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cigarras periódicas

El término cigarra periódica se utiliza comúnmente para referirse a cualquiera de las siete especies del género Magicicada del este de Norteamérica , las cigarras de 13 y 17 años. Se llaman periódicos porque casi todos los individuos de una población local están sincronizados en su desarrollo y emergen en el mismo año. Aunque a veces se les llama " langostas ", este es un nombre inapropiado, ya que las cigarras pertenecen al orden taxonómico Hemiptera (verdaderos insectos), suborden Auchenorrhyncha , mientras que las langostas son saltamontes pertenecientes al orden Orthoptera . [2] Magicicada pertenece a la tribu de cigarras Lamotialnini , un grupo de géneros con representantes en Australia, África y Asia, así como en América. [3]

Las especies de Magicicada pasan alrededor del 99,5% de su larga vida bajo tierra en un estado inmaduro llamado ninfa . Mientras están bajo tierra, las ninfas se alimentan de los fluidos del xilema de las raíces de los árboles de los bosques caducifolios del este de los Estados Unidos. [4] En la primavera de su año 13 o 17, las ninfas de cigarra maduras emergen entre finales de abril y principios de junio (dependiendo de la latitud), de forma sincrónica y en cantidades enormes. [5] [6] Los adultos están activos sólo durante unas cuatro a seis semanas después de la fase de desarrollo inusualmente prolongada. [7]

Los machos se agrupan en centros de coro y llaman allí para atraer parejas. Las hembras apareadas ponen huevos en los tallos de las plantas leñosas. A los dos meses de la aparición original, el ciclo de vida se completa y las cigarras adultas mueren. Más tarde, ese mismo verano, los huevos eclosionan y las nuevas ninfas se esconden bajo tierra para desarrollarse durante los siguientes 13 o 17 años.

También se informan emergencias periódicas de la "cigarra de la Copa del Mundo" Chremistica ribhoi (cada cuatro años) [8] en el noreste de la India y de una especie de cigarra de Fiji, Raiateana knowlesi (cada ocho años). [9]

Descripción

Muchas cigarras periódicas Brood X ( Magicicada ) (video con sonido)

La cigarra periódica imago alada (adulta) tiene dos ojos compuestos rojos, tres ocelos pequeños y un tórax dorsal negro. Las alas son translúcidas con vetas anaranjadas. La parte inferior del abdomen puede ser negra, naranja o rayada de naranja y negro, según la especie. [10]

Los adultos suelen medir entre 2,4 y 3,3 cm (0,9 a 1,3 pulgadas), según la especie, generalmente alrededor del 75% del tamaño de la mayoría de las especies de cigarras anuales que se encuentran en la misma región. Las hembras maduras son un poco más grandes que los machos. [11]

Los machos de Magicicada suelen formar grandes grupos que cantan en coro para atraer a las hembras receptivas. Las diferentes especies tienen diferentes cantos característicos. Se dice que el canto de las cigarras periódicas décimas se parece a alguien que grita "weeeee-whoa" o "Faraón". [12] Las cigarras periódicas cassini y decula (incluida M. tredecula ) tienen canciones que intercalan zumbidos y tictac. [11]

Las cigarras no pueden picar y normalmente no muerden. Al igual que otros insectos Auchenorrhyncha (verdaderos), tienen piezas bucales que utilizan para perforar las plantas y chupar su savia. Estas piezas bucales se utilizan durante la etapa de ninfa para aprovechar las raíces subterráneas en busca de agua, minerales y carbohidratos y en la etapa adulta para adquirir nutrientes y agua de los tallos de las plantas. La trompa de una cigarra adulta puede perforar la piel humana cuando se la manipula, lo cual es doloroso, pero de ningún otro modo dañino. Las cigarras no son venenosas ni venenosas y no hay evidencia de que ellas o sus picaduras puedan transmitir enfermedades. [13]

Las cigarras representan una pequeña amenaza para la vegetación madura, aunque es mejor posponer la plantación de nuevos árboles o arbustos hasta después de la aparición esperada de las cigarras periódicas. Las plantas maduras rara vez sufren daños duraderos, aunque las ramitas pueden morir o marchitarse debido a la puesta de huevos. [14] Los árboles o arbustos jóvenes se pueden cubrir con estopilla u otra red de malla con agujeros de 3 ⁄ 8  pulgadas (1,0 cm) de diámetro o menos para evitar daños durante el período de oviposición, [15] que comienza aproximadamente una semana después de la Los primeros adultos emergen y dura hasta que todas las hembras han muerto.

