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A raíz del Norte El reciente eclipse solar de Estados Unidos, otro evento natural histórico, está en el horizonte. Desde finales de abril hasta junio de 2024, la cría más grande de cigarras de 13 años, conocida como Brood XIX, coemergerá con una cría de cigarras de 17 años del Medio Oeste, Brood XIII.
Este evento afectará a 17 estados, desde el oeste de Maryland hasta Iowa y al sur hasta Arkansas, Alabama y el norte de Georgia, Carolina del Norte, Carolina del Sur y Virginia. Una coemergencia como ésta de dos crías específicas con diferentes ciclos de vida ocurre sólo una vez cada 221 años. La última vez que estos dos grupos surgieron juntos fue en 1803, cuando Thomas Jefferson era presidente.
Durante aproximadamente cuatro semanas, las áreas boscosas y suburbanas dispersas resonarán con los característicos silbidos, zumbidos y chirridos de apareamiento de las cigarras. Después del apareamiento, cada hembra pondrá cientos de huevos en ramas de árboles del tamaño de un lápiz. Entonces las cigarras adultas morirán. Una vez que los huevos eclosionan, nuevas ninfas de cigarra caerán de los árboles y volverán a enterrarse bajo tierra, comenzando el ciclo nuevamente.
Quizás haya entre 3.000 y 5.000 especies de cigarras en todo el mundo, pero las cigarras periódicas de 13 y 17 años del este de los Estados Unidos parecen ser únicas al combinar largos tiempos de desarrollo juvenil bajo tierra con emergencias masivas y sincronizadas de adultos. Hay otras dos cigarras periódicas conocidas en el mundo, una en el noreste de la India y otra en Fiji, pero sólo tienen ciclos de vida de cuatro y ocho años, respectivamente.
Las cigarras periódicas plantean muchas preguntas tanto a los entomólogos como al público en general. ¿Qué hacen las cigarras bajo tierra durante 13 o 17 años? ¿Por qué sus ciclos de vida son tan largos? ¿Por qué están sincronizados? ¿Interactuarán las dos generaciones que surgirán esta primavera? ¿Cómo pueden los científicos ciudadanos ayudar a documentar este surgimiento? ¿Y el cambio climático está afectando a esta maravilla del mundo de los insectos?
Estudiamos las cigarras periódicas para comprender cuestiones sobre biodiversidad, biogeografía, comportamiento y ecología: la evolución, la historia natural y la distribución geográfica de la vida. No es casualidad que el nombre científico de las cigarras periódicas de 13 y 17 años sea magicadaabreviado de “cigarra mágica”.
Como especie, las cigarras periódicas son más antiguas que los bosques que habitan. El análisis molecular ha demostrado que hace unos 4 millones de años, el antepasado del actual magicada especies se dividieron en dos linajes. Unos 1,5 millones de años después, uno de esos linajes se volvió a dividir. Los tres linajes resultantes son la base de los grupos periódicos modernos de especies de cigarras, Décimo, Cassini y Decula.
Los primeros colonos americanos encontraron por primera vez cigarras periódicas en Massachusetts. La repentina aparición de tantos insectos les recordó las plagas bíblicas de langostas, que son un tipo de saltamontes. Así es como el nombre “langosta” se asoció incorrectamente con las cigarras en América del Norte.
Durante el siglo XIX, entomólogos notables como Benjamin Walsh, CV Riley y Charles Marlatt desarrollaron la asombrosa biología de las cigarras periódicas. Establecieron que, a diferencia de las langostas u otros saltamontes, las cigarras no mastican hojas, no diezman cultivos ni vuelan en enjambres.
En cambio, estos insectos pasan la mayor parte de su vida fuera de la vista, creciendo bajo tierra y alimentándose de las raíces de las plantas a medida que pasan por cinco etapas juveniles. Sus emergencias sincronizadas son predecibles y ocurren según un calendario de 17 años en el Norte y 13 años en el Sur y el Valle del Mississippi. Hay múltiples clases anuales regionales, conocidas como crías.
Cada color en el mapa de arriba (fuente: Universidad de Connecticut, usado con permiso) representa una cría de cigarras de 13 o 17 años, indicada por investigadores de la Universidad de Connecticut que observaron coros de cigarras activos. Las crías XIII (marrón) y XIX (naranja) surgirán en 2024. Haz clic en cualquier punto para ver a qué cría pertenece.
La característica clave de magicada La biología es que estos insectos emergen sincrónicamente en grandes cantidades, hasta 1,5 millones por acre. Esto aumenta sus posibilidades de cumplir su misión clave en la superficie: encontrar pareja.
