17年的沉睡，重生只为永生，300亿只蝉将席卷美国，谁知知了

　　据最新央视网快看报道，美国东部地区日前发布蝉群预警，称300亿只蝉即将破土而出，提醒民众提早做好防御措施。
　　这种学名＂布鲁德X蝉＂原产自北美洲，是当地特有物种，体长2.5公分，翅膀半透明褐色，眼睛呈红色，其幼虫会在树根处的泥土里蛰伏17年，吸食树根汁液为生，羽化成蝉的那刻从地底集体钻出，在地面繁殖后死亡，因此也被称为＂17年蝉＂。
　　专家称 ＂17年蝉＂出土几周后就会消失，不会给农作物带来较大伤害，建议大家平常心对待。
　　不同种类的蝉，生命周期也不同。法国蝉的生命周期大多是4年，中国蝉的寿命多数在3至7年，北美洲蝉寿命长达17年。
　　01蝉的一生，比你想象的传奇
　　夏天到了，知了在树上叫。
　　可是，大部分都不知道知了的一生，比我们想象的要传奇。
　　＂蝉的卵产在树上，到第二年春夏，蝉卵才孵化出幼虫来。刚孵出的幼虫顺着树干爬到地上或掉落地面，然后找松土钻入地下，幼虫在地下靠刺吸式口器吸取树根的汁液。幼虫长大后爬出地面，脱去外壳，等翅膀变硬，雄蝉就在树枝上高唱：＂知了＂，与雌蝉交配。蝉交配产卵后不久就死去。 ＂
　　据说一次产卵几千个，然后，那个树枝会被腐化，掉落到地面。所有的幼虫就有机会到地下。他们在地下生长3--7年，有的长达10年，然后才破土而出，爬到树上，褪去外壳，变成有翅膀的蝉，开始鸣叫，开始找另一半，即使找不到另一半，最多2周时间，就跟人世间拜拜了，一生就结束了。
　　蝉有很多种，有的需要在地下生存2年才破土，有的需要17年。蝉破土之后并不是7天就死，大多数蝉羽化后能活1-3个月，这段时间是用来寻找配偶繁殖的。＂第八日的蝉＂和＂7秒记忆的鱼＂看似唯美浪漫，实则毫无根据。
　　蝉，俗称知了猴，在全世界一共有大约2500种蝉，广泛分布于全球的温带以及热带地区，在我国地区也有着广泛的分布。
　　蝉属于不完全变态昆虫，一生要经历产卵，若虫和成虫三个阶段。我们经常见到的蝉，属于若虫的后期和成虫期，成虫期的蝉就是会飞的蝉。一般情况下，蝉蜕变到成虫期后1-2个月就会死亡。
　　也就是说，蝉的一生大部分时间是在地下度过的。几年的隐忍，露头也就半个月时间，99%的时间在黑暗中度过。从天上到地下，再从地下到天上。可谓传奇的一生了。
　　02北美蝉, 13年或17年周期
　　北美蝉, 13年或17年的周期,地域分布是从冰川时代就形成的，为什么北美蝉的生命轮回周期呈13年或17年这样的年份？
　　这个现象引发了昆虫学家强烈的好奇；但直到现在，他们也没有归结出一个确切原因。周期蝉的存在，为炎炎夏日的蝉鸣增添了一丝神秘色彩。
　　这种周期是怎么演化来的，又有何＂目的＂，但仍有几个假说，得到了比较广泛的支持，它们主要有：
　　1.周期蝉的周期，是恶劣的气候造成的；
　　周期蝉起源于180万年前，这其间有多次冰期，会不规律地出现寒冷的夏季，虽然蝉蛹躲在土中可以躲避严寒，但如果在冷夏出土，蝉就会冻死。
　　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，成活率只有51%，而17年蝉，则可以有96%的几率躲开这些冷夏。
　　出土周期较长的蝉，可以减少族群暴露在地面上的几率，最大可能地避开了这些冷夏。
　　2.周期蝉的周期，是天敌的掠食造成的。
　　蝉在进化过程中选择质数为生命周期，可以大大降低其与天敌遭遇的几率。比如说如果蝉选择16年作为生命周期，根据分解质数的原理，蝉会遭遇到生命周期为1年、2年、4年、8年和16年的天敌，这样就有可能使它的种群遭到威胁。
