这是历史上最奇怪的巧合之一，全球大流行的第二个夏天，约翰·霍普金斯大学的生物学家伊森·艾伦·安德鲁斯 (Ethan Allen Andrews) 来到巴尔的摩的草坪上，观看了大规模的 布罗德 X 蝉交配狂潮。那是 1919 年，一场大流感仍在全球蔓延。
2021 年，在另一场大流行的第二个夏天，有许多令人心碎的相似之处，布罗德 X 蝉再次让美国东部的人们惊奇地来到他们的草坪上，或者躲避迷你弹丸和高分贝的噪音。
每 17 年一次，大眼睛的布罗德 X 魔法蝉 虫子像手指一样肥大，毫无防御能力，就像数以百万计的小熊软糖一样从地里摸索着走出来。它们仿佛受到了神秘的召唤，朝着不同的树木前进，然后成群结队地在草坪上聚集并攀爬。“令人惊讶，”安德鲁斯称一棵大树附近的景色。那是在这些暴徒形成成年飞行形态之前，经过 17 年的无性繁殖，雄性终于为雌性合唱了。
“锅炉铸造厂的喧闹声几乎震碎了耳膜，”巴尔的摩太阳报 1919 年 5 月 30 日，安德鲁斯惊呼道。然而，安德鲁斯听起来却很兴奋。三年来，他一直在挖试验洞来检查地下成熟的幼蝉。当他们最终爬入白天时，他进行了采样和计算。“一英亩这样的郊区土地上出现的总数接近十万，”他估计。
六窝蝉 X 蝉的一生之后（102 年），最新一批又大又傻的虫子如期爬上地面，分散在 15 个州。尽管 COVID-19 大流行仍在继续，研究人员还是来到了田野或草坪。
现在都在一起了
魔法蝉 物种过着高度协调的“周期性”生活。要被认为是周期性的，整个地理种群（称为群体）必须经历多年的生命周期，同步发生重大事件。北美的周期性蝉每 13 年或 17 年出现一次，具体情况取决于地点，仅在生命的最后一个月左右交配。想象一下，整个城市的人类在几周内就达到了生命中的一些重大里程碑——出生、生孩子，然后死亡。
康涅狄格大学斯托斯分校的生物学家克里斯·西蒙说，周期性的生命周期很罕见，但并非独一无二。在大约一百万种已命名的昆虫物种中，她知道其中有 50 多种具有周期性生命——这并不是一个压倒性的数字。三十八种飞蛾和蝴蝶就这样生活着。至少有四种甲虫，甚至一只苍蝇也是如此。
在估计的 3,000 种蝉中，只有少数种类如此紧密地生活在一起。对于各种北美蝉来说，只有 魔法蝉 物种同步。X 巢可能会得到很多宣传，但还有其他 14 个巢，除了一个之外，所有巢都混合了多个物种。
布罗德 X 混合了三个物种，西蒙敏锐的耳朵可以通过雄性的交配叫声来识别它们：愤怒的花栗鼠的叫声 七叶花 , 卡西尼号 随着它的滴答声最终变成刺耳的尖叫声 M. septendecim，以其呼啸的太空飞船无人机而闻名。女性只需点击即可。
“我们曾经认为只有北美才有周期性蝉，”西蒙说。并且周期都是奇数。然而，“我们”指的是西方科学家。印度的一小片土地上有“世界杯”蝉（里波氏蜉蝣 ），与足球比赛同样以四年为一个周期。在斐济的蝉中，金黑蝉（ 诺氏瑞阿泰纳）每八年在主岛上爆发一次。它取代了伊丽莎白女王出现在这个南太平洋国家的 100 美元纸币上。
蝉目击事件
黄色标志着多年来有关“X 蝉巢”的报道的地点，而美国林业局地图上的蓝色景观则显示了其他蝉巢穴以 17 年或 13 年为周期出现的县。
当生活给你蝉时
今年，当西蒙南下北卡罗来纳州和佐治亚州进行密集的布罗德 X 测绘时，她在华盛顿特区购买了 Brewed X 咖啡。几十年来，她一直沉浸在蝉的迷人世界中，并收集了蝉影响人类文化的实例。她可以引用 1987 年报纸上的一篇报道，报道两名男子在辛辛那提大满贯餐厅涉嫌抢劫案中“挥舞”蝉，她还有一张 2011 年密苏里州哥伦比亚深受喜爱的 Sparky’s 冰淇淋店橱窗的照片。店里的蝉冰淇淋已经卖完了，所以工作人员贴了一张纸条：“2024 年再来看看。”
回顾她的旅行和全球研究，今年西蒙和长期同事更新了关于如何 魔法蝉 物种进化出三个主要谱系，这些谱系在大约 390 万年前从共同祖先中分化出来。研究人员于 10 月 8 日在《期刊》杂志上在线写道，周期性生活方式也随之演变。 昆虫学年度评论。
导致周期性的因素之一是西蒙所说的“捕食者的鲁莽行为”。魔法蝉 成年人很大而且很容易被抓住。他们只是半心半意地试图逃避掠食者。尽管鸟类、松鼠和许多其他动物都吃着简单的食物，但足够大的蝉爆发可以喂养所有的威胁，并且仍然留下足够的幸存者来繁殖。当来自整个乡村的年轻人每 17 年一起破土而出时，实现如此令人难以置信的富裕就更容易了。