Ciclo vital

Transformación de ninfa madura a adulta
Time-lapse de la muda final y el oscurecimiento, más de 4,5 horas
¡Aparición! Casi todos a la vez. Muchos no sobreviven, pero con un surgimiento masivo, muchos alcanzarán la madurez para iniciar la próxima generación.
Hembra de cigarra adulta creando una hendidura en una ramita e insertando huevos. El sonido es de miles de cigarras.

Casi todas las cigarras pasan años bajo tierra cuando son juveniles, antes de emerger a la superficie para una breve etapa adulta de varias semanas a algunos meses. Las siete especies periódicas de cigarras reciben ese nombre porque, en cualquier lugar, todos los miembros de la población están sincronizados en su desarrollo: emergen como adultos todos a la vez en el mismo año. Esta periodicidad es especialmente notable porque sus ciclos de vida son muy largos: 13 o 17 años.

En cambio, en el caso de las especies no periódicas, algunos adultos maduran cada verano y emergen mientras el resto de la población continúa desarrollándose bajo tierra. Mucha gente se refiere a estas especies no periódicas como cigarras anuales porque algunas se ven todos los veranos. Esto puede llevar a algunos a concluir que las cigarras no periódicas tienen ciclos de vida de un año. Esto es incorrecto. Los pocos ciclos de vida conocidos de las especies "anuales" oscilan entre dos y diez años, aunque algunos podrían ser más largos. [ cita necesaria ]

Las ninfas de las cigarras periódicas viven bajo tierra, generalmente a 61 cm (2 pies) de la superficie, y se alimentan de los jugos de las raíces de las plantas. [16] Las ninfas de la cigarra periódica pasan por cinco estadios en su desarrollo subterráneo. Se dice que la diferencia en el ciclo de vida de 13 y 17 años es el tiempo necesario para que madure el segundo estadio. Cuando están bajo tierra, las ninfas se mueven más profundamente bajo tierra, detectando y luego alimentándose de raíces más grandes a medida que maduran. [17]

Las ninfas parecen seguir el número de años detectando los cambios en el xilema provocados por la abscisión del árbol. Esto se respaldó experimentalmente induciendo a una arboleda a pasar por dos ciclos de pérdida y rebrote de hojas en un año calendario. Las cigarras que se alimentaban de esos árboles surgieron después de 16 años en lugar de 17. [18]

Desde finales de abril hasta principios de junio del año de emergencia, las ninfas maduras del quinto estadio construyen túneles hacia la superficie y esperan a que la temperatura del suelo alcance un valor crítico. [7] [19] En algunas situaciones, las ninfas extienden torres de barro hasta varios centímetros por encima de la superficie del suelo. [20] Se desconoce la función de estas torretas, pero el fenómeno se ha observado en algunas cigarras no periódicas, así como en otros insectos túneles. [21]

Las ninfas emergen por primera vez en una tarde de primavera cuando la temperatura del suelo a unos 20 cm (8 pulgadas) de profundidad es superior a 17,9  °C (64  °F ). Se cree que la aparición crepuscular está relacionada con el hecho de que las temperaturas máximas del suelo van varias horas por detrás de la insolación máxima , lo que proporciona convenientemente cierta protección a las ninfas no voladoras contra los depredadores diurnos , como las aves. Durante el resto de sus vidas, las cigarras periódicas maduras serán fuertemente diurnas, y el canto a menudo casi cesará por la noche.

Durante la mayoría de los años en los Estados Unidos, esta señal de emergencia se traduce a finales de abril o principios de mayo en el extremo sur, y desde finales de mayo a principios de junio en el extremo norte. Las ninfas emergentes pueden mudar en la hierba o trepar desde unos pocos centímetros hasta más de 100 pies (30 m) para encontrar una superficie vertical adecuada para completar su transformación en adultos. Después de fijarse a troncos de árboles, paredes de edificios, postes telefónicos, postes de cercas, follaje colgante e incluso neumáticos de automóviles estacionarios, las ninfas experimentan una muda final y luego pasan unos seis días en los árboles a la espera del endurecimiento completo de sus alas y exoesqueletos . Justo después de salir de esta muda final, los adultos tenerales son blanquecinos, pero se oscurecen al cabo de una hora.

