งานใหญ่ในโลกแมลงใกล้เข้ามาแล้ว เริ่มต้นในช่วงเดือนเมษายนหรือพฤษภาคมทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเส้นรุ้งเส้นหนึ่งในกกที่ใหญ่ที่สุดของจักจั่น 17 ปีจะโผล่ออกมาจากใต้ดินในโหลรัฐจากนิวยอร์กไปทางตะวันตกและรัฐอิลลินอยส์ไปทางใต้ทางตอนเหนือของจอร์เจีย กลุ่มนี้เรียกว่า Brood X เช่นเดียวกับเลขโรมันสำหรับ 10
เป็นเวลาประมาณสี่สัปดาห์พื้นที่ป่าและชานเมืองจะดังไปด้วยเสียงหวีดหวิวและเสียงเรียกหาคู่ของจักจั่น หลังจากผสมพันธุ์แล้วตัวเมียแต่ละตัวจะวางไข่หลายร้อยฟองในกิ่งไม้ขนาดเท่าดินสอ
จากนั้นจักจั่นตัวเต็มวัยจะตาย เมื่อไข่ฟักออกมาตัวใหม่ของจักจั่นจะตกลงมาจากต้นไม้และมุดกลับไปใต้ดินเพื่อเริ่มวงจรใหม่อีกครั้ง
อาจมีจักจั่นกว่า 3,000 ถึง 4,000 ชนิดทั่วโลก แต่จักจั่นระยะ 13 และ 17 ปีของสหรัฐอเมริกาฝั่งตะวันออกดูเหมือนจะไม่เหมือนใครในการรวมระยะเวลาการพัฒนาของเด็กและเยาวชนที่ยาวนานเข้ากับการเกิดตัวเต็มวัยที่ซิงโครไนซ์
เหตุการณ์เหล่านี้ทำให้เกิดคำถามมากมายสำหรับนักกีฏวิทยาและสาธารณชน จักจั่นทำอะไรใต้ดินเป็นเวลา 13 หรือ 17 ปี? พวกเขากินอะไร? ทำไมวงจรชีวิตของพวกเขาถึงยาวนาน? เหตุใดจึงซิงโครไนซ์ และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลต่อความมหัศจรรย์ของโลกแมลงหรือไม่?
เราศึกษาจักจั่นระยะที่จะเข้าใจคำถามเกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพชีวภูมิศาสตร์ , พฤติกรรมและนิเวศวิทยา - วิวัฒนาการประวัติศาสตร์ธรรมชาติและการกระจายทางภูมิศาสตร์ของชีวิต เราได้เรียนรู้สิ่งที่น่าประหลาดใจมากมายเกี่ยวกับแมลงเหล่านี้: ตัวอย่างเช่นพวกมันสามารถเดินทางข้ามกาลเวลาได้โดยเปลี่ยนวงจรชีวิตของพวกมันทีละสี่ปี ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ชื่อทางวิทยาศาสตร์ของจักจั่นอายุ 13 และ 17 ปีคือMagicicadaซึ่งย่อมาจาก "magic cicada"
ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ
ในฐานะที่เป็นสายพันธุ์จักจั่นเป็นระยะ ๆ มีอายุมากกว่าป่าที่พวกมันอาศัยอยู่ วิเคราะห์โมเลกุลได้แสดงให้เห็นว่าประมาณ 4 ล้านปีที่ผ่านมาบรรพบุรุษของปัจจุบันMagicicadaชนิดแยกออกเป็นสอง lineages ประมาณ 1.5 ล้านปีต่อมาหนึ่งในเชื้อสายเหล่านั้นได้แยกตัวออกไปอีกครั้ง ส่งผลให้สาม lineages เป็นพื้นฐานของวารสารที่ทันสมัยกลุ่มจักจั่นชนิด , Decim แคสสินีและDecula
ชาวอาณานิคมอเมริกันในยุคแรกพบจักจั่นเป็นระยะ ๆ ในแมสซาชูเซตส์ การปรากฏตัวของแมลงจำนวนมากอย่างกะทันหันทำให้พวกเขานึกถึงภัยพิบัติในพระคัมภีร์ไบเบิลซึ่งเป็นตั๊กแตนชนิดหนึ่ง นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้ชื่อ "ตั๊กแตน" มีความเกี่ยวข้องกับจักจั่นในอเมริกาเหนืออย่างไม่ถูกต้อง
