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À partir d'avril ou de mai, selon la latitude, l'une des plus grandes couvées de cigales de 17 ans émergera du sous-sol dans une douzaine d'États.
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Un grand événement dans le monde des insectes approche. À partir d'avril ou de mai, selon la latitude, l'une des plus grandes couvées de cigales de 17 ans émergera du sous-sol dans une douzaine d'États, de l'ouest de New York à l'Illinois et au sud dans le nord de la Géorgie . Ce groupe est connu sous le nom de Brood X, comme dans le chiffre romain pour 10.
Pendant environ quatre semaines, les zones boisées et suburbaines sonneront des sifflements et des bourdonnements des cigales. 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 que les œufs éclosent, de nouvelles nymphes de cigales tombent des arbres et s'enfouissent sous terre, recommençant le cycle.
Il existe peut-être 3000 à 4000 espèces de cigales dans le monde, mais les cigales périodiques de 13 et 17 ans de l'est des États-Unis semblent être uniques en combinant de longues périodes de développement juvénile avec des émergences synchronisées et massives d'adultes.
Ces événements soulèvent de nombreuses questions tant pour les entomologistes que pour le public. Que font les cigales sous terre pendant 13 ou 17 ans? Qu'est ce qu'ils mangent? Pourquoi leurs cycles de vie sont-ils si longs? Pourquoi sont-ils synchronisés? Et le changement climatique affecte-t-il cette merveille du monde des insectes?
Nous étudions les cigales périodiques pour comprendre les questions sur biodiversité, biogéographie , comportement et écologie - l'évolution, l'histoire naturelle et la répartition géographique de la vie. Nous avons appris beaucoup de choses surprenantes sur ces insectes: par exemple, ils peuvent voyager dans le temps en modifiant leur cycle de vie par incréments de quatre ans. Ce n’est pas un hasard si le nom scientifique des cigales périodiques de 13 et 17 ans est Magicicada , abrégé de «cigale magique».
Histoire naturelle
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 du courant Magicicada espèce 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 sont à la base des groupes d'espèces de cigales périodiques modernes, Quatorze, Cassini et Decula .
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 fléaux bibliques des sauterelles, qui sont une sorte de sauterelle. C’est ainsi que le nom «criquet» est devenu incorrectement associé aux cigales en Amérique du Nord.
Au XIXe siècle, des entomologistes notables tels que Benjamin Walsh , CV. Riley et Charles Marlatt 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 plupart 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 d'horlogerie de 17 ans dans le Nord et de 13 ans dans le Sud et la vallée du Mississippi. Il existe plusieurs classes d'âge régionales, appelées couvées.
Les cinq étapes des juvéniles souterrains périodiques de la cigale. Entre chaque étape, la cigale juvénile mue pour devenir plus grosse. La taille réelle de la nymphe du cinquième stade est de 0,83 pouces.
Chris Simon, CC BY-ND
La sécurité en chiffres
La caractéristique clé de Magicicada la biologie est que ces insectes émergent en grand nombre. Cela augmente leurs chances d'accomplir leur mission clé en surface: trouver des partenaires.
Les émergences denses fournissent également ce que les scientifiques appellent une défense contre la satiété des prédateurs. 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, se nourrira bien avant de consommer tous les insectes de la région, laissant de nombreux survivants derrière.
Alors que les cigales périodiques sortent en grande partie dans les délais prévus tous les 17 ou 13 ans, souvent un petit groupe émerge quatre ans plus tôt ou plus tard. Les cigales émergentes précoces 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, il est important d'avoir la capacité de faire ce genre de changement de cycle de vie et de sortir soit quatre ans plus tôt dans les périodes favorables, soit quatre ans plus tard dans les périodes plus difficiles. Si une phase soudaine de chaleur ou de froid amène un grand nombre de cigales à commettre une erreur ponctuelle et à sortir du calendrier après quatre ans, les insectes peuvent émerger en nombre suffisant pour rassasier les prédateurs et passer à un nouvel horaire.
Des couvées de cigales périodiques, identifiées par des chiffres romains, émergent sur des cycles de 13 ou 17 ans à travers l'est et le Midwest des États-Unis.
Université du Connecticut , CC BY-ND
Heure du recensement pour la couvée X
Alors que les glaciers se retiraient de ce qui est maintenant les États-Unis il y a environ 10000 à 20000 ans, des cigales périodiques ont rempli les forêts de l'est. La commutation temporaire du cycle de vie a formé une mosaïque complexe de couvées.
Aujourd'hui, il y a 12 couvées de cigales périodiques de 17 ans dans les forêts de feuillus du nord-est, où les arbres laissent tomber leurs feuilles en hiver. Ces groupes sont numérotés séquentiellement et s'emboîtent comme un puzzle géant. Dans le sud-est et la vallée du Mississippi, il y a 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 de nos travaux indiquent que l'espèce de 13 ans Magicicada neotredecim , qui se trouve dans la haute vallée du Mississippi, s'est formée peu de temps après la dernière glaciation. Au fur et à mesure que l'environnement se réchauffait, des cigales de 17 ans de la région ont émergé successivement, génération après génération, après 13 ans sous terre jusqu'à ce qu'elles soient passé en permanence à un cycle de 13 ans .
Membre de Brood X pondant des œufs en 2004.
Chris Simon, CC BY-ND
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 de forêt et prospèrent dans les zones suburbaines, elles ne peuvent pas survivre la déforestation ou se reproduire 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 considérables. À mesure que le climat américain se réchauffe, des saisons de croissance plus longues peuvent fournir un approvisionnement alimentaire plus important. Cela pourrait éventuellement transformer plus de cigales de 17 ans en cigales de 13 ans, tout comme le réchauffement passé altéré Magicicada neotredecim . Des émergences précoces à grande échelle ont eu lieu en 2017 à Cincinnati et dans la région métropolitaine de Baltimore-Washington, et en 1969, 2003 et 2020 dans la région métropolitaine de Chicago - des signes avant-coureurs potentiels de ce type de changement.
Les chercheurs ont besoin d'informations détaillées de haute qualité pour suivre la distribution 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 d'adultes ne durent que quelques semaines.
Les bénévoles qui souhaitent contribuer à documenter l'émergence de Brood X ce printemps peuvent télécharger le Application de téléphonie mobile Cicada Safari , fournissez des instantanés et suivez nos recherches en temps réel en ligne sur www.cicadas.uconn.edu . Ne manquez pas cette occasion - la prochaine opportunité ne se présentera pas avant Les couvées XIII et XIX émergent en 2024 .
John Cooley , Professeur adjoint d'écologie et de biologie évolutive, Université du Connecticut et Chris Simon , Professeur d'écologie et de biologie évolutive, Université du Connecticut
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