Las cigarras periódicas adultas viven sólo unas pocas semanas; a mediados de julio, todos habían muerto. Sus efímeras formas adultas están adaptadas para un propósito: la reproducción. Al igual que otras cigarras, los machos producen una canción de apareamiento muy fuerte específica de su especie usando sus tímbalos . Los machos cantantes de la misma especie de Magicicada tienden a formar agregaciones llamadas coros cuyas canciones colectivas resultan atractivas para las hembras. Los machos de estos coros alternan episodios de canto con vuelos cortos de árbol en árbol en busca de hembras receptivas. [2] La mayoría de los apareamientos se producen en los llamados árboles de coro. [10]

Las hembras receptivas responden a las llamadas de los machos de su misma especie con movimientos de alas sincronizados (la señalización visual es aparentemente una necesidad en medio del canto de los machos) que atrae a los machos para aparearse. [22] El sonido de un coro puede ser literalmente ensordecedor y, dependiendo del número de hombres que lo componen, puede alcanzar los 100  dB en las inmediaciones. Además de sus canciones de "llamada" o "congregación", los machos producen una canción de cortejo distintiva cuando se acercan a una hembra individual. [10]

Tanto los machos como las hembras pueden aparearse varias veces, aunque la mayoría de las hembras parecen aparearse solo una vez [ cita requerida ] . Después del apareamiento, la hembra corta hendiduras en forma de V en la corteza de las ramitas jóvenes y pone unos 20 huevos en cada una, para una nidada total de 600 o más. Después de aproximadamente 6 a 10 semanas, los huevos eclosionan y las ninfas caen al suelo, donde excavan y comienzan otro ciclo de 13 o 17 años.

Estrategia de supervivencia de saciedad del depredador

Las ninfas emergen en cantidades muy grandes casi al mismo tiempo, a veces más de 1,5 millones de individuos por acre (>370/m 2 ). [23] Su aparición masiva es, entre otras cosas, un rasgo de supervivencia llamado saciedad de depredadores . Los detalles de esta estrategia son simples: durante la primera semana después de su aparición, las cigarras periódicas son presa fácil de reptiles , pájaros , ardillas , gatos , perros y otros mamíferos grandes y pequeños . [7] [24] En su área de distribución actual, las cigarras periódicas no tienen depredadores efectivos, y todos los demás animales que se alimentan de ellas después de la emergencia rápidamente se vuelven irrelevantes con respecto a su impacto en las poblaciones totales de cigarras.

Los primeros entomólogos sostenían que el mecanismo general de supervivencia de las cigarras era simplemente abrumar a los depredadores por su gran número, asegurando la supervivencia de la mayoría de los individuos. Posteriormente, se planteó la hipótesis de que el hecho de que los períodos de desarrollo fueran cada uno de un número primo de años (13 y 17) era una estrategia para evitar a los depredadores, adoptada para eliminar la posibilidad de que los depredadores potenciales recibieran aumentos periódicos de población sincronizando sus propias generaciones con divisores de El período de aparición de las cigarras.

Según esta hipótesis de número primo, un depredador con un ciclo reproductivo de tres años, que coincidió con la aparición de una cría en un año determinado, habrá pasado por cuatro ciclos más un año (12 + 1) o cinco ciclos más dos años. (15 + 2) para la próxima vez que surja esa cría. De esta manera, las crías con números primos exhiben una estrategia para garantizar que casi siempre emergen cuando una parte de los depredadores a los que se enfrentarán son sexualmente inmaduros y, por tanto, incapaces de aprovechar al máximo el suministro de alimentos momentáneamente ilimitado. [25]

Otro punto de vista vuelve esta hipótesis a las propias crías de cigarras. Postula que los tiempos de desarrollo numerados primos representan una adaptación para prevenir la hibridación entre crías. Se plantea la hipótesis de que este método inusual de secuestrar diferentes poblaciones en el tiempo surgió cuando las condiciones eran extremadamente duras. En esas condiciones, la mutación que producía tiempos de desarrollo extremadamente largos se volvió tan valiosa que a las cigarras que la poseían les resultó beneficioso protegerse del apareamiento con cigarras que carecían del rasgo de desarrollo prolongado.

De esta manera, las cigarras de largo desarrollo conservaron un rasgo que les permitió sobrevivir al período de fuerte presión de selección (es decir, duras condiciones) provocado por poblaciones aisladas y reducidas durante el período inmediatamente posterior al retroceso de los glaciares (en el caso de las cigarras periódicas). cigarras, los estadios glaciales del Pleistoceno norteamericano ). Visto desde esta perspectiva, su aparición masiva y la estrategia de saciedad de depredadores que se deriva de esto sólo sirven para mantener la estrategia de supervivencia a mucho más largo plazo de proteger su rasgo de largo desarrollo de hibridaciones que podrían diluirlo. [26]

Esta hipótesis de hibridación fue respaldada posteriormente mediante una serie de modelos matemáticos y sigue siendo la explicación más ampliamente aceptada para la estrategia de supervivencia inusualmente larga y matemáticamente sofisticada de estos insectos. [27] Se planteó la hipótesis de que la duración del ciclo estaba controlada por un solo locus genético, siendo el ciclo de 13 años dominante sobre el de 17 años, [28] pero esta interpretación sigue siendo controvertida y sin fundamento a nivel del ADN .

