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为质数而生的动物——周期蝉

为质数而生的动物——周期蝉

作者: 刷牙喝凉白开 | 来源:发表于2019-07-04 06:39 被阅读2次

[ 唐 ] 陆龟蒙

只凭风作使,全仰柳为都。

一腹清何甚,双翎薄更无。

伴貂金换酒,并雀画成图。

恐是千年恨,偏令落日呼。

蝉又名知了、嘛叽嘹,黑老哇哇,幼虫期叫爬爬,爬拉猴、蝉猴、知了猴、结了猴、肉牛、结了龟、神仙或蝉龟。体长2~5公分,有两对膜翅,复眼突出,单眼3个。

最著名的周期蝉有17年蝉和13年蝉,隔一定时间在一定地区大出现一次。

周期蝉

周期蝉(Magicicada)的品种,会在地下度过生命中绝大多数的时间,靠吸吮树根汁液为生,随后和普通的蝉一样,迅速的生长,交配直至死亡。他们有个令人惊奇的特性,他们成虫的时间,通常会和13或17 这样的质数年份同步。也就是说每隔13年或17年,周期蝉会大量出现一次,此时,几平方公里内会涌现出150万只之多的周期蝉。这些周期蝉集体探出土壤的时间为什么是13年、17年,而不是14、15等等呢?

它们采取的是量大取胜的方法,面对鸟类的捕食,只要不能一次性将他们吃完,剩下的周期蝉就能生殖繁衍后代,保证物种的延续性。

有些学者推测这种对应质数的生命周期,是为了避免被寿命较短的掠食者吞噬,比如如果生长周期是8年的话,则所有寿命介于2,4,8年的掠食者都会将其吞入腹中。

德国生理学家发现这种质数化的生命周期,可以从猎物和捕食者互动演化的数学模型中得到解释。他们随机设定生长周期年份不等的蝉构成母体,经过计算机仿真模拟一段时间后,几乎所有的实验结果,都会导出最稳定的生命周期是质数。

这个研究处于初始阶段,里面有很多的疑点,为什么是13或17这两个质数,而非别的质数;是哪些掠食者导致了这一现象?人类的活动对其有影响吗?为什么只有周期蝉这样的少量物种才具备这种特性?

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