成千上万的新孵化的17年期蝉覆盖了美国东部,居民们可以原谅他们没有注意到一个不太显眼的消失:鸟类。鸟类调查一再显示,在蝉出现的地区,鸟类数量呈神秘的下降趋势。
这与人们的预期恰恰相反——乌鸦、蓝鸦和红衣主教等鸟类都受到了影响,而它们以昆虫为食。这让鸟类学家沃尔特·科尼格着迷多年。“鸟类根本没有来吃它们,”康奈尔大学鸟类学实验室的资深科学家科尼格说。“为什么鸟类不利用蝉呢?周围没有鸟 seems like a good explanation。”
现在,今年春天是他第一次能够通过现实生活中的出现来衡量他的理论。
蝉的爆发
数百万只蝉在13年和17年的周期中同时出现在美国东海岸和中西部,这是世界自然奇观之一——尽管许多人认为突然出现的数百万只巨大的、红眼睛的昆虫是一种恐怖,而不是奇观。
第二批蝉正在它们的分布范围内嗡嗡作响并产卵,从北卡罗来纳州到康涅狄格州。美国林务局北部分局研究站(位于西弗吉尼亚州摩根敦)的森林害虫专家安德鲁·利布霍尔德说,蝉同时出现的主要原因是作为一种进化适应,以避免被鸟类吃掉。“你可能永远不会注意到所有昆虫物种的99.99%,因为它们从不爆发,”他说。“这是因为鸟类控制着昆虫的数量。”“周期性蝉的惊人之处在于它们找到了绕过这个问题的方法,”利布霍尔德说。因此,如此多的蝉突然出现在地表,以至于包括鸟类在内的捕食者可以填饱肚子,但对种群数量几乎没有影响。
鸟类在哪里?
那么,近几十年来,观鸟者却报告在蝉出现的地区看到的鸟类数量减少,而不是增多,这真是一个惊喜。会不会是蝉的交配嗡嗡声淹没了鸟鸣,导致观鸟者只以为鸟类数量减少了?
蝉对鸟类来说并非有毒,但会不会是蝉身上其他东西驱赶了鸟类?或者有其他解释吗?科尼格和利布霍尔德联手进行了调查。他们首先查阅了繁殖鸟类调查的数据,这是美国地质调查局自1966年以来收集的年度鸟类数量普查。在繁殖鸟类调查中,全国各地的志愿科学家和专家观鸟者在繁殖季节沿着指定的路线驾车,在预定地点停留,观察和倾听鸟类。
科尼格和利布霍尔德研究的关键在于,在1987年和2004年的第十批蝉出现年份,第十批蝉分布区内的繁殖鸟类调查志愿者被要求收集有关蝉以及鸟类的信息。在他们路线的每个站点,都被要求记录他们是否能听到蝉鸣声。“这太棒了,”擅长处理繁殖鸟类调查数据的科尼格说。“这让我们能够检验这些假设。”科尼格推断,如果蝉是赶走了鸟类,那么在听到蝉鸣的地区,鸟类数量会更少,而在附近听不到蝉鸣的地区,鸟类数量会更多。如果蝉的声音淹没了鸟鸣,那么在能听到蝉鸣的地区,鸟类数量会更少,而在附近的地区,鸟类数量则保持不变。然而,如果该地区实际上鸟类数量更少,那么在能听到蝉鸣的地区和附近没有蝉鸣的地区,鸟类数量都会更少。而数据显示正是如此。数据显示,鸟类数量在次年就恢复了。
当科尼格查看另一项年度鸟类调查——圣诞节鸟类普查时,情况变得更加复杂。这些数据显示,在蝉出现地区的乌鸦、蓝鸦和其他以昆虫为食的鸟类数量,在蝉出现前六个月就已经减少了。正常的鸟类数量有所下降,仿佛预料到了昆虫的激增。“周围没有蝉;没人想到蝉,”科尼格说。“而且已经有下降了。这让我觉得也许我并没有胡说八道。”在证明蝉出现地区确实鸟类数量减少后,团队接下来的问题是:“为什么?”这是他们至今仍在努力回答的问题。
一个悬而未决的问题
科学家们知道,在蝉出现约两年后,鸟类数量会激增,而在之后约两年,鸟类数量又会下降。出现年中的食物充裕是否会引发一系列的鸟类数量的繁荣和萧条,直到下一次出现?在蝉大量出现13年或17年后,生态系统是否会变得贫瘠?或者,蝉在地下吸食树根的汁液,是否会在它们出现前一两年对树木做了什么,导致树木产生的种子数量减少,从而降低鸟类数量?
科尼格认为,要弄清楚这一点,需要比繁殖鸟类调查数据更多。“进化生物学中一个持久的谜团是,我们如何得到这些13年和17年的周期,”他说。科尼格怀疑蝉和鸟类数量相互影响,但他还没有找到一个能理清这种关系所有动态的实验。作为一个自称的“数据狂”——他本月作为成年人经历了第一次蝉的出现——科尼格希望一位注重实地考察的研究生能承担起跟踪个体鸟类在出现期间情况的任务,以解开这个谜团。“我敢打赌,有些非常酷的事情正在发生,而我们还不知道。”
Madeline Bodin 从她位于佛蒙特州的家,为全国性杂志和偶尔的报纸撰写关于科学和环境的文章。














