Periodické cikády | toto. Co jsou periodické cikády?

Periodické cikády (Magicicada) je rod cikád s 13- a 17letým životním cyklem, běžným ve východní části Severní Ameriky. Tento hmyz vykazuje jedinečnou kombinaci dlouhých životních cyklů, periodicity a masového vzhledu. Jsou také známé jako sedmnáctileté saranče, ale nejsou evolučně příbuzné sarančatům.

Klasifikace

V současnosti existuje sedm definovaných druhů rodu. Tři druhy mají 17letý cyklus a čtyři mají 13letý cyklus; tyto druhy patří do 3 skupin, z nichž každá obsahuje 17leté a 13leté druhy:

• группа Cassini
  • Magicicada cassini (17 let, Fisher, 1851)
  • Magicicada tredecassini (13 let, Alexander a Moore, 1962)
  • Magicicada neotredecim (13 let, Marshall a Cooley, 2000)
  • Magicicada septendecim (17 let, Linné, 1758)
  • Magicicada tredecim (13 let, Walsh a Riley, 1868)
  • Magicicada septendecula (17 let, Alexander a Moore, 1962)
  • Magicicada tredecula (13 let, Alexander a Moore, 1962)

  17leté cikády jsou poněkud běžnější a jsou běžnější v severovýchodních státech Spojených států, zatímco 13leté cikády jsou běžnější v jižních státech.

  popis

  Periodické cikády jsou o něco menší než běžné roční cikády. Dospělý hmyz má velikost od 2,5 do 3 cm. Jsou černé, s červenýma očima a žlutými nebo oranžovými pruhy na spodní straně. Křídla jsou průhledná a mají oranžové žilky.

  Tento nevinný hmyz nekousne ani neštípe. Nejsou jedovaté a není známo, že by přenášely nějakou nemoc. Nepředstavují prakticky žádnou hrozbu pro vegetaci, ale mladé rostliny mohou trpět nadměrným krmením hmyzem a kladením vajíček. Obecně se nedoporučuje vysazovat nové stromy a keře těsně předtím, než se objeví periodické cikády. Dospělé rostliny obvykle snadno snášejí poškození, i když se objeví velké množství hmyzu.

  Broods

  

  

  Periodické listové cikády (larvy a plně vyvinutý hmyz)

  

  

  Cikáda před línáním

  

  

  Cikády plodu XIII ihned po línání

  Periodické cikády jsou klasifikovány do 30 takzvaných „plodů“. mláďata ), počínaje rokem, ve kterém se objevují. Plody jsou číslovány římskými číslicemi. Odchovy I až XVII jsou sedmnáctileté cikády a odchovy XVIII až XXX jsou třináctileté cikády. Mnoho z těchto potomků se v přírodě nevyskytuje, ale jejich počty jsou uchovávány pro pohodlí. Toto schéma zavedl K. Martlat (CL Martlat) ve své klasické studii z roku 1907 o tomto hmyzu. Skutečný počet identifikovaných odchovů od té doby je 15 [1].

  Plod III (plod Iowan) se objevil již v roce 1997; jeho další výskyt bude v roce 2014. V roce 2003 se objevil Brood IX, objevil se Brood X (Great Eastern Brood), sedmnáctiletý potomek distribuovaný ve státech New York, Severní Karolína, Illinois a Michigan na severovýchodě Spojených států. v květnu 2004. Plod X je největší z periodických odchovů cikád a znovu se objeví v roce 2021. Nejnovější odchov je Brood XIII nebo Northern Illinois Brood. Po sedmnáctileté přestávce se toto mládě objevilo v roce 2007 v Illinois a částech Iowy, Wisconsinu, Michiganu a Indiany. Cikády se také objevily v severním Illinois v květnu 2006 [2].

  

  

  Magicicada septendecim

  Příštím třináctiletým potomkem bude v roce 2011 plod XIX (Great Southern Breod) na středozápadě států Maryland a Virginie. Plemeno XXIII (Lower Mississippi River Valley Brood) je další třináctileté potomstvo a naposledy se objevilo v roce 2002 a znovu se objeví v roce 2015. Plemeno VII je izolovaná populace severní části státu New York a skládá se pouze z M. septendecim. Objevil se v roce 2001 a jeho další vystoupení bude v roce 2018.

