17年的轮回！

河未

“蝉太多了！”

这是今年美国东部地区大部分居民的抱怨。在过去的十几年里，他们的夏天都显得相对宁静而惬意，但在最近，他们无不惊恐地发现，无论是街道、树林、水池边，甚至自家院子的围栏上，全都密密麻麻地趴着蝉！这还不算完，在此起彼伏的蝉鸣喧闹中，更多的蝉还在持续从地下涌出，它们占领了一切能占领的空间，甚至越过警戒线，入侵了白宫……

蝉，夏季的主角真正拥有的生命极为短暂

蝉，夏季的主角之一。

每逢一年中旬，炎炎酷暑，人们总能在户里户外发现蝉的身影。当然，更多的时候，可能并不需要去“看”，那持续聒噪的鸣叫声，就已经宣告了它们的存在。很多人都有过这样的体验：盛夏烈日，空气闷热，屋外是一阵接着一阵的蝉鸣声，这种声音并不似鸟类的啼叫那般婉转清脆动人，而纯粹是一种“扯着嗓子、歇斯底里”的叫嚷，响亮、尖锐又刺耳，无论谁都会觉得吵闹喧嚣，心烦意乱。

确实是“耳熟”能详——在自然界中，或许很少有别的生物，能够像蝉这样，靠一己之力，让一个季节变得躁动不安。因此很多人颇为无奈：蝉怎么就这么吵？为了回答这个问题，也为了能在夏季的无数种昆虫中辨认出蝉，先有必要对该物种有一个系统的认知。

蝉，是半翅目蝉科类物种的统称，目前已记录有2000余种，在全世界的温带到热带地区均有分布。体型方面，大多蝉类都比较适中，成年后多在2厘米～5厘米之间，只有极个别种类个头较大，例如“帝王蝉（Empress cicada）”，这种全世界最大型的蝉类，成年后体长可达7厘米，翼展超过20厘米；还有另一种栖息于南亚地区的“婆罗洲巨蝉（Tacua speciosa）”，也被称为“青襟油蝉”，翼展能达到18厘米。蝉的外骨骼很坚硬，双翅也相当发达，多为透明或半透明。当然，也有部分种类双翅完全不透明，但相应的，其翅面颜色都较为鲜艳，这类蝉多分布于靠近热带的地区。

蝉的一生要经历多次蜕变，来到地面后，还要经历一次重要的蜕茧，才能长出翅膀，而透明的蝉蛹则留在原地。

通常情况下，蝉的头部形状多是宽而短的，顶端长着须状的触角，触角下方是5只眼睛（这使得它视力很好），其中有3只单眼和2只复眼，复眼不大，位于头部两侧且分得很开。接下来是明显突出的额唇基（位于口器上方，为唇基区和额头的分界线），而蝉的口器细长，内部有唾液管与食管，属于刺吸式，这使得它得以吮吸植物根部汁液而存活。

作为六足亚门的节肢生物，蝉的胸部共分为3个部分，包括前胸、中胸及后胸，3个胸部各自拥有一对足，腿节粗壮发达，支撑其躯体稳定攀附于垂直的树干上。而在其胸部以下的腹部区域，就是蝉能够发出响亮鸣叫的关键：腹部呈长锥形，总共有10个腹节，在雄蝉的第1、第2腹节具有发声构造，主要由背瓣、腹瓣、鼓膜、鼓膜肌、腱盘、腹面调节肌、镜膜、褶膜（折膜）、第三气门、共鸣室（气室）等构成。雌蝉则没有发音构造，而是在第10腹节形成产卵管，且较为膨大。

也就是说，那些鸣躁不止的鸣蝉，其实都是雄性蝉。通过每秒上百次的高频率震动，雄蝉腹部的发音结构才能发出尖锐响亮的声音，从而吸引雌蝉，进行交配产卵。

完成交配后，雌蝉会将尖尖的产卵管插入树中，一次性产下上千颗卵；接着，成年蝉会在数周内走向生命的终结，而幼虫则会在孵出后离开树木，钻入泥土中，靠吮吸植物根部的汁液维生，捱过生命的绝大部分时间，然后在某一个夏天钻出地面，在树上脱壳蜕皮，长出翅膀，然后寻找配偶，交配、产卵，从而完成生命的轮回……

这是所有蝉类的宿命，一生中要在黑暗中經过漫长的蛰伏和发育，最终才能迎来短短数十日热闹喧哗的绽放。但不同的蝉类在蛰伏时间上也有区别，有的需要蛰伏3～4年，有的只需要蛰伏数月，而最长的一种，则需要17年。

