Jak cykady odmierzają czas
W roku 2011, gdy prezydentem był Barack Obama, promy kosmiczne NASA odchodziły na emeryturę, a Taylor Swift odbywała drugą trasę koncertową – na ogromnym obszarze południowo-wschodnich Stanów Zjednoczonych z drzew spadł grad miliardów maleńkich nowo narodzonych cykad, które zakopały się w ziemi.
Wiosną tego roku te same cykady, już wyrośnięte, po raz pierwszy od 13 lat wyszły na powierzchnię. To cud synchronizacji, który pozwala im rozwijać się, mimo że mnóstwo zwierząt żeruje na bezbronnych owadach. W jaki sposób te owady potrafią koordynować swoje hałaśliwe pojawianie się co 13 lat, a w przypadku niektórych gatunków co 17? W końcu cykady nie dysponują budzikiem ani kalendarzem, a spędzają pod ziemią ponad dekadę.
„17 lat to bardzo długo, aby cokolwiek śledzić – mówi John Lill, ekolog zajmujący się owadami na George Washington University. – Sam nie jestem w stanie pamiętać o okresach 5-letnich, a co dopiero 17-letnich, więc zadziwiające jest, jak to robi owad”.
W 2024 roku pojawiły się dwie różne grupy cykad występujących okresowo: 13-letni lęg XIX (Brood XIX), obejmujący większość południowo-wschodnich Stanów Zjednoczonych oraz 17-letni lęg XIII (Brood XIII) skoncentrowany w północnym Illinois. Byli też nieliczni maruderzy z innych lęgów. Kiedy cykady popełniają błędy, najczęściej opóźniają pojawienie się o rok lub cztery lata. W przyszłym roku kolejny ogromny 17-letni wylęg XIV ma się pojawić w części Wschodniego Wybrzeża i dorzecza rzeki Ohio.
Żaden z tych owadów nie śledzi upływu czasu, natomiast stosują one pewien trik: rejestrują cykle wzrostu drzew, którymi się żywią. Podczas długiego pobytu pod ziemią owady piją sok ksylemowy – płyn ubogi w składniki odżywcze, zawierający głównie wodę, który przemieszcza się od korzeni do korony drzewa. Co roku, gdy drzewo kwitnie, ten sok jest bogatszy w aminokwasy – niektórzy badacze nazywają go „wiosennym eliksirem”. Wydaje się, że cykady „liczą” każdy przypływ tego eliksiru. Gdy badacze w przypadku 15-letnich cykad z 17-letniego lęgu spowodowali, że drzewa pokarmowe owadów zakwitły dwa razy w roku – cykady pojawiły się wcześniej, ale po 17 kwitnieniach.
„Wiemy więc, co liczą, ale nie wiemy, gdzie odnotowują wynik – mówi Martha Weiss, ekolog zajmujący się owadami na Georgetown University. – Nie bardzo rozumiemy, w jaki sposób to śledzą”.
Siedem gatunków cykad wieloletnich występujących w USA jest szczególnie efektownych i dobrze znanych ze względu na zsynchronizowane pojawianie się, ale w sumie w całym kraju żyje ich 150 gatunków. Inne zwane są dorocznymi, ponieważ większość z nich pojawia się co roku. „Naukowcy nie wiedzą jeszcze dokładnie, jak długo żyją te owady ani czy mają wewnętrzny licznik, jak w przypadku wieloletnich” – mówi John Cooley, biolog z University of Connecticut, który zajmuje się badaniem cykad. „Doroczne wychodzą każdego lata, ale pod ziemią panuje bałagan, więc trudno wyśledzić, ile czasu tam przebywały”.
Cooley twierdzi, że odkrycie licznika, przynajmniej w przypadku cykad wieloletnich, byłoby stosunkowo łatwe, ale bardzo kosztowne. Uczeni mogliby po prostu przeanalizować wystarczającą liczbę cykad na poszczególnych etapach rozwoju, szukając wzorca w ich stanach wewnętrznych.
Zdaniem Cooleya większym wyzwaniem niż znalezienie tajemniczego licznika jest zrozumienie procesu ewolucji, który doprowadził do tak osobliwego trybu życia. Jedna z hipotez łączy to okresowe zachowanie z lodowcami, które niegdyś pokrywały większość obecnego obszaru występowania cykad. Inni naukowcy uważają, że taka taktyka umożliwia owadom unikanie drapieżników.
Choć obie hipotezy są dość rozpowszechnione, to cykady wieloletnie stanowią ewenement, bo wylęgi zaledwie dziewięciu z blisko 3400 gatunków występujących na świecie cykad są zsynchronizowane z latami. W związku z tym Cooley podkreśla, że „bez względu na przyczynę takiego wzorca życia, jest on rzadkością, a rzadkie rzeczy zawsze są najtrudniejsze do zbadania; trudno wskazać przyczynę ewolucji – możemy tylko stwierdzić, że był to jakiś szczególny splot okoliczności.
Jeśli więc tej wiosny z przyczyn osobistych lub zawodowych znalazłeś się we wschodnich Stanach Zjednoczonych, powinieneś cieszyć się tym wyjątkowym zjawiskiem, zamiast narzekać na hałas. „Nigdzie indziej na świecie nie można zobaczyć tak wielu okresowo występujących gatunków cykad – mówi Cooley. – To jeden z siedmiu biologicznych cudów świata”.
Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.