Impacto en otras poblaciones

Los ciclos en las poblaciones de cigarras son lo suficientemente significativos como para afectar a otras poblaciones de animales y plantas. Por ejemplo, se ha observado que el crecimiento de los árboles disminuye el año anterior a la aparición de una cría debido a que las ninfas en crecimiento se alimentan cada vez más de las raíces. [29] Se ha observado que a los topos , que se alimentan de ninfas, les va bien durante el año anterior a una emergencia, pero sufren disminuciones de población el año siguiente debido a la reducción de la fuente de alimento. [30] Las poblaciones de pavos salvajes responden favorablemente al aumento de la nutrición en su suministro de alimentos al atiborrarse de cigarras adultas en el suelo al final de sus ciclos de vida. Los cadáveres no consumidos de cigarras periódicas se descomponen en el suelo, proporcionando un recurso de nutrientes a la comunidad forestal. [29]

Las crías de cigarras también pueden tener un impacto negativo. Las poblaciones de ardillas grises orientales se han visto afectadas negativamente porque la actividad de puesta de huevos de las cigarras hembras dañó los próximos cultivos de mástiles . [ cita necesaria ]

crías

Las cigarras periódicas se agrupan en camadas geográficas según el año calendario en el que emergen. Por ejemplo, en 2014, la Generación XXII de 13 años surgió en Luisiana y la Generación III de 17 años surgió en el oeste de Illinois y el este de Iowa.

En 1907, el entomólogo Charles Lester Marlatt asignó números romanos a 30 crías diferentes de cigarras periódicas: 17 crías distintas con un ciclo de vida de 17 años, a las que asignó los números de cría del I al XVII (con años emergentes de 1893 a 1909); más 13 crías con un ciclo de 13 años, a las que asignó los números de cría XVIII al XXX (1893 a 1905). [31] Marlatt señaló que las crías de 17 años están generalmente más al norte que las crías de 13 años. [32]

Muchas de estas hipotéticas 30 nidadas no han sido observadas. Marlatt notó que algunas poblaciones de cigarras (especialmente Brood XI en el valle del río Connecticut en Massachusetts y Connecticut ) estaban desapareciendo, hecho que atribuyó a la reducción de los bosques y a la introducción y proliferación de los "gorriones ingleses" comedores de insectos (House gorriones, Passer domesticus ) que habían seguido al asentamiento europeo en América del Norte. [33] Dos de las crías que Marlatt nombró (Broods XI y XXI) se han extinguido. Su esquema de numeración se ha mantenido por conveniencia (y porque separa claramente los ciclos de vida de 13 y 17 años), aunque se sabe que solo sobrevivieron 15 crías. [34]

Las cigarras periódicas que emergen fuera del plazo previsto se denominan rezagadas. Aunque pueden emerger en cualquier momento, generalmente lo hacen uno o cuatro años antes o después de que emerjan la mayoría de los demás miembros de sus crías. [44] Los rezagados con un ciclo de vida de 17 años generalmente emergen cuatro años antes. Aquellos con un ciclo de 13 años suelen surgir con cuatro años de retraso. [45] La aparición de rezagados puede, en teoría, ser indicativa de que una generación está cambiando de un ciclo de 17 años a uno de 13 años. [46]

Se espera que emerjan la cría XIII de la cigarra de 17 años, que supuestamente tiene la mayor aparición de cigarras por tamaño conocida en cualquier lugar, y la cría XIX de la cigarra de 13 años, posiblemente la más grande (por extensión geográfica) de todas las crías periódicas de cigarras. juntos en 2024 por primera vez desde 1803. Sin embargo, no se espera que las dos crías se superpongan excepto potencialmente en un área delgada en el centro y este de Illinois ( condados de Macon , Sangamon , Livingston y Logan ). [47] La ​​próxima aparición dual de estas dos crías en particular se producirá en 2245, 221 años después de 2024, [48] pero las emergencias duales serán muy comunes durante las próximas tres décadas, con las crías IX y XIX emergiendo en 2037, XIII y XXIII en 2041, V y XIX en 2050, VIII y XXII en 2053, y IX y XXIII en 2054. Sorprendentemente, las próximas ocho emergencias sucesivas de Brood XIX serán junto con otra Brood: 2024 (Brood XIII), 2037 (Brood IX ), 2050 (Brood V), 2063 (Brood I), 2076 (Brood XIV), 2089 (Brood X), 2102 (Brood VI) y 2115 (Brood II), por lo que no será hasta 2128 que Brood XIX será el único Brood que surja ese año. De manera similar, a partir de su aparición en 2041, ocho apariciones sucesivas de Brood XXIII estarán junto con otra Brood: 2041 (Brood XIII), 2054 (Brood IX), 2067 (Brood V), 2080 (Brood I), 2093 (Brood XIV). , 2106 (Progenie X), 2119 (Progenie VI) y 2132 (Progenie II).

