志祺七七
2021.07.24

藏在地下17年的神秘昆蟲!美國週期蟬究竟是怎樣的生物?《大自然ㄉ逆襲》 EP 016|志祺七七

各節重點:
00:00 前導
02:29 一般的蟬生活習性是什麼?
03:36 週期特別長的週期蟬
04:44 週期蟬為何在地底下那麼久? 
05:51 為什麼一次出現十億隻?
06:30 美國居民的困擾
07:26 週期蟬不是害蟲?
08:42 美國人吃蟬歷史悠久?
09:57 我們的觀點
10:43 提問
10:59 結尾


---【 影片口白逐字稿 】---


你有想過,如果夏天樹上蟬的叫聲,大到像機車呼嘯而過,會是什麼樣的感覺嗎?今年五月底的時候,美國人就遇到了可怕的「蟬爆日」,10 億隻蟬一口氣從地底下鑽出來,爬滿所有的樹,吵爆美國東岸的居民。今天,就讓我們一起來聊聊這個令人驚嚇的「美國週期蟬」吧!

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hiho~大家好,我是志祺!

事實上,這一大群蟬,每隔 17 年就會從土裡面爬出來一次,上一次是在 2004 年。這次也很準時地,在 17 年之後,再度席捲美國東部各州。

今年從五月底開始,就從俄亥俄州、肯塔基州、印第安納州,一路蔓延到華盛頓特區和紐約,總共有 15 個州受到影響。不只剛剛說的「惱人噪音」會造成許多困擾,樹上爬滿紅色眼睛的蟬,更讓很多討厭昆蟲的人,非常崩潰!而週期蟬每隔 17 年就會大爆發的習性,也對美國人留下很深的影響。

像是 1620 年,第一批英國清教徒踏上美國土地時,聽到超級大的蟬聲非常害怕,以為發生《聖經》中的蝗蟲瘟疫,是上帝要來懲罰他們。1860 年代,人們認為 17 年蟬可怕的紅眼睛,和翅膀上的「W」形斑紋,是南北戰爭的前兆。 2012 年,美國軍方研發一種無人微型飛機,整個計畫代號就是「蟬的英文 C.I.C.A.D.A. 」⋯⋯哇!真的是到處都有蟬的痕跡!所以呢,今天我們要來聊聊這個,影響美國人很深、17 年才發生一次的「蟲蟲奇觀」,到底是怎麼回事!


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【一般的蟬生活習性是什麼?】



在開始聊週期蟬之前,我們要先了解一下「一般的蟬」他們的生活習性是什麼,才會知道美國的週期蟬,到底哪裡特別。

目前全世界的蟬類大約有 3 千種,大部分的蟬只有 2 到 8 年的壽命。一隻蟬的一生大概是這樣的:一開始,蟬媽媽會在樹皮裡面產卵,而卵孵化成若蟲之後,他們就會爬到土裡面,以樹根或莖的汁液為生。隨著若蟲漸漸長大,最後羽化成成熟的「蟬」,就會在每年的夏天,爬出土壤,飛到樹上求偶,而我們聽到的蟬鳴,就是雄蟬為了吸引雌蟬的叫聲。那在交配、產卵之後,蟬爸媽就會結束他們的生命。而這整個從出生、成長、繁衍後代,到死亡的過程,就叫做「生命週期」。粗略地說,生命週期指的就是這個生物的一生。

特別的是,蟬從爬出土壤到最後死亡的時間,只有短短的幾週,也就是說蟬一生,大部分的時間,都是待在土裡面。好的,那話說回來,週期蟬到底哪裡特別呢?牠們的特殊之處,就是他們的「生命週期特別地長」,以及「數量特別龐大」,這兩個特性了。







