Ninhada gigante de bilhões de insetos definida para emergir nos EUA em evento sincronizado em massa

Um grande evento no mundo dos insetos está se aproximando. Começando em algum momento de abril ou maio, dependendo da latitude, uma das maiores ninhadas de cigarras de 17 anos emergirá do subsolo em uma dúzia de estados, do oeste de Nova York a Illinois e do sul ao norte da Geórgia . Este grupo é conhecido como Brood X, como no numeral romano para 10.

Por cerca de quatro semanas, as áreas arborizadas e suburbanas tocarão com o apito e o zumbido das cigarras de acasalamento. Após o acasalamento, cada fêmea depositará centenas de ovos em galhos de árvores do tamanho de lápis.

Então as cigarras adultas morrerão. Assim que os ovos eclodem, novas ninfas de cigarras caem das árvores e voltam a se esconder no subsolo, reiniciando o ciclo.

Existem talvez 3.000 a 4.000 espécies de cigarras em todo o mundo, mas as cigarras periódicas de 13 e 17 anos do leste dos Estados Unidos parecem ser as únicas em combinar longos tempos de desenvolvimento juvenil com emergências adultas em massa sincronizadas.

Esses eventos levantam muitas questões para entomologistas e também para o público. O que as cigarras fazem no subsolo por 13 ou 17 anos? O que eles comem? Por que seus ciclos de vida são tão longos? Por que eles estão sincronizados? E a mudança climática está afetando essa maravilha do mundo dos insetos?

Estudamos cigarras periódicas para entender questões sobre biodiversidade, biogeografia , comportamento e ecologia – a evolução, história natural e distribuição geográfica da vida. Aprendemos muitas coisas surpreendentes sobre esses insetos: por exemplo, eles podem viajar no tempo mudando seus ciclos de vida em incrementos de quatro anos. Não é por acaso que o nome científico das cigarras de periódicos de 13 e 17 anos é Magicicada , abreviação de “cigarra

História Natural

Como espécies, as cigarras periódicas são mais antigas do que as florestas em que habitam. A análise molecular mostrou que cerca de 4 milhões de anos atrás, o ancestral da espécie Magicicada atual se dividiu em duas linhagens . Cerca de 1,5 milhão de anos depois, uma dessas linhagens se dividiu novamente. As três linhagens resultantes são a base dos grupos de espécies de cigarras periódicas modernas, Decim, Cassini e Decula .

Os primeiros colonizadores americanos encontraram cigarras periódicas pela primeira vez em Massachusetts. O súbito aparecimento de tantos insetos os lembrou das pragas bíblicas dos gafanhotos, que são um tipo de gafanhoto. Foi assim que o nome “gafanhoto” tornou-se incorretamente associado às cigarras na América do Norte.

Durante o século 19, entomologistas notáveis ​​como Benjamin Walsh , CV Riley e Charles Marlatt desenvolveram a surpreendente biologia das cigarras periódicas. Eles estabeleceram que, ao contrário de gafanhotos ou outros gafanhotos, as cigarras não mastigam folhas, dizimam plantações ou voam em enxames.

Em vez disso, esses insetos passam a maior parte de suas vidas fora de vista, crescendo no subsolo e se alimentando das raízes das plantas enquanto passam por cinco estágios juvenis. Suas emergências sincronizadas são previsíveis, ocorrendo em um cronograma de 17 anos no Norte e 13 anos no Sul e no Vale do Mississippi. Existem várias classes de anos regionais, conhecidas como ninhadas.

Segurança em números

A principal característica da biologia do Magicicada é que esses insetos surgem em grande número. Isso aumenta suas chances de cumprir sua missão principal acima do solo: encontrar companheiros.

As emergências densas também fornecem o que os cientistas chamam de defesa da saciedade do predador. Qualquer predador que se alimenta de cigarras, seja uma raposa, esquilo, morcego ou pássaro, vai se fartar muito antes de consumir todos os insetos da área, deixando muitos sobreviventes para trás.

