Des milliards de cigales sont sur le point d’émerger du sous-sol dans une rare convergence

À la suite de la récente éclipse solaire en Amérique du Nord, un autre événement naturel historique se profile à l’horizon.De fin avril à juin 2024, la plus grande couvée de cigales de 13 ans, connue sous le nom de Brood XIX, coémergera avec une couvée du Midwest de cigales de 17 ans, Brood XIII.

Cet événement sera touche 17 États, du Maryland à l'ouest jusqu'à l'Iowa et au sud jusqu'en Arkansas, en Alabama et dans le nord de la Géorgie, les Carolines, la Virginie et le Maryland.Une co-émergence comme celle-ci de deux couvées spécifiques avec des cycles de vie différents cela n'arrive qu'une fois tous les 221 ans.La dernière fois que ces deux groupes ont émergé ensemble, c’était en 1803, lorsque Thomas Jefferson était président.

Pendant environ quatre semaines, les zones boisées et suburbaines dispersées résonneront des cris d’accouplement distinctifs des cigales, des sifflements, des bourdonnements et des gazouillis.Après l'accouplement, chaque femelle pondra des centaines d'œufs dans des branches d'arbres de la taille d'un crayon.Ensuite, les cigales adultes mourront.Une fois les œufs éclos, de nouvelles nymphes de cigales tomberont des arbres et s’enfouiront sous terre, recommençant ainsi le cycle.

Il existe peut-être 3 000 à 5 000 espèces de cigales dans le monde, mais les cigales périodiques de 13 et 17 ans de l'est des États-Unissemblent être uniques en ce sens qu'ils combinent de longs temps de développement des juvéniles sous terre avec des émergences massives et synchronisées d'adultes.Il existe deux autres cigales périodiques connues dans le monde, une dans le nord-est de l’Inde et une aux Fidji, mais celles-ci n’ont respectivement que des cycles de vie de quatre et huit ans.

Les cigales périodiques soulèvent de nombreuses questions tant pour les entomologistes que pour le public.Que font les cigales sous terre pendant 13 ou 17 ans ?Pourquoi leurs cycles de vie sont-ils si longs ?Pourquoi sont-ils synchronisés ?Les deux couvées qui émergeront ce printemps vont-elles interagir ?Comment les scientifiques citoyens peuvent-ils contribuer à documenter cette émergence ?Et le changement climatique affecte-t-il cette merveille du monde des insectes ?

Nous étudier les cigales périodiques comprendre des questions sur biodiversité, biogéographie, comportement et écologie – l’évolution, l’histoire naturelle et la répartition géographique de la vie.Ce n’est pas un hasard si le nom scientifique des cigales périodiques de 13 et 17 ans est Magicique, abrégé de « cigale magique ».

Visiteurs anciens

En tant qu'espèce, les cigales périodiques sont plus anciennes que les forêts qu'elles habitent.L'analyse moléculaire a montré qu'il y a environ 4 millions d'années, l'ancêtre de l'espèce actuelle Magicique espèces divisé en deux lignées.Quelque 1,5 million d’années plus tard, l’une de ces lignées s’est à nouveau divisée.Les trois lignées qui en résultent constituent la base des groupes d'espèces de cigales périodiques modernes, Décim, Cassini et Décula.

Les premiers colons américains ont rencontré pour la première fois des cigales périodiques dans le Massachusetts.L’apparition soudaine de tant d’insectes leur a rappelé les invasions bibliques des criquets, qui sont une sorte de sauterelle.C’est ainsi que le nom « criquet » a été associé à tort aux cigales en Amérique du Nord.

Au XIXe siècle, d'éminents entomologistes tels que Benjamin Walsh, C.V.Riley et Charles Marlatt a élaboré l'étonnante biologie des cigales périodiques.Ils ont établi que contrairement aux criquets ou autres sauterelles, les cigales ne mâchent pas les feuilles, ne déciment pas les cultures et ne volent pas en essaims.

Au lieu de cela, ces insectes passent la majeure partie de leur vie hors de vue, poussant sous terre et se nourrissant des racines des plantes lorsqu’ils traversent cinq stades juvéniles.Leurs émergences synchronisées sont prévisibles, se produisant selon un calendrier mécanique de 17 ans dans le Nord et de 13 ans dans le Sud et dans la vallée du Mississippi.Il existe plusieurs classes d'âge régionales, appelées couvées.

Chaque couleur sur cette carte représente une couvée de cigales de 13 ou 17 ans, désignée par des chercheurs de l'Université du Connecticut observant des chœurs de cigales actifs.Les couvées XIII (marron) et XIX (orange) verront le jour en 2024.Cliquez sur n'importe quel point pour voir à quelle couvée il appartient.Source: Université du Connecticut, utilisé avec autorisation.

Agir à l'unisson

La caractéristique clé de Magicique La biologie est que ces insectes émergent de manière synchrone en très grand nombre – jusqu’à 1,5 million par acre.Cela augmente leurs chances d’accomplir leur mission clé en surface :trouver des copains.

