221年一次「蟬爆日」！今夏13年、17年蟬同步破土 逾兆隻將席捲美
今夏美國將迎來221年一次的「蟬爆日」，13年及17年周期蟬今年同步破土。圖為「第10群」17年蟬在2021年出現的畫面。（法新社）
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2024/02/20 10:28
曾德峰／核稿編輯
〔即時新聞／綜合報導〕今年夏天美國部分地區將迎來221年來再次出現的「蟬爆日」，13年及17年周期蟬（Periodical cicadas）預計在今年4月下旬起同步破土而出，估計屆時將會有逾1兆隻周期蟬，將席捲美國中西部、南部。
據《路透》報導，全球有超過3000種蟬，僅有9種是周期蟬，其中7種分布於北美，13年蟬有4種、17年蟬有3種，牠們的生命周期為13年或17年；位於伊利諾州北部、愛荷華州東部、威斯康辛州南部以及印第安納州西北部的「第13群」17年蟬（Brood XIII），以及橫跨美中西部15州的「第19群」13年蟬將在今年同步破土而出，其中伊利諾州將會出現13年蟬、17年蟬出土的重疊區。
所謂的「群」（Brood）是由美國昆蟲學者馬拉特（Charles Marlatt）所提出，他將同一周期出現的蟬群稱為「群」，再以羅馬數字標示次序，自1907年開始，美國就開始針對13年蟬和17年蟬進行標記。
上一次13年蟬、17年蟬同年破土出現的情況還是在1803年，距今已經有221年了；周期蟬預計4月中旬開始從南部開始破土出現，接著一路向北破土持續到6月，專家表示，預估最密集的區域，每英畝（0.4 公頃）可能有150萬隻蟬，這次雙周期蟬合璧，蟬的數量很容易就會超過1兆隻。
作為世界上壽命最長的昆蟲，周期蟬經歷13年到17年的成長與蛻變，於適當的溫和氣溫刺激下破土而出，在地面上短暫的15-30天時間內發出80至100分貝叫聲來求偶，繼而交配並產卵，啟動下一代的周期蟬繁衍與生長周期。221年一次「蟬爆日」！今夏13年、17年蟬同步破土 逾兆隻將席捲美 - 蒐奇 - 自由時報電子報 https://bit.ly/3UMyh95
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週期蟬（英語：periodical cicada）通常指週期蟬屬（學名：Magicicada），是半翅目蟬科的一屬，分布於北美東部，其生命週期為十三年或十七年，相應被稱為十三年蟬或十七年蟬。幼蟲孵化後即鑽入地下，一生絕大多數時間在地下度過，靠吸食樹根的汁液生存。[2]在地下生活十三年或十七年後，同種蟬的若蟲同時破土而出，在4-6周內羽化、交配、產卵、死亡，而卵孵化後進入下一個生命週期。[3]因此某一年份在美國東部一些地方每過十三或十七年就會突然出現大量的蟬，成為一種奇景。此外，在印度東北部生活著一種以四年為生命週期的蟬（Chremistica ribhoi）[4]，在斐濟生活著一種以八年為生命週期的蟬（Raiateana knowlesi）[5]。
形態週期蟬屬 - 維基百科，自由的百科全書 https://bit.ly/42OGbAW
成蟲有紅色突出的眼睛，胸部和背部為黑色，翅膀透明，翅脈為橙色或黑色。[6]一般2.4-3.3厘米長，比美國當地每年出現的蟬要小，雌性個體比雄性個體略大。[7]雄性會聚集起來鳴叫一吸引雌性來交配。其口器為針狀，可以刺穿樹皮吸食汁液。口器的尖利足以刺穿人的皮膚，會造成痛感，但無毒。也沒有證據顯示其會造成傳染病。他們對於成熟的植物損害不大，但不建議在其大規模出現的時候種植樹木和灌木。
生命週期