Las emergencias densas también proporcionan lo que los científicos llaman una defensa de saciedad de depredadores o de seguridad en números. Cualquier depredador que se alimente de cigarras, ya sea un zorro, una ardilla, un murciélago o un pájaro, se saciará mucho antes de consumir todos los insectos de la zona, dejando atrás a muchos supervivientes.
Si bien las cigarras periódicas salen en gran medida según lo previsto cada 17 o 13 años, a menudo un pequeño grupo emerge cuatro años antes o después. Las cigarras que emergen tempranamente pueden ser individuos de crecimiento más rápido que tuvieron acceso a abundante alimento, y las rezagadas pueden ser individuos que subsistieron con menos.
Si las condiciones de crecimiento cambian con el tiempo, como está sucediendo ahora con el calentamiento climático, se vuelve importante tener la capacidad de hacer este tipo de cambio de ciclo de vida y salir cuatro años antes en tiempos favorables o cuatro años tarde en tiempos más difíciles. Si una fase repentina de calor o frío hace que una gran cantidad de cigarras salgan fuera de lo previsto dentro de cuatro años, los insectos pueden emerger en cantidades suficientes para saciar a los depredadores y cambiar a un nuevo horario.
A medida que los glaciares se retiraron de lo que hoy es Estados Unidos hace entre 10.000 y 20.000 años, las cigarras periódicas llenaron los bosques del este. El cambio temporal del ciclo de vida en diversos lugares ha formado un complejo mosaico de crías.
Hoy en día hay 12 crías de cigarras periódicas de 17 años en los bosques caducifolios del noreste, donde los árboles dejan caer sus hojas en invierno. Estos grupos están numerados secuencialmente y encajan como un rompecabezas gigante. En el sureste y el valle del Mississippi hay tres crías de cigarras de 13 años.
Debido a que las cigarras periódicas son sensibles al clima, los patrones de sus crías y especies reflejan cambios climáticos. Por ejemplo, los datos genéticos y de otro tipo de nuestro trabajo indican que las especies de 13 años Magicicada neotredecimque se encuentra en el valle superior del Mississippi, se formó durante un período interglacial anterior hace unos 200.000 años.
A medida que el ambiente se calentó, las cigarras de 17 años de la zona surgieron sucesivamente, generación tras generación, después de 13 años bajo tierra. Finalmente, cambiaron permanentemente a un ciclo de 13 años.
Pero no está claro si las cigarras pueden seguir evolucionando tan rápidamente como los humanos alteran su entorno. Aunque las cigarras periódicas prefieren los bordes de los bosques y prosperan en áreas suburbanas, no pueden sobrevivir a la deforestación ni reproducirse con éxito en áreas sin árboles.
De hecho, algunas crías ya se han extinguido. A finales del siglo XIX, una cría (XXI) desapareció del norte de Florida y Georgia. Otro (XI) se ha extinguido en el noreste de Connecticut desde aproximadamente 1954, y un tercero (VII) en el norte del estado de Nueva York se ha reducido de ocho condados a uno desde que se inició el mapeo a mediados del siglo XIX.
El cambio climático podría tener efectos adicionales. A medida que el clima de Estados Unidos se calienta, las temporadas de crecimiento más largas pueden proporcionar un mayor suministro de alimentos. Esto puede eventualmente convertir más cigarras de 17 años en cigarras de 13 años, tal como lo alteró el calentamiento pasado. Magicicada neotredecim.
Las primeras emergencias ocurrieron en 2017 en Cincinnati y el área metropolitana de Baltimore-Washington, y en 1969, 2003 y 2020 en el área metropolitana de Chicago, con más individuos participando en generaciones sucesivas. Nuestra hipótesis es que esto se debió al calentamiento climático.
En 2024, la Generación XIII de 17 años surgirá geográficamente adyacente a la Generación XIX de 13 años. Sin embargo, contrariamente a algunos informes recientes de los medios de comunicación, no se superpondrán. Lo sabemos porque los hemos mapeado en generaciones anteriores cuando surgieron por separado. En el área de adyacencia, no podemos distinguir las dos crías. Son idénticos en apariencia, canto y genética.
Los investigadores necesitan información detallada de alta calidad para rastrear la distribución de las cigarras a lo largo del tiempo. Los científicos ciudadanos son clave para este esfuerzo porque las poblaciones periódicas de cigarras son muy grandes y sus apariciones adultas duran sólo unas pocas semanas.
Los voluntarios que quieran ayudar a documentar el surgimiento de 2024 pueden descargar la aplicación para teléfono móvil Cicada Safari, proporcionar instantáneas y seguir nuestra investigación en tiempo real en línea en www.cicadas.uconn.edu. Será difícil ignorar las cigarras si están en tu área, así que ¿por qué no aprender a apreciarlas y divertirte?
John Cooley es profesor asistente de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Connecticut y Chris Simon es científico investigador senior de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Connecticut.