Embora as cigarras periódicas em grande parte sejam lançadas dentro do cronograma a cada 17 ou 13 anos, freqüentemente um pequeno grupo surge quatro anos antes ou depois. As cigarras que emergiram precocemente podem ser indivíduos de crescimento mais rápido que tiveram acesso a alimentos abundantes, e os retardatários podem ser indivíduos que sobreviveram com menos.

Se as condições de cultivo mudarem com o tempo, será importante ter a capacidade de fazer esse tipo de mudança de ciclo de vida e sair quatro anos antes em tempos favoráveis ​​ou quatro anos depois em tempos mais difíceis.

Se uma fase repentina de calor ou frio faz com que um grande número de cigarras cometa um erro único e saia do horário por quatro anos, os insetos podem surgir em número suficiente para saciar os predadores e mudar para um novo horário.

Ninhadas de cigarras, identificadas por algarismos romanos, surgem em ciclos de 13 ou 17 anos. (Universidade de Connecticut, CC BY-ND)

Hora do censo para Brood X

À medida que as geleiras recuaram do que hoje são os Estados Unidos, há cerca de 10.000 a 20.000 anos, as cigarras periódicas encheram as florestas orientais. A mudança temporária do ciclo de vida formou um complexo mosaico de ninhadas.

Hoje, existem 12 ninhadas de cigarras periódicas de 17 anos nas florestas caducifólias do nordeste, onde as árvores deixam cair folhas no inverno. Esses grupos são numerados sequencialmente e se encaixam como um quebra-cabeça gigante. No sudeste e no vale do Mississippi, existem três ninhadas de cigarras de 13 anos.

Como as cigarras periódicas são sensíveis ao clima, os padrões de suas ninhadas e espécies refletem as mudanças climáticas. Por exemplo, dados genéticos e outros de nosso trabalho indicam que a espécie Magicicada neotredecim , de 13 anos , encontrada no alto vale do Mississippi, formou-se logo após a última glaciação.

À medida que o ambiente aquecia, cigarras de 17 anos na área surgiam sucessivamente, geração após geração, após 13 anos no subsolo até que fossem permanentemente transformadas em um ciclo de 13 anos .

Mas não está claro se as cigarras podem continuar a evoluir tão rapidamente quanto os humanos alteram seu ambiente. Embora as cigarras periódicas prefiram bordas de floresta e prosperem em áreas suburbanas, elas não podem sobreviver ao desmatamento ou se reproduzir em áreas sem árvores.

Na verdade, algumas ninhadas já se extinguiram. No final do século 19, uma ninhada (XXI) desapareceu do norte da Flórida e da Geórgia. Outro (XI) foi extinto no nordeste de Connecticut desde cerca de 1954, e um terceiro (VII) no interior do estado de Nova York encolheu de oito condados para um desde que o mapeamento começou em meados do século XIX.

A mudança climática também pode ter efeitos de longo alcance. À medida que o clima dos EUA esquenta, temporadas de cultivo mais longas podem fornecer um suprimento maior de alimentos. Isso pode eventualmente transformar mais cigarras de 17 anos em cigarras de 13 anos, assim como o aquecimento anterior alterou o neotredecim de Magicicada .

Emergências em grande escala ocorreram em 2017 em Cincinnati e na área metropolitana de Baltimore-Washington, e em 1969, 2003 e 2020 na área metropolitana de Chicago – potenciais precursores desse tipo de mudança.

Os pesquisadores precisam de informações detalhadas de alta qualidade para rastrear as distribuições de cigarras ao longo do tempo. Cientistas cidadãos desempenham um papel fundamental neste esforço porque as populações periódicas de cigarras são muito grandes e suas emergências adultas duram apenas algumas semanas.

Voluntários que desejam ajudar a documentar o surgimento do Brood X nesta primavera podem baixar o aplicativo para celular Cicada Safari , fornecer instantâneos e acompanhar nossa pesquisa online em tempo real em www.cicadas.uconn.edu . Não perca – a próxima oportunidade não virá até que os Broods XIII e XIX surjam em 2024 .

John Cooley , Professor Assistente de Ecologia e Biologia Evolutiva, Universidade de Connecticut e Chris Simon , Professor de Ecologia e Biologia Evolutiva, Universidade de Connecticut .