週期蟬的生命週期為13年和17年。科學家普遍認為的原因是，首先這兩個週期都很長，因為週期蟬出現於距今180萬年前，那時北美氣溫低，有時會遇到冷夏，成年蟬需要高溫，因此長生命週期可以提高成活率。其次這兩個週期都是質數，這樣可以避開其他種類的掠食者。如果不是質數，那麼就有更多機會和自己天敵的生命週期相重疊，降低族群數量。[8]今假設17年蟬的天敵生命週期是5年，則兩者要17x5=85年才能遇到一次。又假設一種13年蟬與一種17年蟬在同一地點競爭資源，需13x17=221年才會碰頭一次。
孟菲斯大學的考克斯（Randel T. Cox）和阿肯色州大學的卡爾頓（C.E. Carlton）經過計算證明週期越長，成活率越高。假如在1500年的時間裡，每50年會出現一次冷夏。7年蟬的成活率是7%，11年蟬的成活率是51%，17年蟬的成活率是96%。
週期蟬破土而出時可被病原真菌蟬團孢霉感染，此感染會使其腹部充滿真菌的孢子，最終失去包括生殖器在內的腹部組織而不孕[9]，並可散播孢子感染其他的蟬，因而有「飛行的死亡鹽罐」之稱[10]。
物種
週期蟬屬包括7種物種，其中3種為十七年蟬，4種為十三年蟬，這7種蟬又可分為Decim種組、Cassini種組與Decula種組，三者皆同時包含十七年蟬與十三年蟬[11]。
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「周期蟬」17年才破土而出
仲夏不寧靜，「 17 年蟬」大舉回歸美國
按照規律，今年（ 2020）美國維吉尼亞州西南部、北卡羅萊納州及西維吉尼亞州的夏天，將被大批「 17 年蟬」攻佔，注定度過一個不平靜的夏天。維吉尼亞理工學院暨州立大學 (Virginia Polytechnic Institute and State University) 昆蟲學系的戴伊 (Eric Day) 教授預測：「大批 17 年蟬出沒的農場及社區，今年（ 2020）可能會遇上一點噪音問題。」
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美國東岸5月下旬出現鋪天蓋地的「周期蟬」（Periodical Cicida）大軍，這種蟬類在土壤中靠著吸食高大喬木或低矮灌木的根部汁液維生，經歷13年到17年的成長與蛻變，於適當的溫和氣溫刺激下破土而出，在短暫的幾周內竭盡全力發出如汽機車駛過的80至100分貝蟬鳴求偶，繼而交配並產卵，啟動下一代的周期蟬繁衍與生長周期。
周期蟬主要分布於北美大陸，屬於半翅目昆蟲，並根據其壽命分為4種13年蟬和3種17年蟬。上月底席捲美國東部、中部與南部約15個州和哥倫比亞特區的周期蟬，屬於17年的「布魯德十代蟬」（Brood X），其身軀呈現深黑色、一雙眼睛為紅色、半透明的翅膀泛著橘紅色光芒，身長約兩到三公分。
●大雨過後 最易破土而出
布魯德十代蟬的幼蟲在土裡靠著水分和樹根汁液生活，歷經17年期，當牠們所處的地表下方約30公分至45公分處的土壤溫度達到攝氏約18度時，牠們就會往上爬，準備離開土壤，通常大雨過後，是牠們最容易「重見天日」的時機。
蟬屬於沒有蛹期的不完全變態昆蟲，所謂不完全變態是指成蟲和幼蟲的形態和生活習性相似，只是幼蟲身體較小，翅膀和生殖器官還沒發育成熟。蟬大多選在日暮或夜晚時刻自地底鑽出，爬上樹幹等垂直物體，攀穩後便靜止不動，準備脫殼、展翅。這是牠們最後一次蛻變，也是畢生最脆弱的時刻，當蟬脫殼後，必須等約30分鐘，待新殼硬化並讓翅膀的血管充血，而這段期間，蟬可能會被鳥類等動物掠食。
成熟的雄蟬會比雌蟬要早一些離開土壤，蟬蛻後便會利用雄蟬身體兩側的鼓室發出嗚聲，高調求偶；幾天後，雌蟬接續離開地底。傾巢而出的雄蟬與雌蟬交配後，雌蟬會在細嫩的樹枝上鑽孔並產卵，當卵羽化成幼蟲，幼蟲就會從樹上掉落並鑽入土壤中，開始另一個生命周期循環。周期蟬會在同一段時間窗口離開地底，以爭取最大的機率，成功交配並繁衍下一代，而下一批布魯德周期蟬將會在2038年出現。