Les émergences denses fournissent également ce que les scientifiques appellent une défense contre la satiété des prédateurs ou la sécurité du nombre.Tout prédateur qui se nourrit de cigales, qu’il s’agisse d’un renard, d’un écureuil, d’une chauve-souris ou d’un oiseau, mangera à sa faim bien avant de consommer tous les insectes de la région, laissant derrière lui de nombreux survivants.

Alors que les cigales périodiques sortent en grande partie comme prévu tous les 17 ou 13 ans, un petit groupe émerge souvent quatre ans plus tôt ou plus tard.Les cigales émergentes peuvent être des individus à croissance plus rapide qui ont eu accès à une nourriture abondante, et les retardataires peuvent être des individus qui ont survécu avec moins.

Si les conditions de croissance changent avec le temps, comme c’est le cas actuellement avec le réchauffement climatique, il devient important d’avoir la capacité d’effectuer ce type de changement de cycle de vie et de sortir quatre ans plus tôt dans des périodes favorables ou quatre ans plus tard dans des périodes plus difficiles.Si une phase soudaine de chaleur ou de froid entraîne la sortie d'un grand nombre de cigales hors calendrier d'ici quatre ans, les insectes peuvent émerger en nombre suffisant pour rassasier les prédateurs et passer à un nouvel horaire.

Le changement climatique va-t-il changer Magicique des horloges ?

Alors que les glaciers se retiraient de ce qui est aujourd'hui les États-Unis.Il y a 10 000 à 20 000 ans, des cigales périodiques remplissaient les forêts de l'Est.Des changements temporaires de cycle de vie dans divers endroits ont formé une mosaïque complexe de couvées.

Aujourd'hui, il existe 12 couvées de cigales périodiques de 17 ans dans les forêts de feuillus du nord-est, où les arbres perdent leurs feuilles en hiver.Ces groupes sont numérotés séquentiellement et s’emboîtent comme un puzzle géant.Dans le sud-est et dans la vallée du Mississippi, il existe trois couvées de cigales de 13 ans.

Parce que les cigales périodiques sont sensibles au climat, les modèles de leurs couvées et de leurs espèces reflètent les changements climatiques.Par exemple, les données génétiques et autres issues de nos travaux indiquent que les espèces âgées de 13 ans Magicicada néotredécim, que l'on trouve dans la haute vallée du Mississippi, formé au cours d'une période interglaciaire précédente il y a environ 200 000 ans.

À mesure que l’environnement se réchauffait, des cigales âgées de 17 ans ont émergé successivement, génération après génération, après 13 années sous terre.Finalement, ils définitivement décalé sur un cycle de 13 ans.

Mais il n’est pas clair si les cigales peuvent continuer à évoluer aussi rapidement que les humains modifient leur environnement.Bien que les cigales périodiques préfèrent les lisières des forêts et prospèrent dans les zones suburbaines, elles ne peuvent pas survivre déboisement ou se reproduire avec succès dans des zones sans arbres.

En effet, certaines couvées ont déjà disparu.À la fin du 19e siècle, une couvée (XXI) a disparu du nord de la Floride et de la Géorgie.Un autre (XI) a disparu dans le nord-est du Connecticut depuis 1954 environ, et un troisième (VII) dans le nord de l'État de New York est passé de huit comtés à un depuis le début de la cartographie au milieu des années 1800.

Le changement climatique pourrait également avoir des effets plus profonds.Comme les États-Unisle climat se réchauffe, des saisons de croissance plus longues peuvent fournir une plus grande réserve alimentaire.Cela pourrait éventuellement transformer davantage de cigales de 17 ans en cigales de 13 ans, tout comme le réchauffement passé modifié Magicicada néotredécim.

Les premières émergences se sont produites en 2017 à Cincinnati et dans la région métropolitaine de Baltimore-Washington, ainsi qu’en 1969, 2003 et 2020 dans la région métropolitaine de Chicago, avec davantage d’individus participant aux générations successives.Nous émettons l’hypothèse que cela est dû au réchauffement climatique.

En 2024, Brood XIII, âgé de 17 ans, émergera géographiquement à côté du Brood XIX, âgé de 13 ans.Cependant, contrairement à ce que certains médias ont rapporté récemment, ils ne se chevaucheront pas.Nous le savons parce que nous les avons cartographiés dans les générations précédentes lorsqu'ils sont apparus séparément.Dans la zone de contiguïté, nous ne sommes pas en mesure de distinguer les deux couvées.Ils sont identiques en apparence, en chant et en génétique.

Les chercheurs ont besoin d’informations détaillées de haute qualité pour suivre la répartition des cigales au fil du temps.Les scientifiques citoyens jouent un rôle clé dans cet effort car les populations périodiques de cigales sont si importantes et leurs émergences adultes ne durent que quelques semaines.

Les bénévoles qui souhaitent contribuer à documenter l’émergence de 2024 peuvent télécharger le Application pour téléphone mobile Cicada Safari, fournissez des instantanés et suivez nos recherches en temps réel en ligne sur www.cigales.uconn.edu.Les cigales seront difficiles à ignorer si elles se trouvent dans votre région, alors pourquoi ne pas apprendre à les apprécier et à vous amuser ?

Ceci est une version mise à jour de un article initialement publié le 12 mars 2021.