セミがやって来て、菌類科学者が研究したい謎をもたらす

これらの仲間が最後に一緒に出現したのは 1803 年で、トーマス・ジェファーソンが大統領で、ルイジアナ買収が完了したばかりだった。つまり、間もなくセミのラブソングが空気を満たすであろう州の多くが正式にルイジアナ買収にさえ参加していなかったということだ。国家はまだ。

それは印象的だが、およそ13年と17年の間隔でしか地中から這い出さない昆虫の進化の謎を解明したいと願う研究者にとって、今年の昆虫学的現象は特別なものとなるだろう。

雛は種と同じではなく、それぞれの雛には、異なる場所で羽化する可能性のある複数のセミ種が含まれる場合があります。 2024 年には 7 種すべてのセミが出現することになりますが、この偶然は 2037 年まで再び起こらないでしょう。

つまり、今年の出現はデータ収集の宝庫となるだろう。

科学者たちが調査したいと考えているさらに珍しい謎の 1 つは、成虫を攻撃し、ある専門家が「空飛ぶ死の塩入れ」と呼ぶものに変える寄生菌に関するものです。

ウェストバージニア大学の菌学者マット・カッソン氏は、「セミに興味を持っている科学者の観点からすると、これは非常に素晴らしいことだ」と語った。

セミは昆虫科の半翅目の真の昆虫です。 求愛の鳴き声を繰り返すことで有名なセミの成虫は大きく、声が大きく、非常に目立ちます。 しかし、セミは一生のほとんどを地下でニンフとして過ごします。

セミの幼虫は、森林の草食動物の中でおそらく最も過小評価されているもののひとつです。なぜなら、セミの幼虫はほとんどの場合、人目につかない場所にいて、木や他の植物の根から汁を吸って生計を立てているからです。 春か夏、地下約1フィートの土壌が64度に達すると出現します。 次に、ニンフは最も近い垂直の物体に登り、成虫の形に脱皮します。 羽のある成虫は、交尾をしたり、メスの場合は産卵したりして、短くも騒々しい生涯を送ります。

セミは一般的に 2 つのタイプに分類できます。1 つは黒または緑色の目があり、毎年鳴き声を聞くことができる一年生セミと、通常は赤い目を持ち、13 年または 17 年間隔でのみ羽化する周期セミです。

これらの長命の昆虫は、ニンフでありながら、霜線の下に穴を掘って寒さを逃れなければなりません。 ウィスコンシン州など、生息域の一部の地域では、地表から5フィート以上の深さに生息していることになる。

このため、科学者にとってあらゆる出現が重要になります。 シマウマやツノメドリの種を研究している研究者が遺伝子サンプルを採取したい場合、過酷な環境や危険な旅に耐えなければならないかもしれないが、少なくともこれらの動物はどの年にも存在することがほぼ保証されている。 同じことは特定のセミには当てはまりません。 技術的にはそこに存在するかもしれませんが、地下深くにあるため、簡単に見つけたり、動物に重大な害を与えずにアクセスしたりすることはできません。 （カッソン氏は、試してみたが結果は空だったと言っている。）

さらに、セミの群れは通常同期しません。 このようなことが最後に起こってから9年が経ちました。 そして、それらが時間的に重なる場合、それらは空間に広がる傾向があり、出現は互いにいくつかの州から離れて発生します。

これは、その年にどの雛が甲板にいるのか、またどの種が含まれているかに応じて、一部の質問は特定の時間、特定の場所でのみ調査できることを意味します。

しかし今年は、主にイリノイ州で、ブルード XIX とブルード XIII のセミが互いに突き合うことになる。 ここからが科学的に面白いことになります。

カッソン 勉強したいと思っています マッソスポラとして知られるセミを苦しめる寄生虫。 この魅力的な真菌が成虫のセミに感染すると、アンフェタミンとシロシビンが昆虫に大量に放出され、それぞれがセミの行動に影響を与えるようです。

たとえば、真菌が体の下 3 分の 1 を占拠し、腹部と生殖器が真菌組織に置き換わっているにもかかわらず、セミは痛みを感じていないようです。 その代わりに、感染したセミはパーティーをしたいようです。

「過剰な性的行動がいくつかあります」とカッソン氏は語った。 「オスはメスのふりをして、他の健康なオスを呼び寄せて交尾させようとします。 そしてそれはおそらく、真菌が感染できる個体数を増やすための真菌による戦略です。」

この寄生虫が影響を与えるのは通常、特定のセミ個体数の 5 パーセント未満です。 しかし、一度感染すると、その白亜のような白い腹部はどこにでも胞子をまき散らします。