北美独有的周期蝉环境和天敌抉择论

在前文中我们提到，世界上已确定的蝉类共有2000余种，这主要是根据蝉的外观、形态以及生活范围等地来划分的；与此同时，还有一种蝉类的划分方式，那就是出现时间。

所谓的出现时间，就是指蝉类在地下的蛰伏时间不同（从数月到数年不等），那么破土而出的时间也将有所区别。例如，分布在我国的蝉类，其成熟时间多为4年份，那么在2021年夏天，我们看到的蝉就是2017年产下的蝉卵孵化的成虫。以此类推，2022年出现的蝉，是孵化于2018年；2023年出现的蝉，是孵化于2019年……相当于每年都有。这种逻辑很好理解，它背后就是一个简单的时间递补关系，甚至有点像我们人类社会中“轮班次”的意思。

这就是大多数蝉类的出现规律。但在北美，却生活着一类截然不同的蝉种群体，因为其出现的规律具有“精准而严苛”的周期性，所以人类特意为其划分了一个大类：蝉科周期蝉属，简称“周期蝉”。

周期蝉共有7种，其中有3种为“17年蝉”，4种为“13年蝉”，它们几乎只生活在北美的中、东部地区，其中17年蝉主要分布在美国的中东部、加拿大的东南部，13年蝉则主要分布在美国的东南部地区。之所以被称为“周期蝉”，是因为它们并不像前面所讲的大多类蝉一样，每个夏天都能见到——相反，它们的出现逻辑，其实遵循着一种严密的数学上的周期性，即13年或者17年为一个轮回。也就是说，如果周期蝉在某一年的夏天大规模地集中出现，那么接下来，这类蝉将销声匿迹，直到13年或者17年后才能再次见到它们的身影。

这种北美特有的周期蝉现象，引起了很多专家和学者的兴趣，在进行了一系列考察和研究后，虽然至今仍没有得出完善的理论，但仍从两个方面找到了原因。

第一是气候环境论。这种观点认为，周期蝉的机制与第四纪冰河时期有关，该冰河时期起始于距今200万～300万年前，结束于1万～2万年前。在冰河期间，许多物种由于无法适应气候的变化而被淘汰，根据考察研究，北美周期蝉的祖先为了躲避寒冷，而长时间蛰伏在地下，以便尽可能地减少来到地面被冻死的几率。

可以想象的是，关于蛰伏的时间选择，肯定也是经历了自然的筛选和淘汰——譬如，蛰伏时间太短的蝉群有可能被冻死，蛰伏的时间太长，也有可能在地下得不到足够的食物被饿死。总之，周期蝉的发展确实有自然因素的影响，但同时也是它们主动适应气候变化的结果。由此，作为幸运的存活者，它们就将这种“生物计时”传承给后代，并保持至今。

但与此同时，新的问题也出现了，为什么是“13年”或者“17年”？这就引出了第二个观点：躲避天敌论。该观点的根本立足点在于，蝉作为自然食物链中的底端，是许多天敌口中的绝佳美味（尤其是鸟类），每逢蝉的大规模出土，都是这些天敌们大快朵颐的时间。更糟糕的是，天敌一旦拥有稳定的食物来源，就能够更大规模地繁衍，长此以往，直接威胁到蝉的生存。

面對这样的情况，周期蝉巧妙地选择了“13年”和“17年”这两个周期。从数学角度来说，13和17这两个数字都属于质数，即在自然数中，除了1和它们本身，都无法被其他自然数整除——也就是说，除非蝉每年都繁殖和出土一代，或者天敌们也正好拥有13年或者17年的繁殖周期，否则就不会大规模地撞上。在以蝉为食的主要生物中，蜥蜴、鸟类的繁殖周期一般在2年左右，在理论上，需要每26年或34年才会遇到繁殖期重叠；而捱过多年“饥饿”后，这些天敌因为缺乏食物，种群数量都早已下降，面对大量出现的周期蝉，纵然敞开肚子吃，也无法对其数量造成太大影响。

至于为何不选择更小、或者更大的质数，例如3、5、7、9、13、23、29、31……原因也很简单，除了气候环境论可以解释之外，还因为数字和年份越小，则越容易与天敌的繁殖期遇上，而反之越大，则可能逼近了蝉的理论寿命极限——毕竟，昆虫的寿命可都不长。得到这样的研究结果后，许多专家都纷纷惊呼：这种蝉居然懂数学！更令人惊叹的是，作为食物链的底端，周期蝉却可以通过群体行为，达到控制天敌数量的结果，并最终形成一种动态的物种间平衡——或许这也是大自然和生物界的神奇之处。

席卷美国！17年后，再度破土而出

在北美地区，人们对蝉的恐惧由来已久。数百年前，第一批来到北美的欧洲殖民者就惊恐地发现，每隔一定年份，就会出现大量的蝉，数量之多令人毛骨悚然。1634年的暮春，马萨诸塞州留下了关于周期蝉最早的记录：在朝圣者的亲眼目睹下，数以百万只（可能更多）长着红色眼睛的昆虫从土地里钻出，它们密密麻麻地往树上爬，还可以借助翅膀飞行……清教徒移民们对这种昆虫一无所知，于是把它们比作《旧约》里的虫群，并将之称为“蝗虫”。