【週期特別長的週期蟬 】



那被叫做「週期蟬」的蟬,實際上可以分為 7 個不同的物種。而這 7 種蟬的生命週期,有些是 13 年,有些是 17 年,全部都分布在北美大陸。而根據昆蟲學家的理解,在北美洲有總共有 17 群不同的週期蟬,會輪流在不同年羽化成熟,而每年週期蟬出現的區域也會有滿大的差異。所以其實幾乎每年夏天,都會有不同群的週期蟬,爬出土壤求偶、交配和產卵,差別只是分佈區域和數量上的不同。而今年會這麼受到關注,就是因為今年「蟬爆日」爬出來的「第十群」(Brood X) 17 年週期蟬,是所有週期蟬當中,分佈區域最廣、數量也最多的一群,

這一群週期蟬,有紅色的眼睛、橘色的翅膀,以及深黑色的身體,的身長大約 2 到 3 公分。像是 2004 年的「蟬爆」,就是「第十群」週期蟬上一次出現的時間,而今年的繁殖期結束之後,下一次要看到同一群週期蟬,就要等到 2038 年了。13 年和 17 年真的是非常長的一段時間,是其他蟬生命週期 2-3 倍以上的長度。為什麼會這麼長呢?


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【週期蟬為何在地底下那麼久? 】



根據科學家的推測,週期蟬之所以要在地底下,花這麼長的時間成長,很可能是因為「北美洲過去的氣候不穩定」造成的。

科學家推測在 180 萬年前,北美地區的夏天,有時候氣溫會不夠高,蟬的若蟲就很難羽化,因此漸漸演化成比較長的生命週期,提高群體的存活率。 而至於為什麼是 13 和 17 年,而不是其他的數字呢?

科學家推測,很可能是因為 13 和 17 是「質數」的關係。從演化的角度來解釋的話,當 2 個物種都在同一年出現時,求偶聲經常會彼此干擾到對方,也會互搶生存空間。

所以,如果兩個物種能在不同年份出現,而且同時出現的機率不高,那麼,這對這兩個物種都很有利,也能大幅減少物種間的競爭。 

那從這個角度來說,演化成週期是質數的話,最小公倍數就會變得很大,代表他們要隔很久才會同時出現。以 13 年蟬和 17 年蟬來說,每 221 年才會同時出現一次。 那接下來,我們要來看看,為什麼週期蟬的數量會這麼的龐大,一次就出現十億隻週期蟬呢?


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【為什麼一次出現十億隻?】  



科學家認為,這可能是因為週期蟬應用了一種叫做「捕食者飽食效應(Predator Satiation)」的策略。有研究發現,在週期蟬大量出沒的區域,鳥類吃掉的週期蟬數量,並不會因為蟬的數量增加而增加。

那這個「捕食者飽食效應」就是說,如果週期蟬的數量,多到可以讓掠食者吃到撐,還吃不完的的話,就能夠讓他們的物種可以繼續留存。而且總數越龐大,每一隻蟬被吃掉的風險,就會越低,可以大幅增加物種存活的可能性。"不得不說,「十億」隻蟬一起出現,還真的是把這個策略做得相當極致。不過,十億隻一起出現,還是造成了不少困擾。


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【美國居民的困擾】



第一個困擾,我們在前面有提到,就是蟬的叫聲吵得像摩托車一樣,一隻的音量就有機會高達 90 分貝。

第二個,則是走在路上可能會被週期蟬迎面撞上,所以有很多民眾在出門的時候,不只戴口罩、戴帽子,隨身攜帶蒼蠅拍,還有人出們會穿全套的「防蟬罩」來保護自己。有很多美國人擔心自己家庭院的樹會爬滿週期蟬,所以把自己家院子的樹罩上了塑膠袋。

第三個困擾是,大量飛來飛去的蟬,也會影響到交通工具的運作。在六月初的時候,一大群週期蟬入侵白宮記者專機的引擎,把他們困在機場,最後這些記者們不得不搭另一架飛機,直到隔天凌晨才出發。美國 CNN 的白宮資深記者馬丁利就在推特發文,「我在十七年後,還是會記得這個永無止境的班機延誤」。 

不過,雖然這些蟬帶來超多的困擾,但實際上,他們並不會傷害我們或是其他的動植物喔!


