Meest recent

    17-jaarlijkse cicaden verschijnen vier jaar te vroeg

    In de Verenigde Staten zijn in verschillende staten onverwacht 17-jaarlijkse cicaden opgedoken, vier jaar te vroeg. De cicaden leven normaal 17 jaar onder de grond als nimf - onvolwassen insect - en komen dan allemaal tegelijk tevoorschijn. Nu zijn ze echter in verschillende staten te vroeg opgedoken. Wetenschappers denken dat de klimaatopwarming er iets mee te maken heeft.
    Een Magicicade met de typische rode ogen (foto: Lorax via Wikimedia).

    Cicaden zijn een grote groep van insecten die overal ter wereld voorkomen behalve in Antarctica. Een opvallende groep binnen de cicaden zijn de Magicicada, een geslacht van cicaden die enkel in de Verenigde Staten leven, ten oosten van de Mississippi.

    De Magicicada ontwikkelen zich namelijk op een manier die sterk afwijkt van de meeste insecten: ze leven lange tijd als nimf - als onvolwassen insect - onder de grond, waar ze zich voeden met sappen uit de wortels van planten, en komen dan in de loop van enkele weken allemaal tegelijk tevoorschijn, wat leidt tot enorme zwermen cicaden.

    De insecten werpen bovengronds hun nimfenhuid af, en de volwassen exemplaren die dan tevoorschijn komen, leven slechts vier tot zes weken, waarin ze nauwelijks eten en zich vooral voortplanten. Om vrouwtjes aan te trekken, "zingen" de mannetjes in koor in grote groepen en dat geeft een onafgebroken, snerpend gezoem, de Magicicaden behoren dan ook tot de familie van de Zangcicaden. Nadat de cicaden hun eieren gelegd hebben, sterven ze, en de jonge nimfen verdwijnen opnieuw onder de grond en hervatten de cyclus.

    Er bestaan zeven soorten Magicicaden, waarvan er drie 17 jaar lang onder de grond leven, en vier 13 jaar lang. De 17-jaarlijkse leven meer in het noorden, zelfs tot in Canada, de cicaden met een 13-jaarlijkse cyclus meer in de zuidelijke staten van het oosten van de VS. De verschillende jaargangen van de cicaden in de verschillende staten worden aangeduid met het Engelse woord "Brood", wat legsel, broedsel betekent, en een Romeins cijfer. Wetenschappers weten ondertussen wanneer elk broedsel voor het laatst verschenen is, en dus ook wanneer ze de volgende keer massaal zullen opduiken in een bepaalde staat of gebied. Maar dit jaar hebben de cicaden voor een verrassing gezorgd.

    Een volwassen 17-jaarlijkse cicade komt uit haar nimfenhuid gekropen (foto: Futureman1199 via Wikimedia).

    Klimaatopwarming

    De wetenschappers verwachtten dit jaar cicaden te zien van Brood VI in de staten South Carolina en Georgia, wat ook gebeurd is, maar tot hun verrassing verschenen er ook cicaden van Brood X in North Carolina, Virginia, Maryland, District of Columbia, Okio en Indiana. Vier jaar te vroeg.

    Experten denken dat het warmere klimaat, met meer warme weken per jaar waarin de ondergrondse nimfen kunnen groeien, sommige cicaden ertoe kan brengen om bovengronds te komen nog voor het normale tijdstip voor hun broedsel, hun "brood".

    "De temperatuur is alles", zegt Marlene Zuk in Scientific American. "Als de temperatuur verandert, voelen insecten niet enkel warmte of kou. Hun hele lichaam functioneert dan niet normaal." Zuk is een entomoloog - insectendeskundige - aan de University of Minnesota.

    En de nimfen van de cicaden groeien mogelijk zo snel tot een "drempelgrootte", dat hun biologische klok het tijdstip om te verschijnen verkeerd berekent, volgens Keith Clark, een bioloog en expert op het gebied van cicaden aan de Indian University Bloomington.

    Om die klok te kalibreren, gebruiken de periodieke cicaden waarschijnlijk een reeks verschillende aanwijzingen uit hun omgeving, zoals de veranderende seizoenen en de temperatuur van de grond, zo zegt Clark. De nimfen voeden zich onder de grond met de xyleemvloeistof, een soort van sap, uit de wortels van bomen, en veranderingen in de samenstelling van het sap als de bomen bladeren krijgen in de lente, kunnen de nimfen ook helpen om het verstrijken van de tijd te meten. Entomologen kwamen tot die conclusie in 2000, toen ze de bloeicyclus kunstmatig versnelden bij perzikbomen waarin nimfen van cicaden leefden. Die nimfen waren 15 jaar oud, en door de versnelling werden ze misleid om een jaar te vroeg tevoorschijn te komen.

    Lege nimfenhuiden en dode cicaden aan de voet van een boom in Illinois.

    Stadia

    In de groei van de nimfen ligt de sleutel voor het verschijnen van de verschillende broedsels. "Ze moeten een bepaalde grootte hebben om als volwassenen te verschijnen", zegt Chris Simon, een specialist in cicaden aan de University of Connecticut, aan Scientific American.

    De nimfen maken vijf fases door in hun ontwikkeling, die stadium of instar genoemd worden, en die tussen twee vervellingen liggen. Gemiddeld duren die stadia vier jaar bij de 17-jaarlijkse cicaden, behalve de eerste. De inwendige klok van de nimfen wordt mogelijk gesynchroniseerd met die vier jaar durende stadia, zegt Simon, wat kan verklaren waarom de vroegtijdige cicaden van dit jaar net vier jaar te vroeg zijn.

    Zelfs als ze aan een verschillend tempo groeien, wachten de meeste nimfen van cicaden tot de rest van hun groep hen heeft ingehaald voor ze uit de grond kruipen, voegde ze er aan toe. Als de grond op 20 centimeter diepte meer dan 17,9 graden warm is, komen ze allemaal tezamen tevoorschijn. Experten denken dat de evolutie die strategie begunstigd heeft omdat op die manier roofdieren als vogels en eekhoorns overweldigd worden door het grote aantal cicaden. Die kunnen dan verwoed paren en eieren leggen voor ze na een paar weken sterven.

    Maar het feit dat er nu meldingen komen van duizenden cicaden uit Brood X betekent dat die niet gewacht hebben op hun metgezellen. Ze riskeren opgegeten te worden voor ze zich kunnen voortplanten, merkt Simon op.

    Als de cicaden van Brood X blijven uit de grond kruipen en in grote aantallen paren in de volgende weken, kan die zeldzame versnelling van de gebeurtenissen betekenen dat er een nieuw broedsel ontstaat, zegt Simon. Maar ze al pas veel later te weten komen of de vroege vogels echt succesvol zijn geweest. "We moeten ze blijven opvolgen gedurende nog eens 17 jaar, en daarna nog 17 jaar, om een duidelijk beeld te krijgen", zegt ze. Tenzij de cicaden opnieuw voor een verrassing zorgen en weer al na 13 jaar verschijnen...

    Lege nimfenhuiden en cicaden op een boom in de staat Maryland.

    Een 17-jaarlijkse cicade uit Brood V in de staat Ohio (foto: Lorax via Wikimedia).