221年一遇的事，今年就要發生了。在遙遠的北美大陸，兩種周期蟬將同時破土而出，到那個時候，美國許多州的蟬將會鋪天蓋地，蟬噪震耳。那麽，它們會帶來危害麽……
什麽是周期蟬
蟬這種動物，我們並不陌生，就是民間俗稱的 知了 。這種昆蟲特殊之處就在於， 一旦孵化，它們的若蟲就會鉆入地下，隱藏在土壤中，依靠吸食多年生植物根中的汁液為生，等到成熟之後，再離開土壤，透過交配再繁殖下一代蟬，隨後迅速死亡。
你可能每年都能聽到蟬鳴，但你未必知道，它們可能不是同一種蟬，因為蟬通常都要在地下蟄伏好幾年的時間。有的是1年，有的是2年，有的是3年，有的是5年，更有甚者，還有13年和17年的！後面兩種的生長周期太長，顯得有些特殊，所以科學家們將這兩種蟬稱為 周期蟬 ，前者稱為十三年蟬，後者稱為十七年蟬。
你很難想象，這些蟬為什麽會想到把生長周期「調整」到13和17這麽「前不著村後不著店」的時長，其實你總結一下會發現，這是兩個相鄰的質數。再看看前面，2、3和5也是質數（質數就是只能被1和它本身整除的數碼，1不是質數，但也滿足這個規律）。
天哪，難道這些蟬是數學家？
為什麽有周期
為什麽這些蟬要在地下蟄伏這麽久才出來繁殖後代呢，答案很簡單，為了生存。
科學家指出，周期蟬剛剛出現在地球上的時候，趕上了不太理想的大環境，那就是全球溫度遠低於現在的冰河期。在當時的地球上，地下沒有地表這麽冰封徹骨，所以蟄伏時間越長，就越能避免被凍死的命運。
此外，蟬在自然界有很多天敵，比如許多寄生蟲、鳥類以及其他的昆蟲等。這樣一來，蟄伏時間越長也越容易減少被天敵捕食的概率。
不僅如此，蟬的部份天敵也有一定的生長周期，一般是3年或者4年。假設有一種周期蟬的生長周期是12年，那麽生命周期2年、3年、4年或者5年的天敵，都有可能和這種蟬同時出來覓食，所謂的「十二年蟬」最終就難免團滅的命運了。
而13和17這樣的質數，就很容易避開同一批天敵了 。學過小學數學的朋友都知道這個計算的方法，那就是最小公倍數。比如十三年蟬和某個以3年為周期的天敵，需要（3*13=）39年才能重逢一次，如此漫長的歲月，就可以大幅減少被捕食的概率了。
說到這裏，我們不得不感慨大自然的奇妙。雖然沒有人類的智慧，但這些小小的昆蟲還是掌握了數學的規律，讓自己順利地生存下去。
而且，一個族群完全同步的生活規律還有一個好處，那就是以量取勝。就算遇上了天敵，也不會把幾十上百億只蟬吃個幹幹凈凈，只要剩下來一部份，就能繼續繁衍後代。因此，就算是同伴被吃了，幸存的周期蟬也跟什麽事也沒發生似的，繼續它們的生活和交配……
美國今年要遭遇雙重「蟬鳴」
目前世界上一共有7種周期蟬，其中十三年蟬有3個亞種，現存3個族群；十七年蟬有4個亞種，現存2個族群。 神奇的是， 所有的周期蟬，都生活在美國。 直到今天，也沒有科學家能解釋這個現象的原因。
別看周期蟬的生命周期挺長的，但考慮到有這麽多族群，簡單計算下來，合著美國平均每1~2年就能趕上一次。比如上一次出現在2021年，當時我們也報道過，預計當年有300億只蟬可能會出現。
時隔2年，今年又有周期蟬要「復蘇」了，而今年尤其不同的是，將會有2個族群破土而出，這是非常罕見的。
今年將要破土而出的是十七年蟬中的 Brood XIII 和十三年蟬中的 Brood XIX 這兩個族群，還是按照最小公倍數的演算法，這兩群蟬同年出現的周期是（13*17=） 221年 。也就是說，上一次它們相逢還是1803年，彼時中國還處於清朝嘉慶年間；至於它們下一次重逢，則要等到2245年了。
能雜交嗎
說到這裏，肯定有人好奇： 既然兩種蟬同時出現，那麽它們會不會雜交呢？如果雜交的話，下一代蟬的周期是「隨爹」還是「隨媽」呢？會不會「隨」出個平均數，搞出個「十五年蟬」來？
首先要說明的是，別看周期蟬只分布在美國，但你別忘了，美國的國土面積比咱們小不了多少，每一種周期蟬也不是分布在美國全境的。
以Brood XIII為例，這一群蟬主要生活在美國的東部，比如在威斯康辛州、伊利諾州以及印第安納州的部份地區，就會有它們的蹤跡。
至於Brood XIX，則生活在美國的東南部，比如田納西州、喬治亞州、德薩斯州以及亞拉巴馬州等。
二者之間只有一小部份重疊的生活區域，比如 伊利諾州 。據報道， 每次周期蟬大爆發的時候，族群的數量可以達到60億之巨！按照這個數據算的話，今年美國境內恐怕有超過100億只蟬出土繁殖。 屆時，伊利諾州估計要比東部別的州「熱鬧」得多。
至於這些周期蟬具體什麽時候出現，科學家也說不準，因為這還要看具體的天氣狀況。專家推測，在當地土壤的溫度達到17.9℃左右的時候——一般也就是5到6月份，它們就會出來交配了。不過，周期蟬破土的時機是不是真的取決於土壤溫度，目前仍然有待討論。
只要它們出現的時間重合，並且在重疊的棲息地，雜交的情況也不是不可能的。比如 2018年的時候，有科學家發表論文表示，他們在基因層面上確認了有兩種周期蟬雜交過的證據 。
至於它們的後代的周期，大家不用過於擔憂，目前的研究表明， 雜交的周期蟬保持的周期可能是13年，也可能是17年，反正不太可能出現其他的時長。而且，至少在10萬年到20萬年的時間尺度下，雜交蟬的周期都可以保持下去。
好在蟬不算是害蟲，不會給人類帶來什麽危害，最多就是產生一些噪音罷了。成千上萬只蟬可以產生超過90分貝的音量，相比之下，飛機在低空飛過的音量也只有80分貝左右。
看樣子，美國今年的盛夏，應該會比較吵鬧吧……