Mapa de ubicaciones de cría

Mapa condado por condado que muestra la ubicación de las crías de cigarras, publicado en mayo de 2013
Mapa del Servicio Forestal del USDA de ubicaciones periódicas de cría de cigarras por condado y momento de la próxima aparición (a partir de 2024)

Taxonomía

Filogenia

Magicicada es miembro de la tribu de cigarras Lamotialnini , que se distribuye globalmente excepto América del Sur . A pesar de que Magicicada sólo se encuentra en el este de América del Norte , se cree que sus parientes más cercanos son los géneros Tryella y Aleeta de Australia , siendo Magicicada hermana del clado que contiene a Tryella y Aleeta . [49] En América , se cree que su pariente más cercano es el género Chrysolasia de Guatemala . [50]

Especies

Siete especies reconocidas se encuentran dentro de Magicicada : tres especies de 17 años y cuatro especies de 13 años. Estas siete especies también se agrupan a veces de manera diferente en tres subgrupos, el llamado grupo de especies Decim , grupo de especies Cassini y grupo de especies Decula, lo que refleja fuertes similitudes de cada especie de 17 años con una o más especies con un ciclo de 13 años. [51]

Evolución y especiación

Los ciclos de vida periódicos de las cigarras no sólo son curiosos por el uso de los números primos 13 o 17, sino que su evolución también está intrincadamente ligada a cambios de uno y cuatro años en sus ciclos de vida. [26] [28] Los cambios de un año son menos comunes que los cambios de cuatro años y probablemente estén relacionados con la variación en las condiciones climáticas locales. Las emergencias tempranas y tardías cada cuatro años son comunes e involucran a una proporción mucho mayor de la población que los cambios de un año. Es bien sabido que las diferentes especies se originaron a partir de un proceso de especiación alocrónica , [53] [54] en el que las subpoblaciones de especies que se aíslan unas de otras en el tiempo eventualmente también se aíslan reproductivamente .

Las investigaciones sugieren que en las cigarras periódicas existentes, los ciclos de vida de 13 y 17 años evolucionaron al menos ocho veces diferentes en los últimos 4 millones de años y que diferentes especies con ciclos de vida idénticos desarrollaron su distribución geográfica superpuesta sincronizando sus ciclos de vida con los existentes. poblaciones dominantes. [54] El mismo estudio estima que el grupo de especies Decim se separó del ancestro común de los grupos de especies Decula más Cassini hace unos 4 millones de años (Mya). Aproximadamente hace 2,5 millones de años, los grupos Cassini y Decula se separaron.

Sota et al. (2013) también calcula que la primera separación de las cigarras de 13 años existentes de las de 17 años tuvo lugar en el grupo Decim hace unos 530.000 años, cuando el M. tredecim del sur se separó del M. septendecim del norte . El segundo evento digno de mención tuvo lugar hace unos 320.000 años con la separación del grupo Cassini occidental de sus homólogos del este. Los clados Decim y Decula experimentaron divisiones occidentales similares, pero se estima que tuvieron lugar hace 270.000 y 230.000 años, respectivamente. Las divisiones de 13 y 17 años en Cassini y Decula tuvieron lugar después de estos acontecimientos.

Las cigarras de 17 años ocupan en gran medida territorio anteriormente glaciar y, como resultado, sus relaciones filogeográficas reflejan los efectos de la contracción repetida en refugios glaciares (pequeñas islas de hábitat adecuado) y la posterior reexpansión durante múltiples períodos interglaciales. En cada grupo de especies, Decim, Cassini y Decula, la firma de los períodos glaciales se manifiesta en tres subdivisiones genéticas filogeográficas: un subgrupo al este de los Apalaches, uno en el medio oeste y otro en el extremo occidental de su área de distribución.

Sota et al. Los datos sugieren que los fundadores de las poblaciones de cigarras de 13 años del sur se originaron en el grupo Decim. A estos se unieron más tarde Cassini procedente del clado occidental de Cassini y Decula procedente de los clados Decula oriental, medio y occidental. Cuando Cassini y Decula invadieron el sur, se sincronizaron con el residente M. tredecim . Estas Cassini y Decula se conocen como M. tredecassini y M. tredecula . Se necesitan más datos para respaldar esta hipótesis y otras hipótesis relacionadas con divisiones más recientes de 13 y 17 años que involucran a M. neotredecim y M. tredecim .