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【週期蟬不是害蟲?】



早在 20 世紀初的美國,有許多媒體將週期蟬當作是一種類似「蝗蟲」的災害,加上常常有民眾因為週期蟬飛進車內而導致車禍,所以美國社會對週期蟬普遍很反感。直到後來,科學家才確認週期蟬其實跟蝗蟲不一樣,不會成群在天上飛,也不像蝗蟲會把植物吃掉,更不會傷害其他的動物,並不是「害蟲」。這才稍微改變大眾的觀感。

根據目前的了解,週期蟬其實非常溫和,他們不只體積小、沒毒性、不咬人、飛得慢,而且還只喝水,不會對人類有害。"

事實上,週期蟬為大自然帶來不少好處,他們的幼蟲在土中成長,可以幫助鬆土;而當大規模的蟬四處飛舞,也間接成為了許多昆蟲、鳥類豐富的食物來源。而最後,週期蟬的屍體也提供土壤營養的氮肥。 

不過,雖然週期蟬對大型樹木影響不大,但對小樹苗來說,還是可能會造成負擔,因為母蟬會將卵產在樹枝內,容易讓那段樹枝上的樹葉全數枯萎;當枯萎的樹枝太多,有時候甚至會導致樹苗死亡,造成果農的損失。 

所以,許多昆蟲學家會建議果農和種樹者,在週期蟬出沒前的 1 到 2 年,盡量不要種下新的樹苗,免得白白損失心血。面對數量如此龐大的週期蟬,有人就建議:應該效法古人,把週期蟬煮來吃。


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【美國人吃蟬歷史悠久?】



先別覺得把週期蟬煮來吃很誇張,事實上週期蟬有非常豐富的蛋白質,在美洲大陸上,吃蟬的歷史可是相當悠久!

根據美國的歷史資料,在很久之前,北美原住民印地安人就已經把週期蟬當作食物,他們會用油、大蒜和鹽,來炒週期蟬。

對印地安人來說,週期蟬不只是食物,也是相當神聖的昆蟲。許多族人相信,每隔 17 年 就會固定出現一次的週期蟬,象徵大自然的無盡循環,以及和埋在塵土中的祖 先,重新建立連結的象徵。 而除了原住民之外,1776 年,美國在獨立戰爭期間,也因為飢荒的關係,很多人靠著吃蟬度日。

另外,在 1936 年,大量週期蟬蟬出現的時候,美國一家報社的頭版,刊登了一群馬里蘭大學的學生吃蟬的心得,學生們說用油炒過週期蟬後,吃起來「有點像軟殼蟹」。而在這之後,每次週期蟬出沒時,都會有媒體報導民眾吃蟬的感想。現在網路上甚至還可以找到各式各樣的「創意料理」的食譜,像是蟬沙拉、蟬 Pizza、蟬餅乾、蟬拉麵、蟬壽司等等等。 

不過,今年6 月 2 號,美國食品暨藥物管理局(FDA)發文提醒,週期蟬其實跟蝦子有親戚關係,所以對海鮮過敏的人,最好還是不要吃蟬。







【我們的觀點】



研究這個主題時候,我們一直想到,如果我們也遇到像美國一樣,夏天的時候,樹上的蟬大爆發的狀況會發生什麼事?

我們查了之後才發現,台灣蟬的生命周期,不像美國週期蟬這麼長。以台灣夏天常見的「台灣熊蟬」來說,他們的生命週期大約是 4-5 年的時間,而且是每年夏天都會出現。雖然他們比美國今年的週期蟬還大隻,身長大概是4-5公分左右,但還好數量不是非常驚人!

不過,雖然沒有「蟬爆」的奇景,但在台灣還是可以遇到一些「蟲蟲大爆發」的狀況。像是下雨天的時候,就會出現白蟻大爆發;食物沒有收好,就可能會遇到螞蟻大爆發;又或者是像去年春天紅色「荔枝椿象」大爆發,牠們不只會傷害作物,如果要壓爆他們,還可能會腐蝕你的皮膚,造成蜂窩性組織炎,引起不少的困擾。

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所以今天這集的最後,想要來問問大家,如果你家裡突然出現蟲蟲大爆發,你會怎麼處理呢?