カッソン教授は、このような異常でばらばらな生活環を持つ動物の中で真菌がどのように存続するのかを詳しく知るために遺伝子研究を実施しようとしている。 今年、彼は初めて13年間のひなから現代のサンプルを収集することができ、古い、アーカイブされた標本が過去に使用されていたが、それはいくつかの興味深い結果をもたらすかもしれない。

「私たちが持っているデータは限られていますが、13年目のひなのDNA配列データの一部は17年目のひなのものとは多少異なっており、実際に系統に何らかの遺伝的違いがあるのではないかと疑問に思います」と同氏は述べた。

研究者らは新薬の原料としてこの真菌にも興味を持っているとカッソン氏は付け加えた。 中国やニュージーランドのマオリ族の文化圏では、炎症を治療する伝統的な薬として使用されてきました。

ブルード XIX とブルード XIII が重なる地域は非常に少ないため、どの地域でも通常の 2 倍のセミが発生する可能性は低いです。 （1平方エーカーあたり数百万匹のセミが羽化するので、その倍増は、まあ、かなり激しいことだろう。）また、ほとんどの人が、2つのセミが隣接する地域のセミの違いに気づく可能性は低い。

「それらは同じに見えます。 それらは同じように聞こえます。 そして、遺伝的には、それらはほぼ同一です」とコネチカット大学の進化生物学者クリス・サイモンは言う。

これは常に当てはまるわけではありません。 例えば、 マジカダ・ネオトレデシム は、イリノイ州ブルード XIX の一部として今年羽化する 13 年目のセミです。 その種は～のほぼ2倍の大きさです 魔法の70年代、ブルード XIII の一部としても出現し、イリノイ州の少し北、アイオワ州とウィスコンシン州にも出現します。

サイモンのような科学者にとって、本当のチャンスはそれほど明白ではないところにあります。 彼女は、セミの雛がどのように年を数えるのかについてもっと知りたいと考えており、全ゲノムを解読し、セミが 13 年周期に従うか 17 年周期に従うかを制御する遺伝子または遺伝子群を探すことで、それを理解しようとしているところです。

「最も興味深いことの一つは、私たちが年階級、つまり雛が生殖的に隔離されていると考えたことです。なぜなら、彼らには正確な生活環があり、成体は決して互いに会うことがないと考えていたからです」とサイモン氏は語った。 「しかし、結局のところ、それは正確ではなく、場合によっては4年早く発表されることもあれば、4年遅れて発表されることもあります。」

これは、異なる同族が依然として相互に遺伝子を交換できることを意味し、種のさらなる進化を促進する可能性が高い。

「13年セミと17年セミが同じ年に出現すると、実際に交配実験ができるようになります」とサイモン氏は言う。 彼女がそのような仕事をする機会が最後にあったのは 2015 年で、その前は 1998 年でした。

サイモン氏は、気候変動によりセミの成長時期が地下で長くなっており、セミのタイミングの不正確さが増していると考えられると付け加えた。 同様に、ブルード VI が近年ワシントン地域で定着しつつあることから分かるように、気候変動がその分布に影響を与える可能性があると彼女は述べた。

場合によっては、何十万年も経つと、17 年目のセミの群れが 13 年目のセミの群れに変わることがあります。

他の科学者は、セミが捕食する植物にどのような影響を与えるか、また樹木が草食動物からどのように身を守るのかをより深く理解したいと考えている。 いくつかの研究では、例えば、セミが生息する果樹園での収量の低下だけでなく、年輪の成長の低下も示されています。

しかし、セミの羽化には生態学的利点もあり、何兆もの昆虫の体の腐敗のおかげで、捕食者にタンパク質の摂取量を提供するだけでなく、植物の生命にリンと窒素の増加をもたらします。 2005年の研究によると、カッコウはセミの羽化後の数年でより多くの子孫を残す一方、カラスのような他の鳥類は羽化後に飛び去るようであり、生態学的謎がさらに増えているという。

今年の羽化の時期に外出していて、あなたの犬や幼児がたまたまセミの1、3匹を飲み込んだとしても、心配する必要はないと、シカゴのフィールド博物館の昆虫コレクションマネージャー、モーリーン・ターカテル氏は言う。 セミは噛んだり刺したりすることがなく、完全に食べられます。

ターカテルさんは、「騒音は大きくなるだろうが、特にイリノイ州で発生する13年セミと17年セミにとっては、一生に一度の経験になるだろう」と語った。