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周期蝉属

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周期蝉属
于2015年拍摄的第23群蝉Magicicada sp.
数种周期蝉的虫鸣
科学分类 编辑
界： 动物界 Animalia
门： 节肢动物门 Arthropoda
纲： 昆虫纲 Insecta
目： 半翅目 Hemiptera
亚目： 颈喙亚目 Auchenorrhyncha
科： 蝉科 Cicadidae
亚科： 姬蝉亚科 Cicadettinae
族： 突眼蝉族 Taphurini
属： 周期蝉属 Magicicada
W. T. Davis, 1925
模式种
十七年蝉（英语：Magicicada septendecim）
Magicicada septendecim
(Linnaeus, 1758)[1]
周期蝉
周期蝉的头部特写
画家笔下的周期蝉

周期蝉（英语：periodical cicada）通常指周期蝉属（学名：Magicicada），是半翅目蝉科的一属，分布于北美东部，其生命周期为十三年或十七年，相应被称为十三年蝉或十七年蝉。幼虫孵化后即钻入地下，一生绝大多数时间在地下度过，靠吸食树根的汁液生存。[2]在地下生活十三年或十七年后，同种蝉的若虫同时破土而出，在4-6周内羽化、交配、产卵、死亡，而卵孵化后进入下一个生命周期。[3]因此某一年份在美国东部一些地方每过十三或十七年就会突然出现大量的蝉，成为一种奇景。此外，在印度东北部生活着一种以四年为生命周期的蝉（Chremistica ribhoi）[4]，在斐济生活着一种以八年为生命周期的蝉（Raiateana knowlesi）[5]。

形态

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成虫有红色突出的眼睛，胸部和背部为黑色，翅膀透明，翅脉为橙色或黑色。[6]一般2.4-3.3厘米长，比美国当地每年出现的蝉要小，雌性个体比雄性个体略大。[7]雄性会聚集起来鸣叫以吸引雌性来交配。其口器为针状，可以刺穿树皮吸食汁液。口器的尖利足以刺穿人的皮肤，会造成痛感，但无毒。也没有证据显示其会造成传染病。他们对于成熟的植物损害不大，但不建议在其大规模出现的时候种植树木和灌木。

生命周期

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周期蝉的生命周期为13年和17年。科学家普遍认为的原因是，首先这两个周期都很长，因为周期蝉出现于距今180万年前，那时北美气温低，有时会遇到冷夏，成年蝉需要高温，因此长生命周期可以提高成活率。其次这两个周期都是质数，即牠们的周期与其他掠食者的周期之间的最小公倍数等于两者的积，这样可以避开其他种类的掠食者。如果不是质数，那么最小公倍数就会小于两者的积，换言之就有更多机会和自己天敌的生命周期相重叠，降低族群数量。[8]今假设17年蝉的天敌生命周期是5年，则两者要17×5=85年才能遇到一次。又假设一种13年蝉与一种17年蝉在同一地点竞争资源，需13×17=221年才会碰头一次。而最近一次17年蝉与13年蝉同时破土的事件发生于2024年，上一次是在1803年，下一次就要等到2245年。[9][10]

孟菲斯大学的考克斯（Randel T. Cox）和阿肯色州大学的卡尔顿（C.E. Carlton）经过计算证明周期越长，成活率越高。假如在1500年的时间里，每50年会出现一次冷夏。7年蝉的成活率是7%，11年蝉的成活率是51%，17年蝉的成活率是96%。

周期蝉破土而出时可被病原真菌蝉团孢霉感染，此感染会使其腹部充满真菌的孢子，最终失去包括生殖器（英语：Insect reproductive system）在内的腹部组织而不孕[11]，并可散播孢子感染其他的蝉，因而有“飞行的死亡盐罐”之称[12]。

物种

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周期蝉属包括7种物种，其中3种为十七年蝉，4种为十三年蝉，这7种蝉又可分为Decim种组（英语：Decim periodical cicadas）、Cassini种组（英语：Cassini periodical cicadas）与Decula种组，三者皆同时包含十七年蝉与十三年蝉[13]。