  Životní cyklus

  

  

  Metamorfóza periodické cikády ze zralé nymfy na dospělý hmyz

  Larvy periodických cikád žijí pod zemí, v hloubce 30 cm nebo více, živí se šťávami z kořenů rostlin [3]. Zůstávají nehybní a procházejí pěti vývojovými stádii (stávají se nymfami), než na jaře ve 13. nebo 17. roce vybudují únikový tunel. Tyto tunely mají průměr cca 1-1,5 cm.

  Nymfy se objevují večer, když teploty půdy překročí 17 °C, a vylézají na okolní rostliny, aby dokončily svou přeměnu v dospělé cikády. Promění se ještě jednou, poté stráví asi šest dní na listu a čekají na konečné zpevnění svého exoskeletu. Bezprostředně poté je hmyz bílý, ale během hodiny ztmavne.

  Nymfy se objevují ve velkém množství téměř současně, někdy v množství větším než 370 na m 2 [4]. Jejich masový vzhled je měřítkem podpory života prostřednictvím „nasycení predátorů“: během prvního týdne po vylíhnutí jsou periodické cikády snadnou kořistí pro plazy, ptáky a malé savce (veverky, kočky a další) [5] [6]. Mechanismus přežití cikády je jednoduše naplnit predátory větším množstvím hmyzu, což zajistí přežití většiny jedinců a v důsledku toho i druhu. Předpokládá se, že součástí strategie je také období, kdy se cikády objevují ve velkém počtu (13 a 17 let), což snižuje příležitost potenciálních predátorů čekajících na výskyt hmyzu synchronizací velikosti jejich vlastních populací s obdobími výskytu cikád. [7] .

  Dospělé periodické cikády žijí jen několik týdnů do poloviny července, kdy zcela vymřou. Jejich křehkost v dospělosti se vysvětluje jedním smyslem jejich života – rozmnožováním. Stejně jako ostatní cikády, samci „zpívají“ písně, které jsou pro samice atraktivní, vydávají velmi hlasité zvuky; Samice reagují na volání samců periodickým cvakáním křídly, aby přilákaly samce k páření. Zvuky „sborů“ – skupin mužů – mohou dosáhnout 100 decibelů.

  

  

  Periodická vajíčka cikád ve štěrbinách (označená červeně)

  Po páření samec rychle slábne a umírá. Život samic je poněkud delší: dělají 6 až 20 zářezů ve tvaru V do kůry mladých větviček, kde nakladou až 600 vajíček. Krátce na to umírá i samice. Po šesti až deseti týdnech se z vajíček vylíhnou novorozené larvy, které se zavrtají do země, kde se zabydlí v norách a začnou nový 13 nebo 17letý cyklus. Mrtvá těla cikád cikád leží na zemi a poskytují zdroje pro lesní biocenózu [8]
  .

  Poznámky

  V tomto článku byly použity materiály z článku Magicicada na anglické Wikipedii, odkazy převedené z tohoto článku.

  1. ↑Trill of a Lifetime – Illinois Natural History Survey
  2. ↑(Associated Press) „Roje cikád objevující se na Středozápadě“ 20. května 2007
  3. ↑ Marlatt, C. F. (1907). „Periodikum cikáda“. Bulletin úřadu USDA pro entomologii. 71:1-181
  4. ↑ Dybas, H. S. a D. D. Davis (1962). „Populace sčítání sedmnáctiletých periodických cikád (Homoptera: Cicadidae: Magicicada),“ Ecology 43(3): 432–444
  5. ↑ Williams, K. S., K. G. Smith, F. M. Stephen (1993). „Vznik 13letých periodických cikád (Cicadidae, Magicicada): fenologie, úmrtnost a nasycení predátorů“ Ecology 74(4):1143-1152
  6. ↑ Williams, K. S. a C. Simon (1995). „Ekologie, chování a evoluce periodických cikád.“ Annual Review of Entomology 40:269-295
  7. ↑ Goles, E., Schulz, O. a M. Markus (2001). „Výběr prvočísel cyklů v modelu dravec-kořist,“ Complexity 6(4): 33-38
  8. ↑ Yang, L. (2004). „Periodické cikády jako zdroj pulzů v severoamerických lesích,“ Science, 306:1565-1567

  Internetové zdroje

  Magicicada septendecim na Wikimedia Commons?

  Mnoho cikád na keřích

  Omlouváme se, JavaScript je ve vašem prohlížeči zakázán nebo požadovaný přehrávač není k dispozici.
  Můžete si stáhnout video nebo stáhnout přehrávač a přehrát video ve vašem prohlížeči.