Distribución

Las cigarras periódicas de 17 años se distribuyen desde los estados del este, a través del valle de Ohio , hasta los estados de las Grandes Llanuras y al norte hasta los bordes del Medio Oeste superior , mientras que las cigarras de 13 años se encuentran en los estados del sur y del valle de Mississippi , con algunas ligera superposición de los dos grupos. Por ejemplo, las crías IV (ciclo de 17 años) y XIX (ciclo de 13 años) se superponen en el oeste de Missouri y el este de Oklahoma. [55] [56] Sus apariciones deberían volver a coincidir en 2219, 2440, 2661, etc., como lo hicieron en 1998 [57] (aunque las distribuciones cambian ligeramente de una generación a otra y los mapas de distribución más antiguos pueden no ser confiables. [56] ) .

A partir de abril de 2021 se está llevando a cabo un esfuerzo patrocinado por la National Geographic Society en la Universidad de Connecticut para generar nuevos mapas de distribución de todas las crías periódicas de cigarras. [58] El esfuerzo utiliza datos y registros de colaboración colectiva que recopilan entomólogos y voluntarios. [59]

Parásitos, plagas y patógenos.

Aunque generalmente se alimenta de larvas del mosquito de la hoja de roble ( Polystepha pilulae ) y otros insectos, el ácaro de la hoja de roble ("ácaro de la picazón") ( Pyemotes herfsi ) se convierte en un ectoparásito de los huevos de cigarra periódicos cuando estos están disponibles. Después de que las cigarras depositan sus huevos en las ramas de los árboles, los ácaros que se alimentan se reproducen y su número aumenta. [60]

Una Brood X Magicicada con infección abdominal por Massospora cicadina en Bethesda, Maryland (31 de mayo de 2021)

Una vez finalizada la aparición de cigarras, muchas personas han desarrollado erupciones cutáneas, pústulas , picazón intensa y otras secuelas de las picaduras de ácaros en la parte superior del torso , la cabeza, el cuello y los brazos. Las erupciones y la picazón alcanzaron su punto máximo después de varios días, pero duraron hasta dos semanas. Los tratamientos contra la picazón, incluida la loción de calamina y las cremas con esteroides tópicos , no aliviaron la picazón. [60]

Massospora cicadina es un hongo patógeno que infecta sólo a las cigarras periódicas de 13 y 17 años. La infección produce un "tapón" de esporas que reemplaza el extremo del abdomen de la cigarra mientras aún está viva, lo que provoca infertilidad, transmisión de enfermedades y, finalmente, la muerte de la cigarra. [61]

Simbiosis

Magicicada no puede obtener todos los aminoácidos esenciales del líquido del xilema diluido del que se alimenta y, en cambio, depende de bacterias endosimbióticas que proporcionan vitaminas y nutrientes esenciales para el crecimiento. [62] Las bacterias del género Hodgkinia viven dentro de cigarras periódicas y crecen y se dividen durante años antes de que los eventos de reproducción puntuados de las cigarras impongan la selección natural sobre estas bacterias para mantener una relación mutuamente beneficiosa. Como resultado, el genoma de Hodgkinia se ha fraccionado en tres especies bacterianas independientes, cada una de las cuales contiene sólo un subconjunto de genes esenciales para esta simbiosis. El huésped necesita los tres subgrupos de simbiontes, ya que sólo el complemento completo de los tres subgrupos proporciona al huésped todos sus nutrientes esenciales. [63] La simbiosis Hodgkinia - Magicicada es un poderoso ejemplo de cómo los endosimbiontes bacterianos impulsan la evolución de sus huéspedes.

Historia

El primer relato conocido de una gran aparición de cigarras apareció en un informe de 1633 de William Bradford , gobernador de la colonia de Plymouth , que se había establecido en 1620 dentro del futuro estado de Massachusetts. [64] [65] Después de describir una "fiebre pestilente" que se había extendido por la colonia y los indios vecinos, el informe decía:

Es de observar que, la primavera anterior a esta enfermedad, había una numerosa compañía de moscas que eran tan grandes como avispas o abejorros ; Salían de pequeños agujeros en el suelo y se comían las cosas verdes, y hacían un ruido tan constante que hacía resonar los bosques y estaba listo para ensordecer a los oyentes; Los ingleses en este país no los vieron ni los oyeron antes de este tiempo; pero los indios les dijeron que vendrían enfermedades, y así fue, con mucho calor, en los meses de junio , julio y agosto de aquel verano. [66] [67]