A. 眼不見為淨,不管牠們,最後就會自己會離開了;
B. 我會想辦法把牠們趕走,不要干擾到我的生活;
C. 我覺得很噁心,會用殺蟲劑殺死牠們;
D. 其他,留言告訴我們吧!

最後,如果你喜歡今天的影片,歡迎分享出去,讓更多人知道「17年來一次週期蟬究竟是怎樣的生物」!
此外也可以點這邊,看看「蝗蟲其實是餓肚子的蚱蜢?」以及「食蟲飲食」的討論;
那麼,今天的志祺七七就到這邊告一段落,我們明晚再見囉!

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【 本集參考資料 】

→Paleoclimatic Influences in the Evolution of Periodical Cicadas (Insecta: Homoptera: Cicadidae: Magicicada spp.), The American Midland Naturalist, Vol. 120, No. 1 (Jul., 1988), pp. 183-193 (11 pages):https://bit.ly/2UWvnSr
→Liebhold, A. M., Bohne, M. J., and R. L. Lilja. 2013. Active Periodical Cicada Broods of the United States. USDA Forest Service Northern Research Station, Northeastern Area State and Private Forestry. 
→Sota, Teiji, et al. "Independent divergence of 13-and 17-y life cycles among three periodical cicada lineages." Proceedings of the National Academy of Sciences 110.17 (2013): 6919-6924.
→Berlocher, Stewart H. "Regularities and irregularities in periodical cicada evolution." Proceedings of the National Academy of Sciences 110.17 (2013): 6620-6621.
→Broods, Cicada -University of Connecticut: https://cicadas.uconn.edu/broods/
→Cicada swarms in Washington, DC, appear to show up on the weather radar. Not everyone agrees:https://cnn.it/3wR25Sm
→【維基百科】Periodical cicadas:https://bit.ly/3rpqPAa
→【維基百科】Brood X:https://bit.ly/3hNivaa
→【科學人雜誌】17年之癢:https://bit.ly/3kzZcmo
→美東17年蟬來襲!你不知道的華府「蟬」文化:https://bit.ly/3ew7x6T
→從地心竄出:17年一出10億隻的美國「蟬爆日」:https://bit.ly/3hQKUfy
→地下躲了17年 它們不忍了! 數兆神祕生物入侵美國1/3領土 科學家建議「食用」:https://bit.ly/2W16sO3
→【公視】蟄伏 17 年 美東十億隻「週期蟬」將破土求偶 :https://bit.ly/3ziZ6Ub
→【地球圖輯隊】仲夏不寧靜 「 17 年蟬」大舉回歸美國 :https://bit.ly/3hQdduD
→【天下獨立評論】美東 17 年蟬來襲!你不知道的華府「蟬」文化 :https://bit.ly/36JXabn
→【EET TAIWAN】北美「蟬爆日」週期為什麼是質數?  :https://bit.ly/3zao348
→【香港 01】「 週 期 蟬」襲美國 民眾找食譜把蟬入菜 FDA:對海 鮮過敏者別吃 :https://bit.ly/3hOJ5iV
→【自由時報】蟄伏 17 年!週期蟬入侵白宮記者包機 延誤歐洲行:https://bit.ly/3irZKIj
 →【自由時報】台灣蟬與熊蟬的傳奇一生 :https://bit.ly/3rmilts
→【 Boundary stones】 Cicadas: Time Traveling Trouble Makers:https://bit.ly/3hOubcv
→【維基百科】Predator satiation:https://bit.ly/3zhUvSy 
→看見一堆小綠卵...在家遇到「荔枝椿象」怎麼辦?被毒液噴到小心皮爛眼瞎!用●●水噴1分鐘就死掉:https://bit.ly/3BjMLkA

【 延伸閱讀 】

→【環境資訊中心】美國部分周期蟬感染「迷幻真菌」 出現瘋狂交配行為:https://bit.ly/3hWoSrT
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