Kdy se objevují cikády?

Léto skončilo, přišlo září, každodenní práce. Ale stačí se trochu rozptýlit, zavřít oči a vzpomínky na zvuk vln řítících se ke břehu, horké letní slunce, modrou oblohu a neustálý chór cikád – nejhlasitější hmyz na naší planetě – se vrací zpět. Cvrčci, kobylky ani jiní zpěváci se nemohou srovnávat s cikádami v hlasitosti zvuků, které vydávají.

Hlava cikády

Cikády jsou zástupci řádu hmyzu homoptera proboscis (Homoptera), kam kromě nich patří i známé mšice a „producenti košenily a šelaku“ – kokcidky, neboli šupinatý hmyz. V samotném podřádu cikád existuje také několik skupin – čeledí – především drobného a nenápadného hmyzu. (I když pokud budete „kosit“ trávu síťkou – obvyklá metoda počítání hmyzu – lví podíl na maličkostech, na které narazíte, budou nejspíš cikády.) „Vznešené“ cikády tvoří jedinou rodinu – pravda, popř. píseň, cikády (Cicadidae). Jedná se o více než 1500 druhů hmyzu, žijících především v tropických zemích. Například největší cikády indonéský královský (Pomponia imperátorská), mají tělo dlouhé až 6,5 cm a rozpětí jejich křídel dosahuje 18 cm! A nejmenším zástupcem rodiny je horská cikáda (cicadetta montana), dosahuje délky 2 cm – podle standardů středních zeměpisných šířek není vůbec malá.

Navzdory rozdílu ve velikosti jsou všechny písňové cikády vzhledově velmi podobné. Každý, kdo viděl alespoň jednu cikádu, okamžitě pozná člena rodiny v jakémkoli jiném druhu. Všechny tyto druhy hmyzu mají husté, velké tělo s poměrně velkou hlavou, na které je mezi vypouklými složenými očima umístěn trojúhelník tří jednoduchých ocelli. Oba páry křídel tohoto hmyzu mají stejnou velikost a sílu. Jsou průhledné a prostoupené mnoha mocnými žilkami. Rozšířené holenní kosti předních nohou mají charakteristické trny a vousky vypadají jako 5členné provazce.

A všechny cikády, bez ohledu na velikost, zpívají velmi hlasitě. Tropické druhy však mohou svým zpěvem jednoduše ohlušit. Zvuky, které vydávají, připomínají skřípění cirkulárky nebo pronikavé pískání parní lokomotivy a jsou slyšet na vzdálenost půl kilometru. Vědci tvrdí, že „nástroj“, který vydává tento zvuk, je nejsložitějším „hudebním“ orgánem v přírodě.

Australský výzkumník David Young se zpěvem cikád zabývá více než 25 let. Funguje to s Australské zelené cikády (Cyclochila australasias), typičtí zástupci čeledi, dosahující délky 4,5 cm v cikádách zpívají pouze samci. Jejich sbor je volání páření a tiché samice, které to slyší, létají ke stejným stromům, kde seděli „nápadníci“, a vybírají si partnery.

Každý druh cikády zpívá svou vlastní píseň o páření. Píseň zelených australských cikád je lidským uchem vnímána jako jediný, velmi hlasitý zvuk bez jakýchkoli přestávek a změn tónu. Píseň zpravidla zahajuje jeden muž, s poněkud váhavými vokálními hovory trvajícími 1–2 sekundy. Když se k němu připojí další samci, několik hodin bude znít hlasitý sbor. Hmyz ztichne jen krátce během nejteplejších hodin dne. A když nadměrná vedra opadnou, začne se znovu ozývat sborová mariášová serenáda.

Zpívající cikáda

Aby David Young podrobně prostudoval píseň cikády, nejprve se pokusil najít jediného samce sedícího na kmeni stromu, který zpíval svou vlastní píseň (takéto individualističtí samci se vyskytují). Vědec nahrál tuto píseň pomocí přenosného magnetofonu. Pořízený záznam byl analyzován na počítači. A ukázalo se, že píseň, kterou lidské ucho vnímá jako dlouhý hlasitý zvuk, se ve skutečnosti skládá ze sady krátkých pulzů, které se obvykle opakují s frekvencí asi 230, ale někdy až 4000krát za vteřinu.

