15 восточных штатов США готовятся стать свидетелями уникального природного явления. Впервые за 17 лет там состоится массовый выход периодических цикад – так называемого выводка X. Миллиарды насекомых поселятся на растениях и заполнят воздух групповым стрекотанием.
Среди других представителей семейства певчих цикад периодические цикады рода Magicicada выделяются уникальным жизненным циклом. Большую часть своей жизни они проводят в земляных норах на глубине 30-60 см, питаясь корневыми соками растений. Раз в 13 или 17 лет, в зависимости от вида, зрелые нимфы синхронно покидают свои норы. В начале весны они начинают рыть туннели диаметром около 1,5 см и появляются на поверхности вечером, когда температура почвы превышает 17 °C. Затем нимфы взбираются на соседние растения, чтобы преобразиться и начать свою короткую взрослую жизнь. Оккупировав все близлежащие растения, цикады линяют, сбрасывая старую оболочку, и несколько дней набирают сил, постепенно расправляя свои крылья и дожидаясь окончательного укрепления экзоскелета.
Группы насекомых, которые «созревают» в один год, называют выводками. Учёные идентифицируют около 15 выводков 13 и 17-летних цикад. Массовость и синхронность выхода на поверхность каждого выводка, предположительно, обусловлена эволюционными защитными механизмами популяции. Поскольку сразу после появления на поверхности нимфы периодических цикад представляют собой лёгкую мишень для хищников, гибель некоторых из них компенсируется многочисленностью выводка. По оценкам учёных, иногда на одном квадратном метре земли концентрируется свыше 300 особей. Согласно некоторым исследованиям, периодичность выводков также является частью этого защитного механизма. Такая стратегия позволяет уменьшить вероятность синхронизации размеров популяций потенциальных хищников с появлением цикад.
На территории восточных штатов обитают 6 видов периодических цикад. Этой весной настало время для выхода на поверхность самой многочисленной группы насекомых, именуемой «Выводок X», «Brood X» или «Большой восточный выводок». Он объединяет сразу три вида 17-летних периодических цикад: Magicicada septendecim, Magicicada cassini и Magicicada septendecula. Миллиарды насекомых с чёрным телом и красными глазами выберутся из нор на территории 15 штатов – Делавэра, Джорджии, Иллинойса, Индианы, Кентукки, Мериленда, Мичигана, Северной Каролины, Нью-Джерси, Нью-Йорка, Огайо, Пенсильвании, Теннесси, Вирджинии и Западной Вирджинии. Ожидать нашествия цикад можно в начале – середине мая.
Жизнь цикад на стадии взрослой особи продолжается всего несколько недель, которых достаточно, чтобы найти партнёра и произвести потомство. Этот момент пропустить невозможно, ведь как только нимфы заканчивают превращение во взрослых цикад, воздух наполняет их «хоровое» брачное пение. Громкость стрекотания самцов, пытающихся привлечь самок, может достигать 90-100 дБ. Насекомые «поют» при помощи специальной звуковой мембраны, которая приводится в движение мышцами: её звук резонирует в специализированных полостях внутри тела самца. Как и у большинства видов цикад, самки рода Magicicada не поют, но привлекают самцов периодическими щелчками крыльев.
Брачный период цикад продолжится 3-4 недели. Самцы слабеют и погибают практически сразу после спаривания. Тем временем самки устраивают кладки яиц в углублениях в коре молодых прутьев, а затем тоже умирают. В случае особенно массивных выводков подобные нашествия насекомых могут привести к повреждению растительности. Впрочем, в остальном цикады абсолютно безобидны: они не жалят, не кусаются, не переносят опасных заболеваний и в принципе пытаются держаться подальше от людей. Более того, после своей гибели миллиарды насекомых становятся новым ресурсом биогенного круговорота и восполняют баланс питательных веществ в родной экосистеме. Спустя 6-10 недель из отложенных в коре растений яиц появляются личинки, которые возвращаются в землю и поселяются в норах на следующие 13-17 лет.
Большинству из нас нашествие миллиардов цикад может показаться не самым достойным внимания событием, а то и вовсе досадным – не зря этих насекомых иногда называют «семнадцатилетней саранчой». Однако для некоторых людей появление каждого выводка несёт с собой уникальную возможность понаблюдать за одним из чудес природы. Порой энтузиасты путешествуют по стране, чтобы снова и снова становиться свидетелями этого своеобразного чуда, не дожидаясь очередного окончания 13 или 17-летнего цикла. «Фанаты» периодических цикад также помогают учёным обновлять сведения о распространении и особенностях каждого выводка. Актуальные фото и географические координаты можно размещать в приложении Cicada Safari, созданном специалистами из Университета Маунт Сент Джозеф. Аналогичную функцию сбора данных выполняют сайты Cicada Mania и iNaturalist, основанные Калифорнийской академией наук и Национальным географическим обществом. Подобная информация помогает учёным идентифицировать различные выводки и исследовать взаимосвязи между ними. К примеру, помимо основных выводков иногда встречаются «запоздавшие» группы насекомых, существование которых, предположительно, способствует обновлению генетического разнообразия всей популяции.