●人類活動 影響蟬的數量
周期蟬在地表上不具備躲避掠食者的天性，這也是蟬不怕人的原因。然而，人類活動和氣候變遷影響了蟬的自然周期。科學家將待這波周期蟬的生命交響樂落幕之後，統計其數量並與上一代的周期蟬數量比較，分析其數量增減的原因。
隨著地表平均溫度逐漸升高，目前已有科學證據顯示，周期蟬提早數年離開土壤。此外，全球的蟬類數量在過去數十年來大幅減少，確切因素仍待研究。
●全民協助 繪製昆蟲地圖
為如何改善蟬的生存環境，科學家需要各地居民的群體協助，標記蟬在哪裡出現，數量有多少。美國公民科學計畫目前有兩款手機應用程式，分別是「觀察野生蟬」和「愛自然」，用以記錄目擊蟬類等昆蟲的事件並繪製相應的昆蟲地圖，彙整成為龐大的生物資料庫，協助科學家判定布魯德十代蟬的族群分布及數量改變。
昆蟲學者估計，今年出現在德拉瓦州、喬治亞州、伊利諾州、印第安納州、肯塔基州、馬里蘭州、明尼蘇達州、北卡羅來納州、新澤西州、紐約州、俄亥俄州、賓州、田納西州、維吉尼亞州、西維吉尼亞州和華盛頓特區的布魯德十代蟬，總數可能近10億隻。
在理想的棲地條件下，每英畝（相當於4047平方公尺）的棲地能孕育多達150萬隻蟬。不過，實際的蟬數量仍會根據其生存環境的樹木多寡、土地是否存在不利蟬生長的化學物質、人類開發活動，以及土壤表面透氣性較差等因素影響。
此外，蟬的成蟲數量也影響其他掠食者的數量，許多掠食動物的生長周期與蟬相關，當蟬的數量變多，掠食者的幼蟲就能吃得更飽，大幅增加其長大的機會；因此，科學家也可利用以蟬為食物來源的動物數量，評估蟬類族群的變化。
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●為何這麼吵？火速求偶關鍵
早晨聽到的嘹亮蟬鳴是雄蟬發出的叫聲，對部分人而言，這類噪音可能顯得擾人清夢，讓人聽得不舒服甚至煩躁，但對蟬而言，卻是在相對短暫的時間內覓得配偶的重要方法。
美國自然保護協會資料指出，蟬鳴有5種基本的聲音，分別是合唱、三階段的求偶叫聲，以及雌蟬的振翅聲。這些蟬鳴可達80到100分貝，相當於垃圾車、除草機或手持電鑽的聲響。
●蟬會攻擊人？無螫針 無毒液
蟬不會咬人或叮人，若真的飛到人類身上，純屬巧合。蟬的口器沒有上顎或下顎，也沒有螫針或毒液可以自保。
部分貓、狗等動物可能會抓蟬來吃，所幸蟬沒有毒性，不會對寵物造成任何傷害，但吃多了可能會造成腸胃不適。
●蟬傷害植栽？只吸食 不會吃
蟬不會吃園藝植栽，所以園丁和花匠毋須擔心蟬會像蝗蟲或俗稱豆金龜的日本甲蟲般侵擾植栽與花木。事實上，蟬並不會真的「吃」東西，而是利用口器吸食樹汁，以保持體內的濕潤度。
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從地心竄出：17年一出10億隻的美國「蟬爆日」
2021/05/18 轉角24小時從地心竄出：17年一出10億隻的美國「蟬爆日」 | 過去24小時 | 轉角國際 udn Global https://bit.ly/49mE0qu
▌從地心竄出：17年一出10億隻的美國「蟬爆日」
「沉睡17年的蟬......即將爆炸性重生歸來！」美國東岸5月中旬後，就要迎來睽違17年的周期蟬（Periodical cicadas）大舉成熟破土的世界級「蟲蟲奇觀」。屆時將會有將近10億隻周期蟬，席捲美國東部、中部以及南部地區共15州，包括俄亥俄、肯塔基、印第安納，一路蔓延直到華盛頓特區和紐約。10億隻的周期蟬，將會在短短的幾周內求偶、交配、產卵，然後在蟬鳴高潮中驟然死亡。