Cikády vydávají své zvuky pomocí speciálních lamelárních orgánů – činelů, umístěných na spodní straně předního segmentu břicha. Pod krycí deskou jsou měkké blány (cimbálové desky) nerovného tvaru. Speciální sval, který jde do břicha hmyzu, je připevněn ke střední části činelové desky. Když se sval stáhne, ploténka se stáhne, a když se uvolní, zaskočí zpět na místo, jako víko plechovky, na které se přitlačí prstem. Činelové desky-membrány jsou velmi elastické díky speciálním proteinům zvaným resiliny a dokonale zesilují zvuk. U některých druhů cikád je návrat do původní polohy činelové desky doprovázen zvláštním hlubokým zvukem, ale u zelené cikády se činely vracejí do původní polohy téměř neslyšně. Velmi zajímavé výsledky přinesla studie charakteru práce činelových svalů. Ukázalo se, že levý a pravý sval pracují střídavě a každá kontrakce je doprovázena zvukem. Aby píseň cikády plynula hladce a byla hlasitá, musí se svaly stahovat, jak již bylo řečeno, s velmi vysokou frekvencí – každý více než 100krát za sekundu. To je možné pouze v případě, že je činel dobře zahřátý. To je důvod, proč je sbor cikád slyšet pouze v horkém počasí. Když je zima, hmyz prostě není fyzicky schopen vydávat zvuky.

Uvolnění cikády z posledního obalu larvy

Samotná přítomnost činelů by však cikádám nedala příležitost zpívat ty nejhlasitější písně ve světě hmyzu. Rezonátory mají velký význam pro zesílení zvuku. U samců cikád se nacházejí v dutině břišní (kde se u samic nacházejí rozmnožovací orgány). Vzduchové komory zesilují zvuky určité frekvence, stejně jako se to stává v případě „zpívajících skleniček“, když je na dovolené „posouváme“.

Vzduchové vaky-rezonátory cikád sousedí se speciálními membránami umístěnými pod a před břichem. Každá membrána – tenká membrána – je zvenčí chráněna tuhou kutikulární chlopní vybavenou malými vroubky. Ve skutečnosti je tento orgán (časové membrány) jakýmsi „vnitřním uchem“ cikády. U samců (a zejména u samců zelených cikád) je však toto „ucho“ přibližně pětkrát větší než u samic. To vedlo Younga k názoru, že temporální membrány také hrají roli při vytváření zvuku. Pomocí malého mikrofonu, který změřil sílu zvuku přímo u těla zpívající cikády, výzkumník zjistil, že nejnižší zvuky vycházejí z prostoru mezi spánkovými membránami a kryty, které je zakrývají.

A ještě jedna funkce. Samec cikády zaujímá při zpěvu velmi specifickou pózu: jeho tělo se napíná, zadní konec se zvedá, křídla se roztahují a mírně otevírají zvednuté břicho.

Páření cikád

No, když se zpívají písně o páření a hrají se svatby, samice cikád mohou jen snášet vejce. a zemřít. Dospělé stádium tohoto hmyzu žije extrémně krátce, jen asi měsíc. Ale cikády vylíhnuté z vajíček musí někdy čekat na písně a svatby i několik let.

Vajíčka cikád kladou pod kůru rostlin nebo do listových řízků, které samice prořezávají vejcovodem. Vznikající larvy mají tlusté, nemotorné tělo, hladkou a tvrdou kůži a tlusté, jednokloubové nohy. Nejprve se mladé cikády živí šťávou z větví, poté sestupují na zem a pomocí svých silných rycích nohou se zavrtávají do půdy, někdy až do hloubky 1 m, kde vysávají šťávu z kořenů a podzemních stonků. rostlin. Tento životní styl vedou velmi dlouho – od 2 do 17 let u různých druhů! A pro mnoho cikád je trvání larválního stádia prostě neznámé.

Mladá generace je úplně jiná než jejich zpívající rodiče: těla larev cikád jsou bělavá, střapatá a jejich obrovské přední tlapy jim pomáhají prolamovat chodby ke kořenům, kterými se larvy živí. Cikáda během své existence několikrát změnila svůj vzhled. Starší larva se nazývá nymfa. V knize slavného francouzského přírodovědce Jeana-Henriho Fabreho „Instinkt a způsoby hmyzu“ vypráví jeden z nejvíce vzrušujících příběhů o proměně bezkřídlé nymfy v samotnou cikádu. “Krátce před odletem se nymfy zvednou na zemský povrch a zůstanou v bezpečných norách, dokud jim příroda nedá signál, aby se proměnily v dospělého hmyzu.” Je to jako zázrak. Poté, co se nymfa vynořila ze svého mnohaletého uvěznění v podzemí, vyšplhá na nějakou větvičku nebo základ kmene stromu a pevně přilne k jejich povrchu. Postupně se na těle nymfy objevují praskliny, pak se vytvoří mezera, přes kterou můžete vidět jemnou zelenou barvu hmyzu. Nejprve se objeví hlava, pak nohy a zmačkaná křídla. To vše se děje během 10 minut. Trvá asi další půl hodiny, než se křídla narovnají a cikáda se konečně osvobodí z ulity nymfy. Na slunci rychle ztvrdnou křídla a kryty hmyzu a po několika hodinách mohou samci již zahájit své páření.”

