黃雀捕蟬背后的宿命輪回

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


有些人認(rèn)為他們能夠摸清蟬的壽命。美洲蟬有這樣一個(gè)奇特的生命周期,它是一個(gè)與素?cái)?shù)密切相關(guān)的數(shù)字。因?yàn)樗鼈儚穆阎蟹趸霈F(xiàn)需要漫長的一段時(shí)間。在北美,它們每13年或17年便會從地下出來。兩名研究人員認(rèn)為蟬為了控制其天敵猛禽類而定期出現(xiàn)。與他們想象的相反,捕食蟬的鳥類數(shù)量在蟬集體出現(xiàn)的年份急劇下降,近期的《美國博物學(xué)家》報(bào)道了這一研究結(jié)果。

康奈爾大學(xué)行為生態(tài)學(xué)家、該文章的第一作者Walt Koenig說:“我們的發(fā)現(xiàn)是這樣的令人激動(dòng),我甚至難以相信這是事實(shí)。”自17世紀(jì)中期殖民地移民報(bào)告蟬的這種奇特的行為以來,科學(xué)家一直對蟬的周期性活動(dòng)持懷疑態(tài)度。所有周期性活動(dòng)的蟬都遵循一樣的基礎(chǔ)生命周期,它們幼蟲期在地下生活13年或17年,然后在夏天同時(shí)大量涌現(xiàn)。它們緩慢地爬到樹上,然后開始蛻皮,最后在短暫的幾個(gè)星期時(shí)間里,長著透明翅膀的成年個(gè)體相遇、交配然后產(chǎn)卵。卵孵化完成后,幼蟲又回到地下。那么是什么樣的自然力量在推動(dòng)這個(gè)奇特的周期呢?20世紀(jì)初,相關(guān)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),如果蟬不按這一周期活動(dòng)的話,捕食蟬的鳥類能夠使其種群遭受毀滅性的打擊。Koenig決定看一看鳥類是如何影響蟬的周期的。

Koenig與他的合著者、位于西弗吉尼亞州摩根敦的美國農(nóng)業(yè)部林業(yè)局的Andrew Liebhold共同分析了從1966年到2010年的鳥類種群數(shù)據(jù)?茖W(xué)家將目標(biāo)鎖定在了15種鳥類上,其中包括黃嘴杜鵑、紅頭啄木鳥以及麻雀這些捕食蟬的鳥類。他們的分析結(jié)果顯示,這些鳥類的數(shù)量在蟬集體出現(xiàn)的那一年達(dá)到自己種群的最低值。事實(shí)上,當(dāng)蟬出現(xiàn)后的12年里,鳥類的數(shù)量開始下降,甚至在第17年時(shí)降到數(shù)量的最低點(diǎn)??這一年也是蟬再次出現(xiàn)的年份。

以每13年為出現(xiàn)周期的蟬作為捕食對象的鳥類也遵循這樣的規(guī)律。它們的種群數(shù)量在蟬出現(xiàn)的那一年達(dá)到最低點(diǎn),緊隨蟬的出現(xiàn)開始增長。Koenig說,“是蟬在控制這些鳥類的數(shù)量。它們使得鳥類在下一個(gè)出現(xiàn)周期上處于最低點(diǎn)”。他強(qiáng)調(diào):“蟬出現(xiàn)周期的時(shí)間選擇完全是為了控制它們的天敵??這與時(shí)間周期是不是素?cái)?shù)沒有關(guān)系!

那么在這樣漫長的周期中,蟬又是如何做到控制鳥類數(shù)量的呢?Koenig引用另一項(xiàng)研究來揭示環(huán)境對蟬種群數(shù)量的巨大影響!澳嗤、樹木以及鳥類都對蟬的出現(xiàn)有很大的影響。”沒有參與上述研究的加利福尼亞大學(xué)生態(tài)學(xué)家Richard Karban認(rèn)為:“這件事非常有趣,它為蟬為什么蟄伏那么長的時(shí)間才出現(xiàn)提供了另一個(gè)新的解釋角度!笨的腋翊髮W(xué)進(jìn)化生物學(xué)家、研究蟬的進(jìn)化周期,但是沒有參與這項(xiàng)研究工作的Chris Simon補(bǔ)充道:“長時(shí)間以來,鳥類的捕食被認(rèn)為是控制蟬出現(xiàn)周期的重要因素,但是Koenig和Liebhold的建議是有說服力的。建議認(rèn)為,生態(tài)學(xué)要素應(yīng)當(dāng)綜合全面地考量它們在蟬蟄伏的13年或17年生命周期中的作用!

神秘的面紗依然沒有被完全揭開。Koenig 說:“我們沒有更好的理論來解釋蟬是如何在確切的13年或17年的周期中控制鳥類的數(shù)量以達(dá)到最低值的,我們對此依然絞盡腦汁而不得其解!


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