  Videoklip ukazující keře se stovkami cikád plemene X (6,4 MB, formát ogg/Theora)

  reference

  • Cicada Mania
  • Webová stránka s odkazy na články, videa, databáze a mapy na webu Cicada Central.
  • Invaze mláďat
  • Proč 17letý cyklus?
  • Rodové mapy a roky
  • Bibliografie.
  • Rychlý odkaz.
  • Galerie obrázků.
  • Cikádový řev
  • Brood XIII (2007), interaktivní spawn mapa
  • Zvířata podle abecedy
  • cikády

  Wikimedia Foundation. 2010.

  

  Cikády jsou nadčeleď okřídleného hmyzu, který žije primárně pod zemí a objevuje se v intervalech 13 nebo 17 let. Na světě existuje více než 3000 XNUMX druhů, ale nejlépe prozkoumané jsou ty, které patří do rodu Periodical Cicadas (Magicicada), který zahrnuje sedm druhů periodických cikád distribuovaných ve východní části Severní Ameriky.

  Dlouhověcí členovci jsou velcí, zelení nebo hnědí, s červenýma očima a průhlednými křídly. Jsou známí svými ohlušujícími písněmi a zlatou kůží, kterou svlékají ze stromů. Skutečnost, že některým druhům hrozí v důsledku klimatických změn vyhynutí, zvyšuje důležitost znalostí o cikádách a ochraně tohoto druhu hmyzu.

  Zde je 15 faktů o těchto sporadických anomáliích ve světě hmyzu.

  1. Cikády žijí na všech kontinentech kromě Antarktidy

  Nadrodina Cicadoidea rozdělena do dvou podrodin: Tettigarctidae (také známé jako chlupaté cikády), které jsou z velké části vyhynulé s výjimkou dvou existujících druhů, které se nacházejí v jižní Austrálii a Tasmánii, a Cicadidae, neboli cikády zpěvné, které najdeme na každém kontinentu kromě Antarktidy. Daří se jim v teplých prostředích, zejména v tropech, což z Latinské Ameriky, Austrálie, jihovýchodní Asie, západního Pacifiku a Jižní Afriky činí hotspoty.

  Ve Spojených státech a Kanadě existuje více než 170 popsaných druhů a samotné Spojené státy jsou domovem 15 „odchovů“ (skupiny cikád s odlišnými životními cykly) (1).

  2. Cikády nejsou sarančata

  

  Bloomberg Creative/Getty Images

  Je zavádějící, že cikádám se často říká saranče, protože pocházejí z taxonomického řádu Hemiptera (Hemiptera), a kobylky a kobylky patří do řádu Orthoptera. Za zneužití jména mohou být zodpovědné určité behaviorální a fyzické znaky. Za prvé, cikády sdílejí podřád s jiným „skákavým“ hmyzem, i když samy neskákají. Za druhé, jejich sklon k rojení je podobný jako u sarančat. Odborníci odhadují, že když se ve Spojených státech objeví 17letá mláďata, dosahují koncentrace 1,5 milionu cikád na akr (2).

  Jeden rozdíl, který přesahuje jejich vědeckou klasifikaci, je ten, že cikády nepředstavují žádnou nebo jen malou hrozbu pro plodiny a vegetaci, zatímco hejno sarančat může sníst stejné množství potravy jako 35 000 lidí za jeden den (3).

  3. Mají jednu z nejdelších životností ze všech druhů hmyzu.

  Cikáda roční se může dožít dvou až pěti let, zatímco cikáda periodická se ve svém larválním stádiu může dožít až 17 let. Není to tak dlouho, jak dlouho žijí královny termitů (50 až 100 let), ale je to mnohem působivější než průměrná délka života mouchy domácí (15 až 30 dní) (4).

  Cikády, stejně jako většina hmyzu, tráví většinu svého života v nezralých stádiích vývoje. Ačkoli někteří mohou zůstat pod zemí déle než deset let, obvykle zemřou během několika týdnů po dosažení dospělosti (5).

  4. Periodické cikády mohou být důsledkem doby ledové

  Hlavní hypotézou, která vysvětluje, proč existují roční i periodické cikády a proč je životnost periodických cikád odlišná, je to, že některá mláďata nacházející se východně od Velkých plání v samotných USA vyvinula extrémně dlouhá juvenilní stádia během pleistocénu ledové doby (6. ).

