Miles de millones de cigarras Brood X están a punto de hacer ruido

2021-03-16
Las cigarras Brood X requieren 17 años para completar su desarrollo. Cuando surjan este año, zumbarán y cantarán un coro tan fuerte que puede llegar a los 100 decibeles. Imágenes de Ed Reschke / Getty

Se acerca un gran evento en el mundo de los insectos. A partir de abril o mayo, dependiendo de la latitud, una de las mayores crías de cigarras de 17 años emergerá del subsuelo en una docena de estados, desde Nueva York al oeste hasta Illinois y al sur hasta el norte de Georgia . Este grupo se conoce como Brood X, como en el número romano para 10.

Durante aproximadamente cuatro semanas, las áreas boscosas y suburbanas sonarán con los silbidos y zumbidos de las cigarras. Después del apareamiento, cada hembra pondrá cientos de huevos en ramas de árboles del tamaño de un lápiz.

Entonces las cigarras adultas morirán. Una vez que los huevos eclosionan, nuevas ninfas de cigarras caen de los árboles y se esconden bajo tierra, comenzando el ciclo nuevamente.

Quizás haya entre 3.000 y 4.000 especies de cigarras en todo el mundo, pero las cigarras periódicas de 13 y 17 años del este de los EE. UU. Parecen ser únicas al combinar largos tiempos de desarrollo juvenil con emergencias masivas sincronizadas de adultos.

Estos eventos plantean muchas preguntas tanto para los entomólogos como para el público. ¿Qué hacen las cigarras bajo tierra durante 13 o 17 años? ¿Que comen? ¿Por qué sus ciclos de vida son tan largos? ¿Por qué están sincronizados? ¿Y el cambio climático está afectando a esta maravilla del mundo de los insectos?

Estudiamos cigarras periódicas para comprender cuestiones sobre biodiversidad, biogeografía , comportamiento y ecología : la evolución, la historia natural y la distribución geográfica de la vida. Hemos aprendido muchas cosas sorprendentes sobre estos insectos: por ejemplo, pueden viajar en el tiempo cambiando sus ciclos de vida en incrementos de cuatro años. No es casualidad que el nombre científico de las cigarras periódicas de 13 y 17 años sea Magicicada , abreviado de "cigarra mágica".

Historia Natural

Como especie, las cigarras periódicas son más antiguas que los bosques que habitan. El análisis molecular ha demostrado que hace unos 4 millones de años, el antepasado de la actual especie Magicicada se dividió en dos linajes . Unos 1,5 millones de años después, uno de esos linajes se volvió a dividir. Los tres linajes resultantes son la base de los grupos de especies de cigarras periódicas modernas , Decim, Cassini y Decula .

Los primeros colonos estadounidenses encontraron por primera vez cigarras periódicas en Massachusetts. La aparición repentina de tantos insectos les recordó las plagas bíblicas de langostas, que son un tipo de saltamontes. Así es como el nombre "langosta" se asoció incorrectamente con las cigarras en América del Norte.

During the 19th century, notable entomologists such as Benjamin Walsh, C.V. Riley and Charles Marlatt worked out the astonishing biology of periodical cicadas. They established that unlike locusts or other grasshoppers, cicadas don't chew leaves, decimate crops or fly in swarms.

Instead, these insects spend most of their lives out of sight, growing underground and feeding on plant roots as they pass through five juvenile stages. Their synchronized emergences are predictable, occurring on a clockwork schedule of 17 years in the North and 13 years in the South and Mississippi Valley. There are multiple, regional year classes, known as broods.

En la etapa final de ninfa, las cigarras construyen un túnel de salida a la superficie y emergen. Luego mudan sus pieles por última vez y emergen como adultos.

Seguridad en numeros

La característica clave de la biología de Magicicada es que estos insectos emergen en grandes cantidades. Esto aumenta sus posibilidades de lograr su misión clave en la superficie: encontrar pareja.