A samozřejmě nemůžeme vynechat další důležitý bod – roli cikád v literatuře. Kdo z nás se v dětství nenaučil bajku „Vážka a mravenec“! Její autor I. Krylov převzal děj bajky od slavného francouzského fabulisty La Fontaina, který zase převyprávěl podobenství o Ezopovi, básníkovi starověkého Řecka. V Ezopovi i v La Fontaine je postavou bajky cikáda, hmyz, jehož písně zní v létě jak v Řecku, tak ve Francii. Tyto písně však obyvatelé severu neznají a pro větší „upřesnění“ nahradil Ivan Andrejevič cikádu (cigale) vážkou, která ve skutečnosti neumí ani zpívat, ani skákat.

Na základě materiálů Nature Australia, 2002/2003, V. 27. No. 7.

Cikády jsou nadčeleď okřídleného hmyzu, který žije primárně pod zemí a objevuje se v intervalech 13 nebo 17 let. Na světě existuje více než 3000 XNUMX druhů, ale nejlépe prozkoumané jsou ty, které patří do rodu Periodical Cicadas (Magicicada), který zahrnuje sedm druhů periodických cikád distribuovaných ve východní části Severní Ameriky.

Dlouhověcí členovci jsou velcí, zelení nebo hnědí, s červenýma očima a průhlednými křídly. Jsou známí svými ohlušujícími písněmi a zlatou kůží, kterou svlékají ze stromů. Skutečnost, že některým druhům hrozí v důsledku klimatických změn vyhynutí, zvyšuje důležitost znalostí o cikádách a ochraně tohoto druhu hmyzu.

Zde je 15 faktů o těchto sporadických anomáliích ve světě hmyzu.

1. Cikády žijí na všech kontinentech kromě Antarktidy

Nadrodina Cicadoidea rozdělena do dvou podrodin: Tettigarctidae (také známé jako chlupaté cikády), které jsou z velké části vyhynulé s výjimkou dvou existujících druhů, které se nacházejí v jižní Austrálii a Tasmánii, a Cicadidae, neboli cikády zpěvné, které najdeme na každém kontinentu kromě Antarktidy. Daří se jim v teplých prostředích, zejména v tropech, což z Latinské Ameriky, Austrálie, jihovýchodní Asie, západního Pacifiku a Jižní Afriky činí hotspoty.

Ve Spojených státech a Kanadě existuje více než 170 popsaných druhů a samotné Spojené státy jsou domovem 15 „odchovů“ (skupiny cikád s odlišnými životními cykly) (1).

2. Cikády nejsou sarančata

Bloomberg Creative/Getty Images

Je zavádějící, že cikádám se často říká saranče, protože pocházejí z taxonomického řádu Hemiptera (Hemiptera), a kobylky a kobylky patří do řádu Orthoptera. Za zneužití jména mohou být zodpovědné určité behaviorální a fyzické znaky. Za prvé, cikády sdílejí podřád s jiným „skákavým“ hmyzem, i když samy neskákají. Za druhé, jejich sklon k rojení je podobný jako u sarančat. Odborníci odhadují, že když se ve Spojených státech objeví 17letá mláďata, dosahují koncentrace 1,5 milionu cikád na akr (2).

Jeden rozdíl, který přesahuje jejich vědeckou klasifikaci, je ten, že cikády nepředstavují žádnou nebo jen malou hrozbu pro plodiny a vegetaci, zatímco hejno sarančat může sníst stejné množství potravy jako 35 000 lidí za jeden den (3).

3. Mají jednu z nejdelších životností ze všech druhů hmyzu.

Cikáda roční se může dožít dvou až pěti let, zatímco cikáda periodická se ve svém larválním stádiu může dožít až 17 let. Není to tak dlouho, jak dlouho žijí královny termitů (50 až 100 let), ale je to mnohem působivější než průměrná délka života mouchy domácí (15 až 30 dní) (4).

Cikády, stejně jako většina hmyzu, tráví většinu svého života v nezralých stádiích vývoje. Ačkoli někteří mohou zůstat pod zemí déle než deset let, obvykle zemřou během několika týdnů po dosažení dospělosti (5).

