이 높아집니다.
조밀 한 출현은 또한 과학자들이 포식자 포식 방어라고 부르는 것을 제공합니다. 여우, 다람쥐, 박쥐 또는 새 등 매미를 먹는 모든 포식자는 그 지역의 모든 곤충을 먹기 전에 매미를 먹어 많은 생존자를 남겨 둡니다.
주기적인 매미는 주로 17 ~ 13 년마다 일정에 따라 나오지만, 종종 소그룹은 4 년 일찍 또는 늦게 나타납니다. 초기에 떠오르는 매미는 풍성한 음식에 접근 할 수있는 더 빨리 성장하는 개인 일 수 있으며 후발자는 더 적은 양으로 생존 한 개인 일 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 성장 조건이 변하면 이런 종류의 수명주기를 전환하여 유리한시기에 4 년 일찍 또는 더 어려운시기에 4 년 늦게 나올 수있는 능력이 중요해집니다. 갑작스런 따뜻하거나 차가운 단계로 인해 많은 수의 매미가 일회성 실수를하고 4 년까지 일정을 벗어나면 곤충이 포식자를 만족시키고 새로운 일정으로 전환하기에 충분한 수로 나타날 수 있습니다.
무리 X에 대한 인구 조사 시간
약 10,000 년에서 20,000 년 전에 빙하가 현재 미국에서 물러나면서주기적인 매미가 동부 숲을 가득 채웠습니다. 일시적인 수명주기 전환은 무리의 복잡한 모자이크를 형성했습니다.
오늘날 북동쪽 낙엽 수림에는 17 년주기 매미 12 마리가 있으며, 겨울에는 나무가 낙엽합니다. 이 그룹은 순차적으로 번호가 매겨지며 거대한 직소 퍼즐처럼 서로 맞습니다. 남동부와 미시시피 계곡에는 13 년생 매미 세 마리가 있습니다.
주기적 매미는 기후에 민감하기 때문에 종족과 종의 패턴은 기후 변화를 반영합니다. 예를 들어, 우리 연구의 유전 및 기타 데이터 에 따르면 미시시피 계곡 상부에서 발견되는 13 년 종 Magicicada neotredecim 이 마지막 빙하 직후에 형성되었습니다. 환경이 따뜻해 짐에 따라이 지역의 17 년 매미는 지하 13 년 후 13 년 주기로 영구적으로 이동 될 때까지 세대를 거쳐 연속적으로 나타났습니다 .
그러나 인간이 환경을 바꾸는 것처럼 매미가 계속해서 빠르게 진화 할 수 있는지 여부는 명확하지 않습니다. 주기적인 매미는 숲 가장자리를 선호하고 교외 지역에서 번성하지만 삼림 벌채 에서 살아남 거나 나무가없는 지역에서 번식 할 수 없습니다 .
실제로 일부 무리는 이미 멸종되었습니다. 19 세기 후반에 플로리다 북부와 조지아에서 한 무리 (XXI)가 사라졌습니다. 또 다른 (XI)는 1954 년경 코네티컷 북동부에서 멸종되었으며, 북부 뉴욕의 세 번째 (VII)는 매핑이 1800 년대 중반에 처음 시작된 이후 8 개 카운티에서 1 개 카운티로 축소되었습니다.
기후 변화는 또한 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다. 미국 기후가 따뜻해 짐에 따라 성장기가 길수록 더 많은 식량을 공급할 수 있습니다. 이것은 과거의 온난화가 Magicicada neotredecim을 변경 한 것처럼 결국 더 많은 17 년 매미를 13 년 매미로 바꿀 수 있습니다. 대규모 초기 출현은 2017 년 신시내티와 볼티모어-워싱턴 대도시 지역에서, 1969 년, 2003 년 및 2020 년 시카고 대도시 지역에서 발생했습니다. 이러한 변화의 선구자입니다.
연구원들은 시간이 지남에 따라 매미 분포를 추적하기 위해 상세한 고품질 정보가 필요합니다.
가까운 매미를 세도록 도와주세요
주기적인 매미 개체수가 너무 많고 성체 출현이 몇 주 밖에 걸리지 않기 때문에 시민 과학자들이이 노력에서 핵심적인 역할을합니다.
올 봄 Brood X의 출현을 문서화하는 데 도움을주고 자하는 자원 봉사자들은 Cicada Safari 휴대폰 앱을 다운로드하고 스냅 샷을 제공하고 www.cicadas.uconn.edu 에서 실시간으로 우리의 연구를 따를 수 있습니다. 놓치지 마세요. 다음 기회는 2024 년에 Broods XIII와 XIX가 등장 할 때까지 오지 않을 것 입니다.
이 기사는 Creative Commons 라이선스에 따라 The Conversation 에서 다시 게시되었습니다 . 여기 에서 원본 기사를 찾을 수 있습니다 .
John Cooley 는 코네티컷 대학의 생태학과 진화 생물학 조교수입니다. 그는 National Science Foundation과 National Geographic에서 자금을 지원 받았습니다. Chris Simon 은 코네티컷 대학교의 생태학과 진화 생물학 교수입니다. 그녀는 National Science Foundation에서 자금을 지원받습니다.
