当前位置:查字典生物网 >学习园地 >生物史话 >黄雀捕蝉背后的宿命轮回
有些人认为他们能够摸清蝉的寿命。美洲蝉有这样一个奇特的生命周期,它是一个与素数密切相关的数字。因为它们从卵中孵化出现需要漫长的一段时间。在北美,它们每13年或17年便会从地下出来。两名研究人员认为蝉为了控制其天敌猛禽类而定期出现。与他们想象的相反,捕食蝉的鸟类数量在蝉集体出现的年份急剧下降,近期的《美国博物学家》报道了这一研究结果。
康奈尔大学行为生态学家、该文章的第一作者Walt Koenig说:“我们的发现是这样的令人激动,我甚至难以相信这是事实。”自17世纪中期殖民地移民报告蝉的这种奇特的行为以来,科学家一直对蝉的周期性活动持怀疑态度。所有周期性活动的蝉都遵循一样的基础生命周期,它们幼虫期在地下生活13年或17年,然后在夏天同时大量涌现。它们缓慢地爬到树上,然后开始蜕皮,最后在短暂的几个星期时间里,长着透明翅膀的成年个体相遇、交配然后产卵。卵孵化完成后,幼虫又回到地下。那么是什么样的自然力量在推动这个奇特的周期呢?20世纪初,相关科学研究发现,如果蝉不按这一周期活动的话,捕食蝉的鸟类能够使其种群遭受毁灭性的打击。Koenig决定看一看鸟类是如何影响蝉的周期的。
Koenig与他的合著者、位于西弗吉尼亚州摩根敦的美国农业部林业局的Andrew Liebhold共同分析了从1966年到2010年的鸟类种群数据。科学家将目标锁定在了15种鸟类上,其中包括黄嘴杜鹃、红头啄木鸟以及麻雀这些捕食蝉的鸟类。他们的分析结果显示,这些鸟类的数量在蝉集体出现的那一年达到自己种群的最低值。事实上,当蝉出现后的12年里,鸟类的数量开始下降,甚至在第17年时降到数量的最低点——这一年也是蝉再次出现的年份。
以每13年为出现周期的蝉作为捕食对象的鸟类也遵循这样的规律。它们的种群数量在蝉出现的那一年达到最低点,紧随蝉的出现开始增长。Koenig说,“是蝉在控制这些鸟类的数量。它们使得鸟类在下一个出现周期上处于最低点”。他强调:“蝉出现周期的时间选择完全是为了控制它们的天敌——这与时间周期是不是素数没有关系。”
那么在这样漫长的周期中,蝉又是如何做到控制鸟类数量的呢?Koenig引用另一项研究来揭示环境对蝉种群数量的巨大影响。“泥土、树木以及鸟类都对蝉的出现有很大的影响。”没有参与上述研究的加利福尼亚大学生态学家Richard Karban认为:“这件事非常有趣,它为蝉为什么蛰伏那么长的时间才出现提供了另一个新的解释角度。”康涅狄格大学进化生物学家、研究蝉的进化周期,但是没有参与这项研究工作的Chris Simon补充道:“长时间以来,鸟类的捕食被认为是控制蝉出现周期的重要因素,但是Koenig和Liebhold的建议是有说服力的。建议认为,生态学要素应当综合全面地考量它们在蝉蛰伏的13年或17年生命周期中的作用。”
神秘的面纱依然没有被完全揭开。Koenig 说:“我们没有更好的理论来解释蝉是如何在确切的13年或17年的周期中控制鸟类的数量以达到最低值的,我们对此依然绞尽脑汁而不得其解。”
河南省郑州四中2012-2013学年高一第一次月考生物试题
安徽省泗县双语中学2012-2013学年高一上学期第一次月考生物试题
江西省上饶中学2012-2013学年高一第一次月考生物试卷(潜能班)
2012年陕西省三原县北城中学高一下学期第三次月考生物试题
安徽省泗县双语中学2012-2013学年高一上学期第二次月考生物
安徽省泗县二中2012-2013学年高一上学期第三次月考生物试题
云南省宾川县四中2012-2013学年高一9月月考生物试题
江西省上饶中学2012-2013学年高一第十一周周练生物试卷(重点班)
江苏省盱眙中学2012-2013学年高一上学期第二次月考生物试卷
2012年陕西省延长县中学高一下学期第一次月考生物试题
山东省临沂市某重点中学2012-2013学年高一12月月考生物试题
辽宁省沈阳同泽女中2012-2013学年高一10月月考生物试题
山东省聊城市华阳中学2012-2013学年高一上学期第一次调研生物试题
2012年广东省龙川一中高一5月月考生物试题
江西省上饶中学2012-2013学年高一第四次周周练生物试题(奥赛班实验班)
河南省长葛市第三实验高中2012-2013学年高一上学期第三次月考生物试题
江西省上饶中学2012-2013学年高一第四次周周练生物试题(重点班)
2012年陕西省延长县中学高一下学期第二次月考生物试题
河南省周口市锦诚高中2012-2013学年高一12月月考生物试题
2012年河南省扶沟县高级中学高一下学期第三次月考生物试题
四川省雅安中学2012-2013学年高一10月月考生物试题
江西省上饶中学2012-2013学年高一第一次月考生物试卷(重点班)
山东省汶上一中2012-2013学年高一10月月考生物试题
2012年河北省沙河市第一中学高一第一次月考生物试题
福建省莆田八中2012-2013学年高一第一次月考生物试题
江西省上饶中学2012-2013学年高一第十一周周练生物试卷(奥赛班、实验班)
2012年安徽省宿松县复兴中学高一下学期第三次月考生物试题
辽宁省盘锦市二中2012-2013学年高一第一次阶段考试生物试题
江西省九江一中2012-2013学年高一第一次(10月)月考物理试题
山东省东阿一中2012-2013学年高一9月模块测试生物试题