221年一遇的大事，将在2024年发生。据美国《时代》周刊网站近日报道，美国今年将迎来超过1万亿只周期蝉，这是自1803年以来从未有过的现象。届时，美国许多地方的周期蝉将会铺天盖地，蝉鸣震耳。尤其是这波蝉灾将会对当地树木造成毁灭性的损伤。究竟什么是周期蝉？它为何会有周期？

地下蛰伏，周期性“苏醒”

蝉，俗称知了。全球已有记录的蝉2000余种，我国约有300种。

有一类蝉，非常特殊，为北美地区独有，从未在其他地区发现，因为它们是以周期性的状态出现，在地下蛰伏长达十余年且时间非常精准，故称之为“周期蝉”。

周期蝉，是指蝉科周期蝉属中的所有蝉，共有7个种，这些蝉分布在北美洲，主要是美国和加拿大。其中，最著名的要数13年周期蝉和17年周期蝉。根据它们出现的年份，现存的周期蝉又被分为15个群，每个群通常每年交替出现。

周期蝉的生命周期相当独特，属于不完全变态昆虫。与其他昆虫相比，它们没有蛹，整个生命周期只有卵、若虫和成虫三个阶段。其中，在卵阶段，它们附着在树皮里，通常会持续将近1年，第二年孵化成若虫，开启漫长的地下生活，时间长达13—17年，通过吸食植物根系的汁液获取营养。

到了成虫阶段，周期蝉破土而出，爬上附近的大树或者灌木，等羽化后飞向树木进行繁殖。这是周期蝉生命中短暂而重要的时期。因为它们需要在短短的4—6周左右完成繁殖任务。产卵期过后，成虫的生命结束，大量周期蝉死亡，尸体腐烂进入土壤成为有机质，为植物生长提供养分。

维持生命，紧贴植物根系

周期蝉若虫在地下生活的阶段，是其生命周期中最长阶段。此时的若虫身体很小，仅有1厘米左右，通体白色。若虫掉落到地上，用前胸的一对挖掘足，挖开松软的土，在树木的根系附近挖掘出一个洞穴钻入，由此开启漫长且暗无天日的生活。

洞穴表面粗糙，内壁光滑湿润，壁的一部分附着在植物根上，以便吸食。它们靠吸食植物根系的汁液来获取营养，以维持生命活动。由于靠近植物根系，若虫的活动性较小，通常会在洞穴中静静地待着。在地下生活期间，它们会在洞穴中营造一个适合自己的生活空间，通过调节洞穴的温度和湿度来维持生命活动，以适应黑暗、湿润和低氧等环境。

随着龄期的增长，若虫会不断地蜕皮成长，逐渐扩大洞穴的空间。等到了繁殖期时，若虫就会爬出地面，经过羽化后变为成虫。

算准质数，规避天敌伤害

周期蝉是一类特殊的昆虫，它们的生命周期通常与质数相关，比如13年蝉和17年蝉。科学家研究发现，这是周期蝉进化形成的一种生存策略。

周期蝉选择质数作为生命周期的长度，目的是尽可能避免与捕食者的生命周期重叠，最大程度地减少与捕食者相遇的机会。这样，周期蝉就能更好地规避天敌，减少与其他物种的竞争，从而保证种群的延续。因此，质数成为周期蝉的保护伞，为其在生态系统中的生存提供重要保障。

作为生物的一个类群，周期蝉的这种生命现象令人惊讶，也充满了神秘感。它们仿佛是大自然的魔法师，掌握着某种我们尚未完全理解的“时间魔法”。未来，我们需要通过加强对周期蝉的研究和应用，以便更好地保护和维护生态系统，促进人与自然的和谐发展。

（作者系北京生物多样性保护研究中心副主任）