十七年蝉 种组 十三年蝉
图片 学名 俗名 分布 图片 学名 俗名 分布
M. septendecim
(Linnaeus, 1758) 		十七年蝉（英语：Magicicada septendecim）
Pharaoh cicada 		加拿大、美国 Decim M. tredecim
(Walsh & Riley, 1868) 		十三年蝉（英语：Magicicada tredecim） 美国东南部
M. neotredecim（英语：Magicicada neotredecim）
Marshall & Cooley, 2000 		美国
M. cassinii
(Fisher, 1852) 		卡氏十七年蝉（英语：Magicicada cassinii）
dwarf periodical cicada 		美国 Cassini M. tredecassini（英语：Magicicada tredecassini）
Alexander & Moore, 1962 		美国
M. septendecula（英语：Magicicada septendecula）
Alexander & Moore, 1962 		美国 Decula M. tredecula（英语：Magicicada tredecula）
Alexander & Moore, 1962 		美国

本属包括以下物种：[14]

编号

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在1898年，昆虫学家查尔斯·莱斯特·马拉特（英语：Charles_Lester_Marlatt）以罗马数字将周期蝉分做30种类型。前17种对应1893至1909年间出现的十七年蝉，而后13种对应到1893至1905年间出现的十三年蝉。[15]这种分类单纯是理论上的，并没有保证其存在，因此有些群并没有发现对应的蝉，暂时空缺。1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，13，14，19，21，22，23群都出现过，第11群蝉和第21群蝉已经灭绝。因此现存一共有15群周期蝉。[16]

群编号 别称 周期/年 上次出现 下次出现 分布
1号群 蓝岭群 17 2012 2029 维吉尼亚州西部、西维吉尼亚州
2号群 东岸群 17 2013 2030 康涅狄克州、 马里兰州、北卡罗来纳州、新泽西州、纽约州、宾夕法尼亚州、特拉华州、维吉尼亚州、华盛顿特区
3号群 爱荷华群 17 2014 2031 爱荷华州
4号群 堪萨群 17 2015 2032 堪萨斯州、密苏里州、俄克拉荷马州、内布拉斯加州
5号群 17 2016 2033 俄亥俄州北部、马里兰州、宾夕法尼亚州、维吉尼亚州、西维吉尼亚州
6号群 17 2017 2034 乔治亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州
7号群 奥农达加群 17 2018 2034[2035] 纽约上州[Note 1]
8号群 17 2019 2036 俄亥俄州、宾夕法尼亚州、西维吉尼亚州
9号群 17 2020 2037 维吉尼亚州西部、西维吉尼亚州、北卡罗来纳州
10号群 大东方群 17 2021 2038 沿美国东海岸从纽约州到北卡罗来纳州，向内陆延伸到伊利诺伊州和密歇根州[Note 2]
11号群 17 1954 灭绝 最后一次见于康涅狄格州阿什福德芬顿河（页面存档备份，存于互联网档案馆）沿岸
13号群 北伊利诺伊群 17 2007 2024 伊利诺伊州北部及威斯康辛州、印地安纳州、爱荷华州局部[Note 3]
14号群 17 2008 2025 俄亥俄州南部、肯塔基州、田纳西州、马萨诸塞州、马里兰州、北卡罗来纳州、宾夕法尼亚州、乔治亚州北部、西南弗吉尼亚州（页面存档备份，存于互联网档案馆）、西弗吉尼亚州、纽约州和新泽西州的部分地区[Note 3]
19号群 大南方群 13 2011 2024 阿拉巴马州、阿肯色州、乔治亚州、印第安纳州、伊利诺伊州、肯塔基州、路易斯安那州、马里兰州、密苏里州、密西西比州、北卡罗来纳州、俄克拉荷马州、南卡罗来纳州、田纳西州和弗吉尼亚州[Note 4]
21号群 佛罗里达群 13 1870 灭绝 最后记录于1870年。历史纪载的范围包括佛罗里达州狭长地带
22号群 巴顿鲁治群[18] 13 2014 2027 密西西比州、路易斯安那州[Note 5]
23号群 密西西比下游（页面存档备份，存于互联网档案馆）群 13 2015 2028 阿肯色州、伊利诺伊州、印第安纳州、肯塔基州、路易斯安那州、密苏里州、密西西比州、田纳西州
  1. ^ Consists only of M. septendecim
  2. ^ Largest of all 17-year periodical broods
  3. ^ 3.0 3.1 Premature emergences, or "straggling" occurred in 2003 and 2006.[17]
  4. ^ Largest of all 13-year periodical cicada broods
  5. ^ This 13-year brood does not include M. neotredecim.
County-by-county map showing the locations of cicada broods, published May 2013
美国东部各群周期蝉的出现地点[已过时]