这种协调可以适应营养匮乏的饮食和缓慢的生长。发展 魔法蝉 孩子们从树根处获取食物，却忽略了从叶子向下携带糖分的高热量液体。相反，年轻的蝉将口器送入上吸式木质部，木质部携带着来自根部的大约 99.9% 的水分，以及少量的营养物质。
以这种方式喂养是一项艰苦的工作。即使要喝这么淡的肉汤，也意味着要与植物强大的向上吸力作斗争。为了完成这项工作，蝉和其他木质部专家一样（SN：21 年 8 月 14 日，第 14 页 14），在他们的头上种植专门的动力泵。
张开翅膀
蝉的鲁莽加上数量惊人，为布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学的生物力学家玛丽·萨尔塞多带来了研究财富。她研究了新成年昆虫如何从早期压扁的组织垫中快速展开巨大的翅膀。速度很重要，因为无法飞行意味着无法防御。
蝉只需大约 45 分钟即可展开翅膀。在研究了实验室蝗虫和蚱蜢的翅膀后，她热情地转向 魔法蝉：“成千上万的昆虫我不需要饲养或照顾！”
在今年第一批 布罗德 X 推出之前，萨尔塞多在华盛顿特区郊外的 Airbnb 上为 10 名来自生物力学家杰克·索查 (Jake Socha) 弗吉尼亚理工大学实验室的人员（已接种疫苗的人）预订了一间出租屋。2020 年，大流行导致 Socha 的实验室关闭，因此这次旅行对博士有所帮助。学生约书亚·普利亚姆（Joshua Pulliam）就是其中之一，他突然转向研究蝉的运动。他正在寻找一种将昆虫攀爬纳入他的博士学位的方法。项目上的蛇滑行得很好，几乎可以飞（SN：2020 年 8 月 1 日，第 14 页 16）。
萨尔塞多长期以来一直想知道昆虫如何能够如此快速地获得巨大的翅膀以准备飞行。“我发现，大多数人，甚至一些昆虫学家，都认为昆虫的翅膀就像你的头发，”她说。“但它……更像是你的手臂。”
昆虫翅膀不仅仅是惰性物质，还具有与神经、气道和昆虫“血液”或血淋巴相连的网络。萨尔塞多说，这个复杂的系统需要大量的循环能力，包括额外的心脏，他正在与同事一起研究蝉翼论文。蝉有一颗中央心脏，还有更多的翅膀。
萨尔塞多说，与蝗虫和蚱蜢不同的是，蝗虫和蚱蜢的翅膀是两步展露的，而周期性蝉会立即张开翅膀，就像“拔剑出鞘”。她通过 Zoom 分享了她在最近的一次旅行中捕获并拍摄的蝉 X 首次展开翅膀的照片。起始形状看起来像带有黄色波浪线的白色小帆。随着这些曲线的扩展，翅膀张开得更宽更长，逐渐变得栩栩如生。
精神控制
森林病理学家马特·卡森 (Matt Kasson) 和他的学生也在 2021 年去捕蝉，但并不是任何 布罗德 X 貉貉都可以。该小组以摩根敦的西弗吉尼亚大学为基地，在谢南多厄山谷和附近山区寻找感染真菌的蝉，这种真菌使蝉不育，但会增强它们的性欲，通过交配接触最大限度地传播真菌。
卡森说：“蝉在四处走动，其腹部背面基本上有一层白垩色的（真菌）软糖。”这些 团孢属 真菌驱使雄性模仿雌性调情的咔哒声，吸引其他雄性。受骗的雄性最终会被骗，并叮叮当当地走开，但它们却把传染性真菌带走了。
五年前，学生安吉·马西亚斯和马特·伯杰提出了研究这些真菌的想法。没有办法成长 团孢属 在实验室中，但真菌会攻击周期性和非周期性蝉物种。该小组的第一个项目使用来自美国西部的非周期性蝉来探索化学物质可以让真菌激发昆虫的性行为。
“二月的一个雪夜，我凌晨 2 点接到一个电话，”卡森回忆道。这是研究生格雷格·博伊斯发来的。他在一家生物技术公司有一份日常工作，让他可以在下班后免费使用非常昂贵的仪器来识别生物体代谢时产生的物质。因此，在漆黑的夜里，博伊斯问他的顾问：“你知道裸盖菇素是什么吗？”
博伊斯发现一种神奇蘑菇中的传奇成分自然出现在 团孢属 攻击翼蝉（ 普氏疟原虫）来自新墨西哥州。
到了白天，“我们就像，天啊！”卡森说。这尤其令人惊讶，因为迷幻蘑菇离我们很远很远。团孢属 进化史上的真菌。蝉攻击者属于完全不同的门，在真菌生命树上“低得多”。卡森认为同一种化合物一定已经进化了两次，也许相隔几亿年。
“我们有一群同事关注此事，每个人都疯了。”最大的问题是，期刊蝉的版本是否 团孢属 还有裸盖菇素吗？
答案是不。事实证明，促使周期性蝉过度性调情的是另一种兴奋剂：一种称为卡西酮的安非他明。同样的成分也给阿拉伯茶植物带来了刺激，阿拉伯茶在中东地区很受欢迎，与真菌完全无关。
最终卡森意识到，他收集的蝉无意中让他的大学实验室充满了他没有许可证的受控物质。“我给缉毒局写了一生中最尴尬的信，”他说。
最终，该实验室与缉毒局进行了交涉。促进昆虫交配的药物现已成为蝉观察者下次在草坪上爬行时可以思考的又一科学知识。