此后，人们开始持续观察周期蝉。1715年，一位费城的牧师写下了关于“该昆虫”的记录；1737年，美国植物学之父约翰·巴特拉姆也开始详细描述“这一昆虫”；1749年，瑞典的植物学家佩厄·卡尔姆前往新泽西州和宾夕法尼亚州，在碰巧遇到了爆发的周期蝉后，他在1756年的瑞典学术期刊中写道“这些昆虫每17年出现一次”。

由此可见，虽然人们从18世纪起就已经察觉到了周期蝉准确的爆发时间，但还是没有意识到，“这种昆虫”其实就是一种蝉。甚至直到1970年，又逢17年蝉出土，伟大的摇滚歌手鲍勃·迪伦还专门写了一首《蝗虫之日》，歌词是这样的：蝗虫唱着美妙的旋律，是的，蝗虫在歌唱，它们在为我歌唱。

当然，随着科技和信息日益发达，“周期蝉”的概念早已深入人心。而在今年，17年周期蝉又出现了，并且规模极为庞大，它们是2004年蝉群产下的那一代，被正式命名为“BroodX（布鲁德十代蝉）”。从5月下旬起，在美国东部的马里兰、新泽西、宾夕法尼亚等州，已经有长着红色眼睛的BroodX蝉开始破土而出。科学家表示，可能是由于气候的变化，导致今年的17年蝉出现得较早，至少与1902年相比，几乎提前了两周。

但“BroodX”们可不会管这些。在黑暗的地下足足待了17年之后，终于能够爬上地面享受阳光和空气，成千上万只雄蝉爬上枝头，开始不顾一切地肆意躁鸣着，吸引雌蝉前来交配。随着蝉群的躁动，越来越多的蝉开始从地面涌出，密密麻麻地占领了所能及的每一寸空間：地面、草丛、围栏、树干、甚至路灯。放眼望去，到处都能看见蝉堆拥挤的画面，还有一部分则是在空中不停地飞舞着，令人头皮发麻。甚至有人表示，随便找个地方挖一铁锹，都能挖出几百只褪下的虫蛹！

目前，17年蝉大军已经席卷了美国中、东部超过18个州，数量总计超过300亿只！在占领了普通民众的生活空间后，有些蝉甚至开始“越过警戒线”，入侵了国会山和白宫。最近，一位CNN记者在国会现场进行直播时，就有一只蝉直接飞到了他的身上，这位记者吓得哇哇大叫，立马将其一把抓住丢在地上。而供职于白宫的值班记者和摄影师们，则每天都要经过“尸横遍野”的上班路——全是蝉的尸体，并纷纷拍下照片发在社交媒体上。

值得一提的是，蝉除了鸣叫、留下蝉蜕和尸体等烦人之处，还有一点也会让人觉得“恶心”。当烈日炎炎，晴空万里，你走在树下却突然感觉头顶被淋了一股股清凉，再看地下还有一滩水渍——这不是有人泼水，而是蝉在“毫无公德、满天小便”，而你恰巧成了这个幸运儿。

鉴于越来越多的蝉给人们生活带来的种种不便，美国的社交媒体上现在已经吵翻了天。有网友愤怒地列出了蝉的各大罪状，并引发了人们的一致谴责。例如居住在马里兰州的亚历山德·罗德斯就表示，早在2004年时，当时9岁的她就被周期蝉爆发吓得不轻，而如今她还是一如既往地讨厌这些带翅膀的大虫子：“它们很丑，很吓人，总之它们……看上去就很恶心。”

但在震耳欲聋的蝉鸣声中，还是有一部分学者和昆虫爱好者挺身而出，耐心地向人们解释着蝉的种种好处：蝉不叮人，不咬人，更不会对人体产生任何实质性的伤害；其次，蝉的出现说明当地自然很健康，可以正常运转；另外，遍地蝉壳虽然恐怖又恶心，但能给土壤增加大量的营养；与此同时，蝉还可以喂饱许多生物，最终会带来有益的生态影响。

大多美国人也确实意识到，虽然他们都像罗德斯一样，被铺天盖地的蝉惊吓到，但自然界的各种食肉生物，却在大快朵颐地享受着17年一度的“蝉宴”：“都快高兴疯了！根本吃不完！”就连人们带爱犬出行，都要给它戴上面罩和护具——为的就是防止贪吃，走不动路。与此同时，也确实有人开始尝试开发关于蝉的菜谱，例如蝉三明治、蝉饼干、蝉巧克力、蝉味增汤、烤蝉串……

这或许是人与自然的又一次和解。无论你对蝉持什么样的态度，都请想象一下，它们在地底生活了17年才重见天日，然后欢腾数十天后便会死去，你还会厌恶它们吗？