蝉，盛夏的“潜伏者” （2）

2.两大谜团至今无解

蝉爱“唱歌”，那它能听到自己的歌声吗？貌似简单，但至今无解。

早在100多年前，法国著名昆虫学家法布尔在《昆虫记》中说“蝉是个‘聋子’”，甚至直至上世纪80年代的小学语文教科书《蝉》一文中也沿用了这个说法。为了验证此观点，法布尔曾做过一次实验，他在树下打响了土枪，声似霹雷，可是树上的蝉丝毫未动，照样唱个不停。但近些年来，许多昆虫学家提出质疑，他们解剖后发现，蝉两侧腹室的外缘各有一个凸起的听囊，腔内约有1500个听觉单元。当外界声波刺激听膜振动时，听神经细胞产生兴奋，其神经冲动沿听神经传入大脑的听觉中枢，产生相应的听感觉。雌蝉的听膜虽比同种雄蝉小，但听脊却明显大，这比听膜对声音的敏感性更高，因此证明雄蝉并不是“聋子”，只不过听觉不如雌蝉罢了。

但随后科学家在研究中发现，雄蝉的褶膜、镜膜和腹腔膜既是接受声波的听膜，又是鸣声的辐射膜，相当于老式的收录机，不能同时使用收、录两种功能。也就是说，雄蝉是“半聋”，即静止时能听到声音，鸣叫时却是什么也听不到。但由此又有新疑问出现，因为蝉具有群鸣的习性，大家一起叫、一起停，节奏十分整齐，显然它们是需要听到同伴的声音后才能参加“合唱”，这样一来，说雄蝉的镜膜既是听膜，又是扩音膜就不可理解了，有待科学家进一步证实。

雌蝉一定是“哑巴”吗？这也是难以解释的第二个谜。大多数观点是，雌蝉身体的乐器构造不完全，不能发声。但如果是这样的话，雄蝉又听不到自己的鸣叫，如何能吸引远处的雌蝉呢？因此有科学家认为，雄蝉“歌唱”时能召唤到方圆1000多米内的异性，当它们的距离飞近后，雄蝉不断发出特有的低音量“求爱声”，与此同时，雌蝉也会低声回应，才能“恋爱”成功，只不过这种低音是人类无法捕捉的。但蝉们是否真是这样“喃喃低语”呢？尚不得而知。

3.最长能在地下“潜伏”17年

“四年黑暗的苦工，一月日光中的享乐，这就是蝉的生活。”法布尔这样描述蝉的一生。

的确，蝉算得上昆虫界的传奇，尤其是美国东部地区出现的“周期蝉”。它们在若虫时期就在地下几尺深的地方“潜伏”，靠吮吸树根汁液为生，十三年或者十七年之后，当地面温度达到18摄氏度以上，数以亿计的蝉就像听到了集结号一样，陆续破土而出，爬上树蜕皮鸣叫，开始求偶繁殖。一个月的繁衍期过后，这些蝉便逐渐死去，而后代会继续蛰伏于地下，等待下一个轮回。绝大多数的昆虫只有一年或更短的生命，大部分蝉生命为3年至9年，而这种蝉的生命长度是13年或者17年，绝对算得上是昆虫界的异类。

美国康涅狄格农业实验所昆虫学家梅尔从1979年开始到2013年，三度研究“十七年蝉”。他介绍，2030年将会再次出现新一波蝉，到时他已经81岁了。难怪有人说，在美国可以用“周期蝉”来为自己的生命计时，它的每一次造访基本契合了人从青年、壮年到老年的人生轨迹。

现存的“周期蝉”族群分布于美国15个州，每个群“造访”时间只是内部同步，群之间是相互错开的。从2012年到2017年，每年都有一种“十七年蝉”出现。2013年夏，北卡罗来纳州就遭到过一次“十七年蝉”的造访，当地居民的房子上和院子里到处是这种黑乎乎的家伙，人们出门不得不打伞躲避一阵阵的“蝉雨”。科学家称，他们并不知道到底有多少“潜伏者”，粗略估计大概有上亿只蝉随时会瞪着鼓鼓的红眼睛从地下爬上来。虽然听起来像恐怖电影里演的生物入侵，但它们是无害的，既不伤人又不会破坏其它生物，顶多就是遭到它们吸食的植物会变得比正常状况略微稀疏单薄，一般不会枯萎死去。

别看“十七年蝉”每次都是“蝉海出行”，其实它们很脆弱，因为飞行速度慢，天敌非常多，数量庞大是它们幸存的关键因素，据说雌蝉一次产卵可达上千个。在漫长的地下生活中，幼虫利用粪便建造防水房间，可以保证自己不被大水冲走。尽管如此，还是有大约98%的蝉在出土孵化前已被毁灭，为土壤提供大量的氮元素。过去“十七年蝉”入侵时，每英亩地面数量可达150万只，正因如此，鸟类才不可能全部将其吃光，幸存者得以继续繁殖。

这些昆虫为什么会遵循固定的时间规律？在2012年出版的一期《美国博物学家》杂志上，美国两位科学家发表了一篇文章讨论“周期蝉”的蛰伏时间，他们调取了1966年至2010年北美所有鸟类的种群统计表，选择其中15种可以被称为“周期蝉”天敌的鸟类，制作了一张鸟类随年份变化的种群数量曲线，发现这个变化和“周期蝉”的生命周期几乎完全重合。也就是说，“十七年蝉”附近的鸟类种群数量变化正好也是十七年，在蝉出土的当年，鸟类种群数量达到最低点，然后迅速增加，等下一个十七年到来时再度达到最低。可以理解为，蝉17年的地下蛰伏不过是一种躲避天敌保证自身繁衍的应对之策。但为什么会产生这种现象，两位科学家尚未有定论，只是提出一种假说，即大量“周期蝉”出土时给周围土壤组成带来巨变，从而影响到整个生态系统的构成，最终导致鸟量同时产生了骤降。

日本京都大学的研究人员对7个“周期蝉”种进行了RNA测序，有证据表明，每组“十七年蝉”与其最近的近亲“十三年蝉”都发生过杂交。尽管如此，在长达20万年的时间里，这些蝉依然维持了各自不同的生命周期，研究人员无法给出精确的遗传学解释。未来还将对它们做进一步的全基因组测序，以了解其演化过程中如何维持不同的生命周期。

除了美国，世界其他地方还未发现“周期蝉”的存在。事实上，早在美国大陆有人定居开始，人们对蝉就有过记录，但直至今天，这种据称是地球数量最为庞大的昆虫仍是谜一样的存在，为什么它能在地下生活那么久，是如何精准计算出土时间的，为什么会选择这一地区蛰伏……这些疑问都有待科学家来破解。