  To, že severní mláďata mají tendenci zůstat pod zemí déle než jižní mláďata v USA, tuto teorii podporuje. Kritici však tvrdí, že nedává smysl, že zalednění ovlivnilo populace cikád pouze v určité oblasti, protože jiná stanoviště cikád byla podobně pokryta ledem.

  Jejich tendence objevovat se pouze v primárních cyklech je považována za pokus zabránit predátorům, aby se jimi opakovaně živili (7).

  5. Většinu svého života tráví pod zemí

  

  Eriko Koga/Getty Images

  Cikády se líhnou nad zemí asi 6 až 10 týdnů po nakladení vajíček do prasklin a děr ve stromech. Okamžitě spadnou a zavrtají se 30 centimetrů do země, kde zůstanou až 17 let. V podzemí se přes pět instarů (růstových cyklů) spíše línají než kuklí (8).

  Největší úmrtnost nastává během raných fází života, kdy nymfy soutěží o krmení v podzemí (9).

  6. Rojení je strategie přežití

  Není jasné, kolik cikád tvoří jedno mládě, ale odborníci odhadují, že jsou jich miliardy. Jejich velká těla pokrývají kmeny stromů. Jejich kolektivní písně narušují komunikaci pod širým nebem. Cikády jsou známý rojící se hmyz, ale jejich synchronní výskyt je ve skutečnosti záměrná strategie přežití zvaná nasycení predátorů. Když predátor vstoupí do takto husté populace, rychle se nasytí, což zvyšuje šance na přežití pro velké procento mláďat (10, 11).

  7. Objeví se, až když zem dosáhne 18°C

  Přesný okamžik hromadného výskytu cikád je velmi vypočítavý. K tomu dochází pouze tehdy, když povrch Země v hloubce 20 cm dosáhne přibližně 18 °C – a ani o jeden stupeň výše nebo níže. Když této teploty konečně dosáhne, nymfy vědí, že je čas vydat se na cestu vzhůru bahnitým komínem. K tomu obvykle dochází krátce po západu slunce a jsou vysoko na stromech, než si většina lidí vůbec všimne jejich příchodu. Tento jev může trvat několik večerů (12).

  8. Cikády získávají živiny ze stromů

  

  Sebastian Nebel/EyeEm/Getty Images

  Zatímco pod zemí, larvy cikád nepřezimují; spíše stráví až 17 let pouhým krmením na stromech. Mají speciální slámová ústa, kterými sají tekutinu z kořenů rostlin. To, co ve skutečnosti hledají, je xylém, vaskulární tkáň rostlin, která pomáhá odvádět vodu a rozpuštěné minerály pryč z kořenů. Vzhledem k tomu, že xylémová tkáň se skládá především z vody, má se za to, že cikády jsou podvyživené, což může být důvodem jejich pomalého dozrávání (13).

  Línějící cikády, které žijí na malých větvičkách, dokážou zabít mladé stromky a keře, ale vzrostlé stromy jim vydrží. Když cikády umírají, slouží rozklad jejich těl také jako hnojivo (14).

  9. Samice mohou naklást až 600 vajec

  Během několika krátkých týdnů, které samice cikády stráví na povrchu země, naklade 400 až 600 vajíček. K vytváření řad kapes ve větvích používá svůj orgán pro snášení vajec, vejcovod. Do každé kapsy pak naklade asi 25 vajíček a jedna větvička pojme až 20 kapes, což někdy vytváří něco, co vypadá jako dlouhé paralelní štěrbiny. Oblíbené dřeviny pro kladení vajíček cikád zahrnují bílý ořech, dub a několik ovocných stromů (15).

  10. Vědci ještě nevědí, jak říkají čas.

  Ačkoli odborníci spekulují, že periodické cikády se objevují pouze každých 13 nebo 17 let, aby se vyhnuly predátorům, protože dospívají pomalu a kvůli historické potřebě dlouhých vývojových stádií mláďat nebyly metody pro sledování načasování hmyzu dlouho vyvinuty. . Jedna studie z roku 2002 zjistila, že by mohli používat více než jen své tělesné hodiny, aby tak přesně říkali čas – mohou používat stromy (16).

  Ve studii vědci transplantovali 15leté až 17leté nymfy cikády pod strom, jehož cyklus květu byl změněn tak, aby se mohl vyskytovat dvakrát za sezónu. Když strom kvete, produkuje vysoké hladiny cukru a bílkovin, což je určeno cikádami, které se živí jeho kořeny. Nymfy se objevily o rok dříve, což naznačuje, že sledují čas počítáním sezónních cyklů svého hostitele.