4. Periodické cikády mohou být důsledkem doby ledové

Hlavní hypotézou, která vysvětluje, proč existují roční i periodické cikády a proč je životnost periodických cikád odlišná, je to, že některá mláďata nacházející se východně od Velkých plání v samotných USA vyvinula extrémně dlouhá juvenilní stádia během pleistocénu ledové doby (6. ).

To, že severní mláďata mají tendenci zůstat pod zemí déle než jižní mláďata v USA, tuto teorii podporuje. Kritici však tvrdí, že nedává smysl, že zalednění ovlivnilo populace cikád pouze v určité oblasti, protože jiná stanoviště cikád byla podobně pokryta ledem.

Jejich tendence objevovat se pouze v primárních cyklech je považována za pokus zabránit predátorům, aby se jimi opakovaně živili (7).

5. Většinu svého života tráví pod zemí

Eriko Koga/Getty Images

Cikády se líhnou nad zemí asi 6 až 10 týdnů po nakladení vajíček do prasklin a děr ve stromech. Okamžitě spadnou a zavrtají se 30 centimetrů do země, kde zůstanou až 17 let. V podzemí se přes pět instarů (růstových cyklů) spíše línají než kuklí (8).

Největší úmrtnost nastává během raných fází života, kdy nymfy soutěží o krmení v podzemí (9).

6. Rojení je strategie přežití

Není jasné, kolik cikád tvoří jedno mládě, ale odborníci odhadují, že jsou jich miliardy. Jejich velká těla pokrývají kmeny stromů. Jejich kolektivní písně narušují komunikaci pod širým nebem. Cikády jsou známý rojící se hmyz, ale jejich synchronní výskyt je ve skutečnosti záměrná strategie přežití zvaná nasycení predátorů. Když predátor vstoupí do takto husté populace, rychle se nasytí, což zvyšuje šance na přežití pro velké procento mláďat (10, 11).

7. Objeví se, až když zem dosáhne 18°C

Přesný okamžik hromadného výskytu cikád je velmi vypočítavý. K tomu dochází pouze tehdy, když povrch Země v hloubce 20 cm dosáhne přibližně 18 °C – a ani o jeden stupeň výše nebo níže. Když této teploty konečně dosáhne, nymfy vědí, že je čas vydat se na cestu vzhůru bahnitým komínem. K tomu obvykle dochází krátce po západu slunce a jsou vysoko na stromech, než si většina lidí vůbec všimne jejich příchodu. Tento jev může trvat několik večerů (12).

8. Cikády získávají živiny ze stromů

Sebastian Nebel/EyeEm/Getty Images

Zatímco pod zemí, larvy cikád nepřezimují; spíše stráví až 17 let pouhým krmením na stromech. Mají speciální slámová ústa, kterými sají tekutinu z kořenů rostlin. To, co ve skutečnosti hledají, je xylém, vaskulární tkáň rostlin, která pomáhá odvádět vodu a rozpuštěné minerály pryč z kořenů. Vzhledem k tomu, že xylémová tkáň se skládá především z vody, má se za to, že cikády jsou podvyživené, což může být důvodem jejich pomalého dozrávání (13).

Línějící cikády, které žijí na malých větvičkách, dokážou zabít mladé stromky a keře, ale vzrostlé stromy jim vydrží. Když cikády umírají, slouží rozklad jejich těl také jako hnojivo (14).

9. Samice mohou naklást až 600 vajec

Během několika krátkých týdnů, které samice cikády stráví na povrchu země, naklade 400 až 600 vajíček. K vytváření řad kapes ve větvích používá svůj orgán pro snášení vajec, vejcovod. Do každé kapsy pak naklade asi 25 vajíček a jedna větvička pojme až 20 kapes, což někdy vytváří něco, co vypadá jako dlouhé paralelní štěrbiny. Oblíbené dřeviny pro kladení vajíček cikád zahrnují bílý ořech, dub a několik ovocných stromů (15).

10. Vědci ještě nevědí, jak říkají čas.

Ačkoli odborníci spekulují, že periodické cikády se objevují pouze každých 13 nebo 17 let, aby se vyhnuly predátorům, protože dospívají pomalu a kvůli historické potřebě dlouhých vývojových stádií mláďat nebyly metody pro sledování načasování hmyzu dlouho vyvinuty. . Jedna studie z roku 2002 zjistila, že by mohli používat více než jen své tělesné hodiny, aby tak přesně říkali čas – mohou používat stromy (16).

