它们因为“睡”得太久，可能正走向灭绝

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环球科学2026年10月13日

周期蝉。图片来源：Andrew Forbes lab, University of Iowa

周期蝉似乎注定走向灭绝……

来源 | University of Iowa

翻译｜王怡博

每13年或17年，成群的周期蝉（periodical cicadas）会从地下破土而出。它们通体黑色、眼睛如红宝石一般、翅膀泛着橙色光泽，密密麻麻地覆盖在树木和林地间。这是昆虫界独一无二的生物奇观，每当这一幕出现时，都令人无比惊叹。

然而，这种大规模的出土现象或许即将迎来终结。根据最近一项发表于《生态学》（Ecology）的研究，周期蝉可能正走向灭绝。美国爱荷华大学生物学系教授安德鲁·福布斯（Andrew Forbes，这项研究的通讯作者）坦言，这是一个有点令人伤感的故事。

很难恢复

不同于每年都会在世界各地出现的“一年蝉”（annual cicadas），周期蝉仅见于北美洲。目前已知的周期蝉共有7个物种，其中4个物种的生命周期为13年，另外3个为17年，这些物种均源自近400万年前的一个共同祖先。周期蝉在生命周期的大部分时间里都生活在地下，历经季节更替和岁月流转，随后才同步、大规模地钻出地面。它们的密度极高，每英亩土地上最多可聚集数十万只。

目前尚未发现它们具有有效的捕食者防御手段，因此很容易成为鸟类和小型哺乳动物的猎物。数量上的绝对优势，是它们在演化过程中形成的生存策略。

福布斯在读研究生时便对周期蝉产生了兴趣。多年后，他前往爱荷华城（Iowa City）一带，以期寻找原本预计会集中破土而出的周期蝉群时，却几乎一无所获。他回忆道：“我当时真的很伤心，我想弄清楚究竟发生了什么。”

美国爱荷华州约翰逊郡的林地覆盖地图。图片来源：原论文

于是，他在爱荷华大学组建了一支研究团队，包括他同级的教师同事和本科生。他们通过查阅报纸文章、航空照片等大量历史资料，试图确定19世纪时，爱荷华州约翰逊郡（Johnson County）曾有哪些地区出现过周期蝉群。通过这些历史记录与相关记载，研究人员了解到，到20世纪30年代，该县的大部分森林已被砍伐殆尽。而这些森林的树根是周期蝉在漫长地下生活期间唯一不可或缺的食物来源。此外，先前的研究表明，周期蝉在每次破土而出时，平均只会扩散约45米。这意味着，它们很少向远处迁移。

福布斯指出：“我们利用这个扩散距离对蝉的迁徙进行了建模。结果发现，即便在最理想的条件下，它们也需要长达数个世纪的时间，才能重新在恢复后的森林中建立种群。”

福布斯还决定尝试将这些昆虫迁移到其他地方，以探究能否适应新的栖息地，以及可能通过何种方式适应。周期蝉出土时，研究团队收集了2万只第13群（Brood XIII）周期蝉，逐一记录每只蝉的性别和物种，然后在数天内将它们重新引入一片新的区域。然而，团队发现，即便用新树替代原有的古老森林，周期蝉也难以适应新的环境，因为它们向新栖息地迁移的速度极为缓慢。结果便是，这2万只周期蝉连一周都没能撑过去。

哪怕被砍伐的森林后续重新长出树木，依旧长期限制周期蝉的分布。图片来源：原论文

事实是，除了依靠庞大的基数外，周期蝉对捕食者几乎没有其他有效的防御手段，因此绝大多数都被捕食者吃掉了。“这就好比是一场免费开放的自助大餐，所有捕食者都知道了消息。”福布斯说，“我原以为，只要数量足够大，迁移试验就能成功。事实证明，我错了。”

这篇论文的第一作者是伊恩·陈（Ian Chan），他即将升入加利福尼亚大学伯克利分校的大四。大学一年级结束后，伊恩·陈申请了爱荷华大学的“本科生暑期研究体验计划”，并由此了解到福布斯的研究。伊恩·陈说：“这是我第一个被录取的项目，在与福布斯教授交谈时，我发现他的研究课题非常有趣。”尤其令他感兴趣的是，这项周期蝉迁移试验背后的物种保护目标。“这是我第一次参与如此正式、深入的科研工作。”计划攻读保护生态学博士学位的陈说，“我认识到，当事情没有按计划发展时，及时调整有多么重要。”

注定悲剧？

每次出土时扩散距离极小，以及这次迁移试验的结果，都表明这些周期蝉大都局限于它们现有的分布区域，几乎没有机会适应新的环境或扩大分布范围。正因如此，福布斯对它们的长期生存能力持悲观态度。

不过，事情仍有一线希望。如果那些栖息着周期蝉种群的森林保护区不受干扰，这些物种就有可能延续下去。“这些地方可以成为它们赖以生存、并逐渐向外扩散的区域。”福布斯说，“要让它们扩大分布范围，还需要确保新生的森林保持完整，不再遭到砍伐。”

“我觉得周期蝉很奇妙，因为它们拥有令人惊叹的生物学特性。但也正是这些有趣的特性，使它们注定面临灭绝的命运。”福布斯说，“它们能否存续与人类土地利用息息相关。森林被砍伐后会重新生长，但这些生物要在地下生活17年。一旦老树被砍倒，这些蝉就会失去食物来源，进而逐渐消亡。而它们可能需要数百年的时间才能重新恢复。”

周期蝉面临的生存危机，也让我们不得不追问：当一个物种或生态系统消失时，我们该如何理解背后的原因？类似的问题曾困扰着关于复活节岛崩溃的研究。据《环球科学》10月刊《谁毁灭了复活节岛？》一文，几十年来，流行叙事认为复活节岛的崩溃是拉帕努伊人自食恶果。但新证据却指出，罪魁祸首另有其人。