  11. Mohou dosáhnout délky 7,5 cm

  Nejmenší cikáda v Severní Americe je suchá cikáda (Beameria venosa) 1,25 cm dlouhý, který byl nedávno objeven v Arkansasu. Největší známá cikáda je cikáda císařovna z jihovýchodní Asie (Megapomponia imperatoria), který může dosáhnout délky 7,5 cm a má rozpětí křídel až 20 cm Některé druhy cikád patří mezi největší polokřídlé hmyz na světě (17, 18).

  Jejich dlouhá těla mají čtyři průhledná, žilnatá křídla (včetně páru, který je delší než břicho), dvě vypoulené oči na každé straně hlavy, tři další oči na temeni hlavy a štětinatá tykadla umístěná před očima. .

  12. Svlékají kůži

  

  Na konci léta cikády shazují miliardy průsvitných kůží zvaných exuviae a zanechávají v nich kmeny stromů i poté, co jejich hostitelé vymřou. Sundání těchto kůží je první věcí po opuštění země. Jakmile se osvobodí od poslední skořápky, musí počkat, až se jejich křídla naplní tekutinou a jejich nová kůže ztvrdne. Jen tak budou moci zpívat a pářit se v období bouřlivého růstu.

  13. Jejich písně jsou hlasité jako motorové pily.

  Ti, kteří žijí v oblastech náchylných k cikádám, vědí, že svatby a další venkovní párty by se měly plánovat během aktivní sezóny kvůli ohlušujícímu zpěvu hmyzu. Pouze samci vydávají ohlušující cvrlikání – dělají to třením křídel o sebe a pomocí speciálního orgánu na svém exoskeletu zvaném tymbální orgán, který vytváří sérii rychlých cvakání. Vydávají dva zvuky: jeden k přilákání kamarádů a druhý k zastrašení predátorů.

  Jejich písně mohou dosáhnout 120 decibelů – hlasité jako motorová pila a dokonce hlasitější než živá rocková hudba – a jsou slyšet až na vzdálenost 1,6 míle. Skupina zpívajících cikád se přirozeně nazývá sbor (19, 20).

  14. Požírá je mnoho predátorů – dokonce i lidé

  

  Ken Griffiths/Getty Images

  Stejně jako mnoho velkokřídlého hmyzu jsou cikády nemotornými letci, což z nich činí snadnou kořist pro ptáky a jednoho z jejich největších predátorů, Sphecius grandis – vosy lovec cikád. Vzhled cikád je svátkem pro ještěrky, hady, hlodavce, mývaly a dokonce i ryby, kočky a psy. Tito suchozemští predátoři jsou důvodem, proč mají cikády tendenci šplhat vysoko na stromy, když se vynoří (21, 22).

  Ale lidé je také jedí. Cikády jsou známé svou sladkou chutí, téměř jako krevety, a běžně se smaží v kuchyni Shandong v Číně. Dokonce i lidé v USA je jedí syrové, vařené, smažené a plněné.

  15. Některé druhy jsou ohroženy

  Mezinárodní unie pro ochranu přírody (IUCN) označuje tři druhy cikád za ohrožené – Magicicada septendecim, Magicicada septendecula и Magicicada cassini. Tyto druhy pocházejí ze Spojených států a jsou uvedeny jako ohrožené. Odchovy XI a XXI jsou již vyhynulé; Plemeno VII ubývá (23, 24, 25).

  Ačkoli IUCN neuvádí důvod tohoto poklesu počtu cikád, mnoho odborníků poukazuje na změnu klimatu. Periodické cikády jsou zvláště citlivé na klima, takže bylo pozorováno, že jak teploty rostou, objevují se tam, kde se neočekávají, nebo se objevují mimo cyklus. Kvůli jejich abnormálnímu chování se těmto cikádám přezdívá „opozdilci“ (26).

  Pohled Magicicada neotredecim ze Středozápadu je jedním příkladem 17letých cikád, které neustále přecházejí na 13letý cyklus. V roce 2017 se také řada cikád z rozšířeného Brood X objevila o čtyři roky dříve, než se očekávalo (27, 28).

  Vědecký spisovatel, profesionální zoolog a pedagog s více než 10 lety zkušeností s prací se studenty, vědci a vládními experty. Autor na volné noze stránky „Znalosti jsou světlo“.