所謂的周期蟬，指的是生命周期為13年或17年的蟬，主要分布於北美大陸上，屬於半翅目昆蟲。13年蟬有4種、17年蟬有3種。在交配期間，雄蟬會發出80至100分貝的叫聲來吸引雌蟬（大約是汽車或摩托車行駛經過的音量大小）。而雌蟬則會在樹枝上鑽孔、產卵，當卵羽化成幼蟲，牠們就會從樹上掉下來，並鑽入土壤中，依靠樹根處的汁液生活，整個交配產卵的過程將會持續約6個星期。然後這些幼蟲將會在地底待上13或17年，然後迎接下一個周期的到來。
而今年將要在美洲大陸破土而出的周期蟬，是名為「第十群」（Brood X）的17年蟬，擁有深黑色身軀、紅色眼睛、橘紅色的翅膀，身長約2-3公分，同時也是世界上壽命最長的昆蟲。
之所以命名為「第十群」，最早是由美國昆蟲學者查爾斯．馬拉特（Charles Marlatt）提出的。他將同一周期出現的蟬群稱為「群」（Brood），再以羅馬數字標示次序。在1893年出現的蟬被稱為第一群（Brood I），在下一個周期，也就是17年後的1910年出現的也會被稱為第一群；而1894年出現的蟬被稱為Brood II，依此類推……2021年的蟬為第十群。
雖然外表看起來很嚇人，但周期蟬的爆發其實對自然有許多好處。周期蟬並不會咬人、沒有毒性、通常不會進入室內、也不會破壞大多數植物或樹木（但幼樹除外，可能會因為母蟬在幼樹產下太多卵造成死亡），因此並不需要特別驅趕或殺死。唯一可能對人類造成的影響，就是雄蟬會發出的噪音相當惱人。另外，牠們也不進食，只依靠喝水過活。牠們的幼蟲在土壤中成長，可以幫助鬆土；而當大規模成年蟬四處飛舞，也間接提供了許多昆蟲、鳥類營養豐富的食物來源。牠們的屍體也提供土壤營養的氮肥。
每到了17年周期的5月，當土壤溫度達到特定溫度（約為華氏64度；攝氏17.7度）、並且在大雨過後，最容易孵化。今年估計，蟬將在5月初開始陸續在南方州現身；5月中旬，將會出現在印第安納州南部和俄亥俄州；隨後再一個星期，出現在賓州、馬里蘭州、紐澤西、紐約州等地。
現存對周期蟬最早的英文文獻紀錄，是由抵達美國的清教徒在1634年於普利茅斯記錄下來的。不過早在歐洲移民抵達前，美洲印第安人就知道周期蟬的存在。根據報導，身為印地安人一支的奧農達加族（Onondaga） 人，在許久之前就會將周期蟬當作食物的一種，常見的料理方式為用油脂拌著大蒜與鹽炒。《紐約時報》也指出，周期蟬在奧農達加的部落文化中是相當神聖的昆蟲。許多族人相信蟬是從土地裡冒出來的，每隔17年就會固定出現一次，因此周期蟬也象徵大自然的無盡循環、以及和歸於塵土的祖先重新建立連結。
而周期蟬之所以沉睡時間這麼漫長，是因為在距今180萬年前，北美地區氣候仍未如現在穩定，有時會遇到夏天的氣溫不夠高，成年蟬在不夠熱的氣候下難以孵化，因此演化成較長的生命周期，以提高群體存活率。
上一次第十群出現，是在2004年，當時還是由小布希擔任美國總統、Facebook才剛剛出現，雅典要準備舉辦當年的夏季奧運。在當時，也有許多媒體捕捉了成千上萬隻蟬瘋狂飛行、交配、產卵的畫面。
而今年即將爆發的周期蟬，也吸引大批美國民眾的好奇。已經有學者開發了名為「Cicada Safari」的應用程式，讓民眾可以在地圖上標記看到蟬的地理位置。也有民眾建議要應對大規模的蟬，「出門記得戴上口罩、帽子、隨身攜帶蒼蠅拍，開車時車窗要關好。」來準備迎接這一次的周期蟬奇觀。
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17年一遇，誕生於2004年的「十號群」週期蟬終於破土而出了！ - The News Lens 關鍵評論網 https://bit.ly/49Iw6HF
蟄伏期滿的週期蟬十號群破土而出。 人類記錄這群神秘昆蟲已超過三個世紀，如今借助網路科技 與公民科學之力，可望更了解這美東特有的自然奇景。