ในช่วงศตวรรษที่ 19 นักกีฏวิทยาที่มีชื่อเสียงเช่นBenjamin Walsh , CV RileyและCharles Marlattได้ค้นพบชีววิทยาที่น่าอัศจรรย์ของจักจั่นเป็นระยะ ๆ พวกเขายอมรับว่าไม่เหมือนกับตั๊กแตนหรือตั๊กแตนอื่น ๆ จักจั่นไม่เคี้ยวใบไม้ทำลายพืชหรือบินเป็นฝูง
แต่แมลงเหล่านี้ใช้ชีวิตส่วนใหญ่ไปโดยไม่มองเห็นเติบโตใต้ดินและกินรากพืชเมื่อผ่านห้าขั้นตอนของเด็กและเยาวชน การเกิดที่ซิงโครไนซ์ของพวกเขาเป็นสิ่งที่คาดเดาได้เกิดขึ้นตามตารางเครื่องจักร 17 ปีในภาคเหนือและ 13 ปีในภาคใต้และหุบเขามิสซิสซิปปี มีชั้นเรียนหลายปีในระดับภูมิภาคหรือที่เรียกว่า broods
ความปลอดภัยในตัวเลข
คุณสมบัติที่สำคัญของชีววิทยาของMagicicadaคือแมลงเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก สิ่งนี้จะเพิ่มโอกาสในการบรรลุภารกิจหลักที่อยู่เหนือพื้นดินนั่นคือการหาเพื่อน
การเกิดขึ้นอย่างหนาแน่นยังให้สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าการป้องกันตัวของผู้ล่า นักล่าใด ๆ ที่กินจักจั่นไม่ว่าจะเป็นสุนัขจิ้งจอกกระรอกค้างคาวหรือนกจะกินอาหารที่เต็มไปด้วยแมลงในบริเวณนั้นนานก่อนที่มันจะกินแมลงทั้งหมดในบริเวณนั้นทิ้งผู้รอดชีวิตจำนวนมากไว้เบื้องหลัง
ในขณะที่จักจั่นออกตามกำหนดเวลาส่วนใหญ่จะออกตามกำหนดเวลาทุกๆ 17 หรือ 13 ปี แต่มักจะมีกลุ่มเล็ก ๆ เกิดขึ้นเร็วหรือช้ากว่าสี่ปี จักจั่นที่เกิดใหม่ในยุคแรก ๆ อาจเป็นบุคคลที่เติบโตเร็วซึ่งสามารถเข้าถึงอาหารที่อุดมสมบูรณ์ได้และคนที่ล้าหลังอาจเป็นบุคคลที่ยังชีพน้อยกว่า
หากสภาพการเจริญเติบโตเปลี่ยนไปตามกาลเวลาการมีความสามารถในการเปลี่ยนวงจรชีวิตแบบนี้และออกมาเร็ว ๆ นี้สี่ปีในช่วงเวลาที่ดีหรือสี่ปีในช่วงเวลาที่ยากลำบากมากขึ้นก็เป็นสิ่งสำคัญ หากระยะที่อบอุ่นหรือเย็นอย่างกะทันหันทำให้จักจั่นจำนวนมากทำผิดพลาดเพียงครั้งเดียวและออกมานอกตารางภายในสี่ปีแมลงสามารถปรากฏในจำนวนที่เพียงพอที่จะทำให้ผู้ล่าอิ่มและเปลี่ยนไปใช้ตารางเวลาใหม่
เวลาสำรวจสำมะโนประชากรสำหรับ Brood X
เมื่อธารน้ำแข็งถอยห่างจากที่เคยเป็นของสหรัฐอเมริกาเมื่อ 10,000 ถึง 20,000 ปีก่อนจักจั่นเป็นระยะ ๆ เต็มไปด้วยป่าทางตะวันออก การเปลี่ยนวงจรชีวิตชั่วคราวได้ก่อให้เกิดโมเสกที่ซับซ้อนของลูก ๆ
วันนี้มีจักจั่นอายุ 17 ปีจำนวน 12 ตัวในป่าเต็งรังทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือซึ่งต้นไม้จะทิ้งใบในฤดูหนาว กลุ่มเหล่านี้จะเรียงลำดับตามลำดับและประกอบเข้าด้วยกันเหมือนจิ๊กซอว์ขนาดยักษ์ ในตะวันออกเฉียงใต้และหุบเขามิสซิสซิปปีมีจักจั่นอายุ 13 ปีสามสายพันธุ์
เนื่องจากจักจั่นเป็นระยะมีความอ่อนไหวต่อสภาพอากาศรูปแบบของลูกและสายพันธุ์ของพวกมันจึงสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ตัวอย่างเช่นข้อมูลทางพันธุกรรมและข้อมูลอื่น ๆ จากงานของเราระบุว่าสายพันธุ์Magicicada neotredecimอายุ 13 ปีซึ่งพบในหุบเขามิสซิสซิปปีตอนบนก่อตัวขึ้นไม่นานหลังจากการแช่แข็งครั้งสุดท้าย ในฐานะที่เป็นสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นจักจั่น 17 ปีในพื้นที่อย่างต่อเนื่องโผล่ออกมารุ่นแล้วรุ่นเล่าหลังจาก 13 ปีใต้ดินจนกว่าพวกเขาจะเปลี่ยนไปอย่างถาวรรอบ 13 ปี
