Warum entstehen südlichen Zikaden In genauen Primzahl Zyklen

Es ist eine Zikade Jahr in Südamerika. Seit 1998, der große südliche Brut – eine der größten Gruppen der synchronisierten Zikaden in der Welt – langsam entwickelt sich unterirdisch aus Virginia nach Georgien nach Oklahoma, Missouri. Jetzt, am Ende ihrer Transformation von Nymphe Stadium bis zum Erwachsenenalter, die Brut her in einer großen Flut platzt.

Für ein paar Sommerwochen Zikaden singen und züchten. Dann werden sie sterben, ihren Eiern schlüpfen, die Larven in den Eiern werden sich in den Boden zu arbeiten, heften sich an Wurzeln und wachsen. Dreizehn Jahre ab jetzt, wird die nächste Generation entstehen.

Wissenschaftler haben wenig Ahnung wie groß Bruten von diesen Insekten gelingt, ihre langen Zeitpläne zu synchronisieren und gleichzeitig entstehen. Die Synchronität erstreckt sich sogar über Artgrenzen. "Eine einzelne Brut von ein bis drei verschiedene Arten von periodische Zikaden, umfasste sein kann", sagte Greg Hoover von der Penn State Department of Entomology.

Aber Wissenschaftler wissen, warum Zikaden synchron bekommen.

Vor allem weil sie so selten auftreten, haben keine Fressfeinde entwickelt speziell Leben von Essen. Zum anderen entstehen massenhaft erhöht eines Individuums Überlebenschance: Raubtiere können nicht viele von ihnen möglicherweise verschlingen, wenn Tausende gleichzeitig entstehen. "Die schiere Anzahl in diese Bruten Raubtier Sättigung ermöglicht und sichert das Überleben der Bruten, die größer sind," sagte Hoover die Geheimnisse des Lebens wenig, eine Schwester Website zu LiveScience.

Aber was Reim oder Grund gibt es für eine Lebensdauer von 13 Jahren? Bruten von Zikaden in den östlichen Vereinigten Staaten inzwischen 17-Jahres-Zyklen. Warum 13 und 17?

Der entscheidende Faktor ist, dass beide Zahlen Primzahlen sind; Sie können nicht gleichmäßig durch alle kleineren Zahlen (außer einem) eingeteilt werden. Es ist kein Zufall, dass Zikaden unteilbar Lebenszyklen entwickelt haben. Wie von der Entomologe Stephen Jay Gould erklärt, erstklassige Zyklen haben einen evolutionären Vorteil gegenüber Zyklen, die ein Vielfaches von geringerer Zahl von Jahren, und aus einem einfachen Grund: sie machen Zikaden noch weitere Ferne gerückt.

"Viele potenzielle Räuber haben 2-5 Jahr Lebenszyklen. Solche Zyklen sind nicht festgelegt durch die Verfügbarkeit von Zikaden (für sie allzu oft in jahrelanger nicht aufkommen peak), aber Zikaden möglicherweise eifrig geerntet werden, wenn die Zyklen zusammenfallen, "Gould schrieb in seinem Bestseller"Ever Since Darwin"(Norton 1977). "Halte ein Raubtier mit einem Lebenszyklus von fünf Jahren: Wenn Zikaden alle 15 Jahre auftauchte, würde jeder Blüte von der Predator getroffen werden. Zikaden minimieren durch Radfahren auf eine große Primzahl, die Anzahl der Zufälle (alle 5 × 17 oder 85 Jahre, in diesem Fall)."

Zusammenfassend: "13 und 17-Jahres-Zyklen können nicht durch eine kleinere Anzahl verfolgt werden."

Damit sie ihr Leben verbringen ticken Weg unterirdisch, warten in mathematisch schwer fassbaren Abständen um nicht von Räubern verfolgt werden entstehen. Alles, was für ein paar kurze Wochen frische Luft auf ihre Flügel und eine genetische Wunsch weiterzumachen.

Dieser Artikel wurde durch die Geheimnisse des Lebens wenig, eine Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt. Folgen Sie Natalie Wolchover auf Twitter @nattyover.