　　100年内，生命周期7年的蝉和6年的天敌遭遇情况如下：
　　而7年生命周期的蝉类，每42年就会遇到一次6年生命周期的天敌；如果某类蝉的生命周期是8年，那么遭遇该天敌的周期就为24年；如果是9年，遭遇机会会变更多，为18年就有一次。
　　100年内，生命周期9年的蝉和6年的天敌遭遇情况如下：
　　而13年蝉和17年蝉，又幸运地避开了这个可能性。因为13和17，恰好是两个质数，什么是质数呢？也就是只能被1和它自己本身整除的数，也就是说，除非你每年都繁殖一代，或者正好17年繁殖一代，否则我几乎不会和你的繁殖期重叠，不会成为你繁殖大量后代的口粮。
　　如果天敌每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？
　　北美的周期蝉有着长达13年或17年的生命周期。
　　这引起了生物学家与数学家的极大兴趣，因为13与17都是质数。
　　可见，质数不仅在数学领域扮演着重要的角色，在生命周期上也是如此。
　　13和17这两个质数都是周期蝉的幸运数字，帮它们巧妙地避开了天敌的捕食。
　　在2002年，德国马克斯普朗克分子生理研究所（Max Planck Institute of Molecular Physiology）建立了一个猎人-猎物的数学模型。
　　其中周期蝉是猎物，而它的天敌是猎人。这个模型最终显示了，选择质数作为生命周期，确实可以稳定地保存种群数量。
　　这也是为什么会被科学家称周期蝉为懂数学的蝉的原因了。但是有一个重要的问题，就是他们怎样来估测质数的？
　　实际上它们是不知道的，古生物学家斯蒂芬·杰·古尔德（StephenJayGould）曾经把＂进化稳定对策＂和亚当斯密的＂看不见的手＂相比较。
　　每只周期蝉只通过传递自己的基因传宗接代，虽然个体并不完全符合集体的选择，但是有谁不遵守群体这个循环而独自行动，即使可以富足一生，但是也不能繁衍后代。
　　例如，已有研究表明，周期蝉若不是在它们常规周期内出现，很容易会被捕食者吃得干干净净。
　　生物的进化往往是为了生存，17年孕育一次生命，是物种的一种自然选择，与它的自身进化、环境都有关系。
　　03蝉的一生是禅
　　我们知道，会唱歌的蝉一定是雄蝉，雌蝉由于生理构造的不同，无法发出声音，是个哑巴。雄蝉整天唱个不停，其实是想引诱雌蝉前来交配。
　　也许在我们听来，雄蝉的＂歌声＂既刺耳又单调，但雌蝉的感受完全不一样，＂她＂只觉得＂此曲只应天上有，人间哪得几回闻＂。这充分说明，既然可以＂情人眼里出西施＂，那＂情人耳里出周璇＂也就在情理之中了。
　　虽然蝉的大半生都是暗无天日的，可它区区数十天的＂歌唱生涯＂，却也辉煌无比，风光无限——就像一个忍辱负重的人，若能最终获取丰厚的回报，是否足以让人感到一种苦尽甘来的欣慰？
　　十年磨一剑，霜刃未曾磨灭。蝉，先是在暗无天日的阴暗地穴中积攒若干年，才能换来几个月的刹那欢愉。我想，厚积薄发就是如此吧！
　　任何生命都如同我们自己的生命一样，值得尊重。金蝉脱壳，意味着重生。希望这篇文章能够使我们更多的人顿悟生命不易，让我们心灵重生。愿我们在这个世上行走一生，依然能够保持最初的善良。
　　参阅文章：
　　1.妙思科普.奇葩蝉：《它精通数论的样子，连人类都甘拜下风》https://www.sohu.com/a/324063814_236505
　　2.张磊科学网博客http://wap.sciencenet.cn/blog-2966991-1158366.html
　　3.《神奇的数学》 人民邮电出版社 [英]Marcus du Sautoy著 程玺 译