Las emergencias densas también proporcionan lo que los científicos llaman una defensa de saciedad de depredadores. Cualquier depredador que se alimenta de cigarras, ya sea un zorro, una ardilla, un murciélago o un pájaro, se comerá hasta saciarse mucho antes de consumir todos los insectos de la zona, dejando atrás a muchos supervivientes.

Si bien las cigarras periódicas salen en su mayoría según lo programado cada 17 o 13 años, a menudo un pequeño grupo emerge cuatro años antes o tarde. Las cigarras que emergen temprano pueden ser individuos de crecimiento más rápido que tuvieron acceso a alimentos abundantes, y los rezagados pueden ser individuos que subsistieron con menos.

Si las condiciones de cultivo cambian con el tiempo, es importante tener la capacidad de hacer este tipo de cambio de ciclo de vida y salir cuatro años antes en tiempos favorables o cuatro años tarde en tiempos más difíciles. Si una fase repentina de calor o frío hace que una gran cantidad de cigarras cometa un error único y salga fuera del horario en cuatro años, los insectos pueden emerger en cantidades suficientes para saciar a los depredadores y cambiar a un nuevo horario.

Hora del censo para la cría X

A medida que los glaciares se retiraban de lo que hoy es Estados Unidos hace entre 10.000 y 20.000 años, las cigarras periódicas llenaron los bosques orientales. El cambio temporal del ciclo de vida ha formado un complejo mosaico de crías.

Hoy en día hay 12 crías de cigarras periódicas de 17 años en los bosques caducifolios del noreste, donde los árboles dejan caer sus hojas en invierno. Estos grupos están numerados secuencialmente y encajan como un rompecabezas gigante. En el sureste y el valle de Mississippi hay tres crías de cigarras de 13 años.

Because periodical cicadas are sensitive to climate, the patterns of their broods and species reflect climatic shifts. For example, genetic and other data from our work indicate that the 13-year species Magicicada neotredecim, which is found in the upper Mississippi Valley, formed shortly after the last glaciation. As the environment warmed, 17-year cicadas in the area emerged successively, generation after generation, after 13 years underground until they were permanently shifted to a 13-year cycle.

But it's not clear whether cicadas can continue to evolve as quickly as humans alter their environment. Although periodical cicadas prefer forest edges and thrive in suburban areas, they cannot survive deforestation or reproduce in areas without trees.

De hecho, algunas crías ya se han extinguido. A finales del siglo XIX, una cría (XXI) desapareció del norte de Florida y Georgia. Otro (XI) se ha extinguido en el noreste de Connecticut desde alrededor de 1954, y un tercero (VII) en el norte del estado de Nueva York se ha reducido de ocho condados a uno desde que comenzó el mapeo a mediados del siglo XIX.

El cambio climático también podría tener efectos de gran alcance. A medida que el clima de EE. UU. Se calienta, las temporadas de cultivo más largas pueden proporcionar un mayor suministro de alimentos. Esto eventualmente puede convertir más cigarras de 17 años en cigarras de 13 años, al igual que el calentamiento anterior alteró Magicicada neotredecim . Las primeras emergencias a gran escala ocurrieron en 2017 en Cincinnati y el área metropolitana de Baltimore-Washington, y en 1969, 2003 y 2020 en el área metropolitana de Chicago, posibles presagios de este tipo de cambio.

Researchers need detailed high-quality information to track cicada distributions over time.

This map from the U.S. Forestry Service shows where different broods of cicadas will emerge and when.

Help Count the Cicadas Near You

Citizen scientists play a key role in this effort because periodical cicada populations are so large and their adult emergences only last a few weeks.

Volunteers who want to help document Brood X's emergence this spring can download the Cicada Safari mobile phone app, provide snapshots and follow our research in real time online at www.cicadas.uconn.edu. Don't miss out — the next opportunity won't come until Broods XIII and XIX emerge in 2024.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Puedes encontrar el artículo original aquí .

John Cooley es profesor asistente de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Connecticut. Ha recibido financiación de la National Science Foundation y National Geographic. Chris Simon es profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Connecticut. Recibe fondos de la National Science Foundation.

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