Ve studii vědci transplantovali 15leté až 17leté nymfy cikády pod strom, jehož cyklus květu byl změněn tak, aby se mohl vyskytovat dvakrát za sezónu. Když strom kvete, produkuje vysoké hladiny cukru a bílkovin, což je určeno cikádami, které se živí jeho kořeny. Nymfy se objevily o rok dříve, což naznačuje, že sledují čas počítáním sezónních cyklů svého hostitele.

11. Mohou dosáhnout délky 7,5 cm

Nejmenší cikáda v Severní Americe je suchá cikáda (Beameria venosa) 1,25 cm dlouhý, který byl nedávno objeven v Arkansasu. Největší známá cikáda je cikáda císařovna z jihovýchodní Asie (Megapomponia imperatoria), který může dosáhnout délky 7,5 cm a má rozpětí křídel až 20 cm Některé druhy cikád patří mezi největší polokřídlé hmyz na světě (17, 18).

Jejich dlouhá těla mají čtyři průhledná, žilnatá křídla (včetně páru, který je delší než břicho), dvě vypoulené oči na každé straně hlavy, tři další oči na temeni hlavy a štětinatá tykadla umístěná před očima. .

12. Svlékají kůži

Na konci léta cikády shazují miliardy průsvitných kůží zvaných exuviae a zanechávají v nich kmeny stromů i poté, co jejich hostitelé vymřou. Sundání těchto kůží je první věcí po opuštění země. Jakmile se osvobodí od poslední skořápky, musí počkat, až se jejich křídla naplní tekutinou a jejich nová kůže ztvrdne. Jen tak budou moci zpívat a pářit se v období bouřlivého růstu.

13. Jejich písně jsou hlasité jako motorové pily.

Ti, kteří žijí v oblastech náchylných k cikádám, vědí, že svatby a další venkovní párty by se měly plánovat během aktivní sezóny kvůli ohlušujícímu zpěvu hmyzu. Pouze samci vydávají ohlušující cvrlikání – dělají to třením křídel o sebe a pomocí speciálního orgánu na svém exoskeletu zvaném tymbální orgán, který vytváří sérii rychlých cvakání. Vydávají dva zvuky: jeden k přilákání kamarádů a druhý k zastrašení predátorů.

Jejich písně mohou dosáhnout 120 decibelů – hlasité jako motorová pila a dokonce hlasitější než živá rocková hudba – a jsou slyšet až na vzdálenost 1,6 míle. Skupina zpívajících cikád se přirozeně nazývá sbor (19, 20).

14. Požírá je mnoho predátorů – dokonce i lidé

Ken Griffiths/Getty Images

Stejně jako mnoho velkokřídlého hmyzu jsou cikády nemotornými letci, což z nich činí snadnou kořist pro ptáky a jednoho z jejich největších predátorů, Sphecius grandis – vosy lovec cikád. Vzhled cikád je svátkem pro ještěrky, hady, hlodavce, mývaly a dokonce i ryby, kočky a psy. Tito suchozemští predátoři jsou důvodem, proč mají cikády tendenci šplhat vysoko na stromy, když se vynoří (21, 22).

Ale lidé je také jedí. Cikády jsou známé svou sladkou chutí, téměř jako krevety, a běžně se smaží v kuchyni Shandong v Číně. Dokonce i lidé v USA je jedí syrové, vařené, smažené a plněné.

15. Některé druhy jsou ohroženy

Mezinárodní unie pro ochranu přírody (IUCN) označuje tři druhy cikád za ohrožené – Magicicada septendecim, Magicicada septendecula и Magicicada cassini. Tyto druhy pocházejí ze Spojených států a jsou uvedeny jako ohrožené. Odchovy XI a XXI jsou již vyhynulé; Plemeno VII ubývá (23, 24, 25).

Ačkoli IUCN neuvádí důvod tohoto poklesu počtu cikád, mnoho odborníků poukazuje na změnu klimatu. Periodické cikády jsou zvláště citlivé na klima, takže bylo pozorováno, že jak teploty rostou, objevují se tam, kde se neočekávají, nebo se objevují mimo cyklus. Kvůli jejich abnormálnímu chování se těmto cikádám přezdívá „opozdilci“ (26).

Pohled Magicicada neotredecim ze Středozápadu je jedním příkladem 17letých cikád, které neustále přecházejí na 13letý cyklus. V roce 2017 se také řada cikád z rozšířeného Brood X objevila o čtyři roky dříve, než se očekávalo (27, 28).

Vědecký spisovatel, profesionální zoolog a pedagog s více než 10 lety zkušeností s prací se studenty, vědci a vládními experty. Autor na volné noze stránky “Znalosti jsou světlo”.