(Elaborando en una observación que Marlatt informó en 1907, [68] Gene Kritsky ha sugerido que el informe de Bradford está mal fechado, ya que las generaciones XI y XIV habrían surgido en Plymouth en 1631 y 1634, respectivamente, mientras que ninguna generación actualmente conocida habría surgido allí. en 1633. [69] )

Los relatos históricos citan informes de recurrencias de 15 a 17 años de enormes cantidades de ruidosas cigarras emergentes ("langostas") escritos ya en 1733. [67] [70] John Bartram , un destacado botánico y horticultor de Filadelfia , fue uno de los primeros escritores que describieron el ciclo de vida, apariencia y características del insecto. [71]

El 9 de mayo de 1715, Andreas Sandel, pastor de la Iglesia Luterana Sueca "Gloria Dei" de Filadelfia , describió en su diario el surgimiento de Brood X. [72] Pehr Kalm , un naturalista finlandés que visitó Pensilvania y Nueva Jersey en 1749 el En nombre de la Real Academia Sueca de Ciencias , observó a finales de mayo otro surgimiento de esa generación. [73] [74] Al informar del evento en un artículo que una revista académica sueca publicó en 1756, Kalm escribió:

La opinión general es que estos insectos aparecen en cantidades fantásticas cada diecisiete años. Mientras tanto, salvo alguna que otra que pueda aparecer en verano, permanecen bajo tierra.
Hay pruebas considerables de que estos insectos aparecen cada diecisiete años en Pensilvania. [74]

Luego, Kalm describió el informe de Sandel y uno que había obtenido de Benjamín Franklin que había registrado en Filadelfia la aparición de un gran número de cigarras a principios de mayo de 1732. Señaló que las personas que habían preparado estos documentos no habían hecho tales informes en otros años. [74]

Kalm señaló además que otros le habían informado que habían visto cigarras sólo ocasionalmente antes de que los insectos emergieran del suelo en Pensilvania en grandes enjambres el 22 de mayo de 1749. [74] Además, afirmó que no había escuchado ninguna cigarra en Pensilvania y Nueva York. Jersey en 1750 en los mismos meses y áreas en las que había escuchado a muchos en 1749. [74] Los informes de 1715 y 1732, combinados con sus propias observaciones de 1749 y 1750, respaldaron la "opinión general" anterior que había citado.

Kalm resumió sus hallazgos en un libro traducido al inglés y publicado en Londres en 1771, [75] afirmando:

Hay una especie de langostas que cada diecisiete años vienen aquí en cantidades increíbles... En el intervalo entre los años en que son tan numerosas, sólo se las ve u oye una sola en el bosque. [67] [76]

Basado en el relato de Kalm y en un espécimen que Kalm había proporcionado, en 1758 Carl Linnaeus nombró al insecto Cicada septendecim en la décima edición de su Systema Naturae . [10] [77]

Moses Bartram, hijo de John Bartram, describió la siguiente aparición de la cría (Brood X) que Kalm había observado en 1749 en un artículo titulado Observaciones sobre la cigarra o langosta de América, que aparece periódicamente una vez cada 16 o 17 años . escribió en 1766. El artículo de Bartram, que una revista de Londres publicó en 1768, señalaba que al nacer de los huevos depositados en las ramitas de los árboles, los insectos jóvenes corrían hacia la tierra y "entraban por la primera abertura que podían encontrar". Informó que había podido descubrirlos a 3 m (10 pies) debajo de la superficie, pero que, según los informes, otros los habían encontrado a 9 m (30 pies) de profundidad. [78]

En 1775, Thomas Jefferson registró en su "Libro del jardín" la periodicidad de 17 años de Brood II, escribiendo que un conocido recordaba los "años de las grandes langostas" en 1724 y 1741, que él y otros recordaban otro año similar en 1758 y que los insectos habían vuelto a aparecer. emergió del suelo en Monticello en 1775. Observó que las hembras ponen sus huevos en las pequeñas ramitas de los árboles mientras están en la superficie. [79]

La aparición en 1780 de las cigarras Brood VII (también conocidas como cría Onondaga) durante la Guerra Revolucionaria Americana , coincidió con las secuelas de la operación militar conocida como la Expedición Sullivan que devastó las comunidades indígenas Onondaga y destruyó sus cultivos. La repentina llegada de una cantidad tan sustancial de cigarras proporcionó una fuente de sustento para el pueblo Onondaga que padecía una grave inseguridad alimentaria tras las campañas de Sullivan y el brutal invierno posterior. [80] Los Onondaga conmemoran la llegada aparentemente milagrosa de las cigarras como si fuera una intervención del Creador para asegurar su supervivencia después de un evento tan traumatizante y catastrófico. [81]