แต่ยังไม่ชัดเจนว่าจักจั่นสามารถพัฒนาต่อไปได้อย่างรวดเร็วขณะที่มนุษย์เปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมหรือไม่ แม้ว่าจักจั่นเป็นระยะ ๆ จะชอบขอบป่าและเจริญเติบโตในพื้นที่ชานเมือง แต่ก็ไม่สามารถอยู่รอดได้จากการตัดไม้ทำลายป่าหรือแพร่พันธุ์ในพื้นที่ที่ไม่มีต้นไม้
อันที่จริงลูก ๆ บางชนิดได้สูญพันธุ์ไปแล้ว ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ลูกหนึ่ง (XXI) หายตัวไปจากฟลอริดาตอนเหนือและจอร์เจีย อีกแห่งหนึ่ง (XI) สูญพันธุ์ไปแล้วในคอนเนตทิคัตตะวันออกเฉียงเหนือตั้งแต่ประมาณปีพ. ศ. 2497 และหนึ่งในสาม (VII) ในตอนเหนือของรัฐนิวยอร์กได้หดตัวลงจากแปดมณฑลเหลือเพียงมณฑลเดียวนับตั้งแต่การทำแผนที่เริ่มขึ้นในกลางปี 1800
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจมีผลกระทบในวงกว้าง ในขณะที่สภาพอากาศของสหรัฐฯร้อนขึ้นฤดูการเติบโตที่ยาวนานขึ้นอาจทำให้มีปริมาณอาหารมากขึ้น นี้ในที่สุดอาจมีการเปลี่ยนแปลงมากขึ้นจักจั่น 17 ปีเข้าจักจั่น 13 ปีเช่นเดียวกับภาวะโลกร้อนที่ผ่านมามีการเปลี่ยนแปลงMagicicada neotredecim การเกิดขึ้นครั้งใหญ่ในช่วงต้นเกิดขึ้นในปี 2560 ในซินซินนาติและพื้นที่รถไฟใต้ดินบัลติมอร์ - วอชิงตันและในปี 2512, 2546 และ 2563 ในพื้นที่รถไฟใต้ดินชิคาโกซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อการเปลี่ยนแปลงประเภทนี้
นักวิจัยต้องการข้อมูลคุณภาพสูงโดยละเอียดเพื่อติดตามการกระจายของจักจั่นเมื่อเวลาผ่านไป
ช่วยนับจักจั่นใกล้ตัวคุณ
นักวิทยาศาสตร์พลเมืองมีบทบาทสำคัญในความพยายามนี้เนื่องจากประชากรจักจั่นเป็นระยะ ๆ มีจำนวนมากและการเกิดตัวเต็มวัยจะกินเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์
อาสาสมัครที่ต้องการไปสู่การเกิดความช่วยเหลือเอกสารกกเอ็กซ์ฤดูใบไม้ผลินี้สามารถดาวน์โหลดแอปพลิเคโทรศัพท์มือถือจักจั่น Safariให้ภาพรวมและเป็นไปตามการวิจัยของเราในเวลาจริงออนไลน์ได้ที่www.cicadas.uconn.edu อย่าพลาด - โอกาสต่อไปจะไม่มาจนกว่ากกสิบสามและเก้าโผล่ออกมาใน 2024
บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากThe Conversationภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ คุณสามารถค้นหาบทความต้นฉบับที่นี่
John Cooleyเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต เขาได้รับทุนจาก National Science Foundation และ National Geographic Chris Simonเป็นศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต เธอได้รับทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
