蝉也懂数学？
①最近，一种在土壤中蛰伏了17年的周期蝉破土而出，在美国东海岸和中西部地区密集出现，据称总量达300亿只。而它们上一次集中出现，还是在2004年，至今很多美国人还对那种铺天盖地的景象心有余悸。
②目前全球已知的蝉大约有3000多种，寿命大约都在2-6年左右，唯有17年周期蝉是北美大陆独有的品种。在每隔17年的一个温暖的春夜，它们同时破土而出，4到6周内完成羽化、交配、产卵、随即死亡。从卵中孵化的幼虫再钻入地下，开始一个新的生命循环。
③为什么是17年，科学尚无定论。
④有一种观点认为：是恶劣的天候造成。
⑤有研究表明，假设在1500年里，每隔50年左右出现一次冷夏，那么：每7年出土一次的蝉，成活率只有7%，每11年出土一次的蝉，成活率51%，而17年蝉，则可以有96%的几率躲开这些冷夏。既然17年蝉可以幸存，为什么16年蝉，18年蝉没有存活下来呢？它们躲开严寒的几率，以及活到这个岁数的几率都应该和17年差不多。
⑥这就催生了第二个理论——躲避天敌论。
⑦我们以马里兰州的一群周期蝉为例，它们在2016年出土，数量多达几十亿只，这可把当地的鸟类、小型哺乳动物和爬行动物这些蝉的天敌乐坏了，食物短缺问题就这么彻底解决了。这就导致了原本会被饿死的蝉的天敌饿不死了，原本一胎生4个，因为食物不足只能养大1个，现在食物充足，4个都活了；在食物充足的情况下，又大都会大量繁殖，这些后代也顺利长大。如果周期蝉的出土周期长，那么，这些“超生”出来的天敌，很可能等不到周期蝉下次出土，就饿死或老死掉了，天敌的种群数量又恢复到了正常水平。
⑧但有一些天敌的数量回落，却需要一定的周期。一些动物有自己的繁衍周期，可能有的天敌要6年才能性成熟繁殖（只是举个例子），它的后代又要6年之后才会性成熟繁殖，虽然因为没有周期蝉吃，它们的种群数量一直是在回落的，但由于加入了繁殖这个因子，它们的种群衰落速度可能还没有那么快，这样到了繁殖到第三代的时候，其种群数量可能还是比当年的第一代要多……而很不凑巧的是，18年的周期蝉又出现了！天敌们又是大吃特吃，第三代天敌生下了海量的第四代天敌，其总数量，也会比18年前第一代生第二代的时候大！也就是说，这种天敌的种群数量虽然会以18年为周期下滑，但每过18年，都会迈上一个新的高度，长远来看，这种天敌的总数还是在上涨的，涨到一定的程度，就有可能把周期蝉吃的越来越少。16年蝉也是同样的道理，它很可能被一种8年繁殖一代、4年繁殖一代、甚至2年繁殖一代的天敌吃绝种。
⑨依据数学推算，7年生命周期的蝉类，每42年遇到一次6年生命周期的天敌；8年周期蝉遭遇该天敌的周期就为24年；如果是9年周期蝉，18年就遭遇一次。
⑩而17年蝉，钻出地面遇到天敌生育高峰的概率最小。因为17是只能被1和它自己本身整除的质数，也就是说，除非你每年都繁殖一代，或者正好17年繁殖一代，否则我就不会和你的繁殖期重叠，成为你繁殖大量后代的口粮。如果你2年繁殖一代，那我只会在34年之后才会遇到你的繁殖期，34年，你能活那么久吗？34年，你的种群还没有下滑跌落回到正常的水平吗？
⑪这也是为什么把周期蝉戏称为——懂数学的蝉——的原因了。
(选自《青年文摘》有删改)