文：黃凱特（Kate Wong）
今年夏天，自然界奇觀之一的週期蟬「十號群」（Brood X）在美國東部各地的庭院和樹林裡羽化。這奇景或許不如塞倫蓋蒂平原（Serengeti plain）牛羚遷徙壯闊，也不比日本櫻花寧靜優美，但同樣震懾人心。
每17年一次，多達數十億隻的十號群從地下巢穴破土而出，在陽光下狂歡度過一生最後幾天。
今年這一代出生於2004年，想當年臉書只限哈佛大學使用，而電視影集《六人行》剛播出最後一集。新孵化的十號群若蟲從樹上落下，鑽入土中，吸吮草根和樹根汁液過活。漫長的蟄伏終於來到了破土而出的這一刻——牠們成群結隊羽化為成蟲，每公頃多達約340萬隻，高唱震耳欲聾的情歌，產出下一代後，在幾星期內死亡。
對來到北美洲的早期歐洲拓荒者而言，這些昆蟲突然大量出現，宛若《聖經》裡的蝗災。不同於蝗蟲長距離大舉遷移、以鋪天蓋地之勢大啖作物，這些蟬不結群飛行，飛行能力也頗差，移動距離通常不會超過幾百公尺。再者，牠們並不取食植物組織，對植物也不造成威脅。雌蟲的確會在樹枝上劃出切口產卵，這或許不利於樹苗，但已經成熟的大樹和灌木則不受影響。
全世界有將近3400種的蟬，但每17年或13年大量出現的週期蟬只分佈於美國東部。17年蟬棲居於美國東北部，13年蟬則分佈於美國東南部和密西西比河谷。17年蟬包含三個種，分別是Magicicada septendecim、M. cassinii和M. septendecula，這幾種蟬彼此混合形成同齡群（cohort），稱「群」（brood），同一群成員精準地在同樣的時間破土而出。這些群以羅馬數字標示。十號群（Brood X）是17年蟬之中最大的一群；現生的17年蟬共有12群，而各個群會在不同的年份出現。
科學家長久以來深深著迷於這些蟬的週期生活史、漫長的發育階段和同步羽化機制。美國康乃狄格大學的西蒙（Chris Simon）說，至今為止人類研究過的蟬，大部份的生活史都是三到五年，若蟲根據遺傳和環境發育速率也不同，並會在體型與發育達到一定程度時羽化。西蒙說明：一般而言同一隻雌蟲的子代會在不同年羽化。相對地，週期蟬待在地下的時間是固定的，不管是在何時發育完全，都會一起羽化。
究竟週期蟬如何形成這種獨特的生活史？
這個問題，仍然是一個相當活躍的研究領域。
DNA分析顯示出牠們大致的演化過程，週期蟬屬（Magicicada）所有現生種的最後共祖約在390萬年前的上新世（Pliocene epoch）分為兩支，其中一支在過了150萬年後的更新世（Pleistocene epoch）時再次分歧。如此形成的三個譜系衍生了七種現生的13年和17年蟬。這些蟬為什麼會形成13年和17年的週期，至今依然未知。
另外，有一項假說認為，這種長時間的質數週期或許可以錯開自己與天敵族群出現的時機（較為頻繁，且以合數為週期），進而提高存活機率。但另有兩種已知的週期蟬（一種在斐濟、一種在印度），週期分別為八年和四年。
研究人員認為週期蟬應是由非週期性的蟬演化而來，以年齡而非體型做為羽化與否的依歸，且發育時間延長。
或許氣候變遷也驅動了這種演化。週期蟬對溫度敏感，生長期的長短取決於氣溫。更新世氣溫降低，平均而言應會延緩若蟲的發育，不過也增加了生長期長短的多樣性，這些成蟲祖輩出現的時間更為多變，使得各個年份出現的成蟬族群密度降低，交配機會因此減少。
在這種情況下，以體型為基礎的羽化策略轉為以年齡為基礎，牠們待在地下的時間因而延長、然後同時破土而出，增加羽化時的成蟲族群密度，交配繁殖的機會也提高。龐大數量的週期蟬同時出現，也可以擾亂掠食者。即使鳥類、哺乳類和魚類大啖這些肥美又柔弱的蟬，還剩下許多的蟬可以繁殖下一代。
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