Una Brood X Magicicada con infección abdominal por Massospora cicadina en Takoma Park, Maryland (31 de mayo de 2021)

En abril de 1800, Benjamin Banneker , que vivía cerca de Ellicott's Mills, Maryland , escribió en su libro de registro que recordaba un "gran año de langostas" en 1749, un segundo en 1766 durante el cual los insectos parecían ser "tan numerosos como el primero". ", y un tercero en 1783. Predijo que los insectos (Brood X) "pueden esperarse nuevamente en el año 1800, que es diecisiete desde su tercera aparición ante mí". [82] Al describir un efecto que el hongo patógeno Massospora cicadina tiene en su huésped , [83] el libro de registro de Banneker declaró que los insectos:

.... comienzan a Cantar o hacer un ruido desde que salen de la Tierra hasta que mueren. La parte posterior se pudre y no parece causarles ningún dolor, porque siguen cantando hasta que mueren. [84]

En 1845, DL Pharas de Woodville, Mississippi , anunció la periodicidad de 13 años de las crías de cigarras del sur en un periódico local, el Woodville Republican . [32] En 1858, Pharas colocó el título Cicada tredecim en un artículo posterior que el periódico publicó sobre el tema. [32] Diez años más tarde, el American Entomologist publicó en diciembre de 1868 un artículo que Benjamin Dann Walsh y Charles Valentine Riley habían escrito y que también informaba sobre la periodicidad de 13 años de las crías de cigarras del sur. [32]

El artículo de Walsh y Riley, que Scientific American reimprimió en enero de 1869, ilustraba las características interiores y exteriores de los agujeros de emergencia y las torretas elevadas de las ninfas. [65] Su artículo, que no citaba los informes de Pharas, fue el primero en describir la periodicidad de 13 años de las cigarras del sur que recibió amplia atención. [32] Más tarde, Riley reconoció el trabajo de Pharas en una publicación de 1885 sobre cigarras periódicas de su autoría. [32] [85]

Picaduras de ácaros

En 1998, una emergencia contenía una camada de cigarras de 17 años (Brood IV) en el oeste de Missouri y una camada de cigarras de 13 años (Brood XIX) en gran parte del resto del estado. Cada una de las crías es la más grande de su tipo en el estado. Como los territorios de las dos generaciones se superponen (convergen) en algunas áreas, la convergencia fue la primera del estado desde 1777. [86]

En 2007 y 2008, Edmond Zaborski, científico investigador del Illinois Natural History Survey , informó que el ácaro de la hoja de roble ("ácaro de la picazón") ( Pyemotes herfsi ) es un ectoparásito de los huevos de cigarra periódica. Mientras investigaba con la ayuda de otros las misteriosas ronchas y erupciones que picaban que la gente estaba desarrollando en los suburbios de Chicago después del final de una emergencia de Brood XIII en 2007, atribuyó el evento a picaduras de ácaros cuyas poblaciones habían aumentado rápidamente mientras parasitaban esos huevos. [87] Un evento similar ocurrió en el área de Washington, DC, después de que terminara una emergencia de Brood X en 2021. [88]

Usar como alimento humano

Las especies de Magicicada son comestibles cuando se cocinan para personas que no son alérgicas a alimentos similares . Hay varias recetas disponibles para este propósito. Algunos recomiendan recolectar los insectos poco después de la muda, mientras aún están blandos. Otros muestran preferencias por ninfas emergentes o adultos endurecidos. [89]

Históricamente, los insectos han sido comidos por los nativos americanos , quienes los frieron o asaron en hornos calientes, revolviéndolos hasta que estuvieran bien dorados. [90] [91] Marlatt escribió en 1907:

El uso de las suculentas cigarras recién emergidas como artículo de la dieta humana tiene meramente un interés teórico, porque, aunque sólo sea por otra razón, se encuentran muy raramente como para tener algún valor real. Existe también una objeción mucho más fuerte en la repugnancia instintiva que todos los insectos parecen inspirar como alimento a la mayoría de las naciones civilizadas. En teoría, la cigarra, recolectada en el momento adecuado y adecuadamente aderezada y servida, debería ser un alimento bastante atractivo. Las larvas han vivido únicamente de materia vegetal del tipo más limpio y saludable y, por lo tanto, supuestamente serían mucho más sabrosas y aptas para la alimentación que la ostra, con su hábito carroñero de vivir en el lodo fangoso del fondo de los ríos. o muchos otros animales que son muy apreciados y que no tienen un historial tan limpio como el de la revista Cigarra. [91]

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Referencias

Otras lecturas

enlaces externos

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