近日，美國東部地區發佈蟬預警，聲稱今年將會有300億隻蟬破土而出，提醒當地民眾做好防禦措施。

看到這則消息，你是不是和我一樣大為詫異。300億，這得有多少只蟬啊！

這種蟬屬於半翅目蟬科週期蟬屬，週期為13年的叫做13年蟬，週期是17年的就叫做17年蟬。它們生活在北美洲。成蟲長有紅色突出的眼睛，胸背部為黑色，翅膀是透明的，翅脈為橙色或者是黑色。它的體長為2.4到3.3公分。比我們平時見到的蟬要小一些。

17年蟬在我們的傳統印象中，大多數的昆蟲生命週期是比較短的，像我們用蜉蝣比喻生命的微小。「朝生暮死」指的就是它們。然而這種蟬的生命週期可達13年到17年，是昆蟲家族中的最長壽的。

這些生活在北美洲的蟬雖然壽命長達13年或17年，但是它們生命的絕大部分時光是在地下度過的。蟬都是把卵產在比較細的樹枝上。這些細樹枝在產卵後就會慢慢變乾枯，折斷掉落到地面上。樹枝中的蟬卵在孵化後就會鑽入到地下。然後依附在一根美味多汁的樹根旁邊，過著衣食無憂的地下生活。這樣做的好處就是，「我躲在地下過我的小日子。地面上的天敵是抓不到我的。」幼蟲可以在地下安全地長到成年。

爬出地面的知了猴週期蟬會每隔13年或者17年集中大規模的出現，有嚴格的週期性。週期蟬的生命週期為什麼是13年或者是17年，而不是12年或者是16年呢？對於這種杠精式的反問，科學家的研究結果非常有趣。

第一點，13年和17年對於昆蟲來講是非常漫長的。科學家認為，週期蟬出現於距今180萬年前，那時候的北美洲還處在第四紀冰河期，氣溫非常的低。有的年份夏天的溫度也會很低。而成年的蟬卻需要高溫，一旦遇到冷夏就會被凍死。但是蟬的幼蟲在地下可以躲避寒冷而活下來。

17年蟬一些研究週期蟬的科學家計算過，如果在1500年的時間裡，每隔50年就會出現一次冷夏。凡是遇到冷夏的蟬就會被凍死。每7年出土一次的蟬，只有7%的幾率多開冷夏倖存下來。每11年出土一次的蟬，多開冷夏的幾率就上升到了51%。如果是17年蟬，它們就有96%的幾率多開冷夏。 因此，非常長的生命週期可以提高蟬的成活率。

第二點，13和17這兩個數字都是質數。它們除了1和自身之外沒有任何自然數整除它們。這樣就可以有效地避開其它種類的掠食者。

舉個例子吧，如果某種17年蟬的天敵生命週期是7年，那麼它們之間要17×7=119年才遇到一次。沒有那種週期蟬的天敵會活這麼久的時間。在週期蟬不出現的時候，天敵的數量就會維持在一個比較低的水準上。這樣週期蟬和它的天敵數量高峰期會隔上相當長一段時間才能重合。這對它們種群的穩定性是很有利的。

螳螂捕蟬此外，如果某地既有13年蟬，又有17年蟬，那麼它們在同一地點出現競爭資源的情況要13×17=221年才會遇到一次。

這麼看來，這些蟬是懂數學的啊！

週期蟬在美國，研究人員把週期蟬被劃分成了30個群落。今年出現的17年蟬是第10號群「大東方群」。它的范圍沿著美國東海岸從紐約州到北卡羅來納州，向內陸延伸到伊利諾和密西根州。到時候預計將會有300億隻蟬破土而出，這幾乎是美國人口數量的300倍！

17年蟬留下的蟬蛻這麼多的蟬從地下出來以後，會吸引來大量地吃它們的鳥獸。但是雄蟬也顧不了這麼多了。它們拼命地鳴叫，吸引雌蟬前來產下新的後代。不過幾周的時間，它們的生命就結束了。而它們的卵則在孵化出來後，蟄伏到地下，又開始了下一個17年的生命週期。