参考资料

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  1. ^ Maxine Shoemaker Heath. Genera of American cicadas north of Mexico (Ph.D.论文). University of Florida. 1978. doi:10.5962/bhl.title.42291. 
  2. ^ Lloyd, M., and H.S. Dybas. The periodical cicada problem. I. Population ecology. Evolution. 1966, 20 (2): 133–149. JSTOR 2406568. doi:10.2307/2406568. 
  3. ^ Williams, K.S., and C. Simon. The ecology, behavior, and evolution of periodical cicadas (PDF). Annual Review of Entomology. 1995, 40: 269–295 [2013-04-24]. doi:10.1146/annurev.en.40.010195.001413. （原始内容 (PDF)存档于2010-07-29）. 
  4. ^ Hajong, Sudhanya Ray; Yaakop, Salmah. Chremistica ribhoi sp. n. (Hemiptera: Cicadidae) from North-East India and its mass emergence. Zootaxa. 2013-08-29 [2022-10-04]. doi:10.11646/zootaxa.3702.5.8. （原始内容存档于2022-04-20）. 
  5. ^ Fijian Cicada (Raiateana knowlesi), Nanai. NatureFiji-MareqetiViti. 2018-03-07 [2022-10-04]. （原始内容存档于2022-10-07）. 
  6. ^ Alexander, Richard D; Thomas E. Moore. The Evolutionary Relationships of 17-Year and 13-Year Cicadas, and Three New Species (Homoptera, Cicadidae, Magicicada) (PDF). U Michigan Museum of Zoology. 1962 [9 June 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2012-08-26）. 
  7. ^ Capinera, John L. Encyclopedia of Entomology. Springer. 2008: 2785–2794 [2013-04-24]. ISBN 1-4020-6242-7. （原始内容存档于2020-10-26）. 
  8. ^ 存档副本. [2013-04-24]. （原始内容存档于2017-10-26）. 
  9. ^ 221年一見！美國17年蟬、13年蟬同時破土 估數量達上兆隻. 联合新闻网. [2024-05-25]. （原始内容存档于2024-05-25） （中文（台湾））. 
  10. ^ 221年一見 美17年蟬13年蟬同時破土估數量達上兆隻 | 國際. 中央社 CNA. 2024-02-20 [2024-05-25]. （原始内容存档于2024-05-25） （中文（台湾））. 
  11. ^ White, Joann; Lloyd, Monte. A Pathogenic Fungus, Massospora cicadina Peck (Entomophthorales), in Emerging Nymphs of Periodical Cicadas1 (Homoptera: Cicadidae). Environmental Entomology. 1983-08-01, 12 (4): 1245–1252. ISSN 1938-2936. doi:10.1093/ee/12.4.1245. 
  12. ^ 'Flying salt shakers of death:' Fungal-infected 'zombie' cicadas. ScienceDaily. 2019-06-19 [2021-05-30]. （原始内容存档于2021-06-02）. 
  13. ^ Magicicada species. National Geographic Society. [12 June 2011]. （原始内容存档于2017-02-26）. 
  14. ^ Magicicada Davis, 1925. GBIF. [2023-04-15]. （原始内容存档于2023-03-10）. 
  15. ^ Marlatt, C. L. The Periodical Cicada. USDA. 1907: 28 [2013-04-24]. （原始内容存档于2017-09-04）. 
  16. ^ Post, Susan L. A Trill of a Lifetime. The Illinois Steward. 2004 [9 June 2011]. （原始内容存档于2007年5月10日）. 
  17. ^ Swarms of cicadas emerging in Midwest. Associated Press. 20 May 2007 [2015-10-20]. （原始内容存档于2007-05-24）. 
  18. ^ Brood XXII (13-year) The Baton Rouge Brood. National Geographic Society. [28 August 2011]. （原始内容存档于2011-09-03）. 
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