近日，美國多地發(fā)布蟬群預警，稱300億只17年周期蟬將席卷美國東部，提醒民眾提早做好防御措施。說到這里，大家會不會覺得很奇怪呢？蟬不是每年都會有嗎？為什么今年會用“席卷”這兩個字呢？

17年周期蟬到底是個什么東東？

原來，這的確是個很罕見的現(xiàn)象。

那就是，在美國中西部和東部，有7種蟬每隔13年或17年就會破土而出，其中3種是17年蟬，4種是13年蟬，這7種蟬之所以被稱為“周期蟬”，是因為他們會遵循某個周期集中出現(xiàn)。今年登場的是17年蟬。

換句話說，這些蟬，在過去的16年之間，是杳無蹤影的，到了今年，才會突然間全部涌現(xiàn)。

然后，如曇花般，出現(xiàn)一年，接下來又消失了，下一次出現(xiàn)，是17年后。

很神奇是吧？

這種現(xiàn)象別說普通人，就是科學家們也覺得神奇。

因此，科學家們也在努力的破解這些17年蟬到底是怎么回事？

兩個關鍵問題：

1，為何是13/17年這種質(zhì)數(shù)？

2，即便是17年為周期，每年都應該有17年前的蟬出生，按理說周期不應該如此影響（可以類比人類，12年周期，為何每年都有新生兒？）。

確實，承認生命的偶然性是個很難得事情，這是我在做進化過程中反復遇到的事情。

一、13/17年蟬的周期優(yōu)勢

簡單的說：因為17是個質(zhì)數(shù)，他只能被1和17整除，所以，從天敵的角度，那么只有17年生的這一波天敵才會對他們造成威脅，而這種可能性還是蠻小的。

反過來，如果是16年蟬的話，不僅是一年生的，2，4，8等出生的天敵都可以對它們造成威脅。

我們簡單的演示下：

下圖用左邊代替蟬，右邊代替它的天敵。

假定蟬的天敵和蟬是形成穩(wěn)定關系，非常的癡情，絕對不會換口味。

那么，1年蟬對應1年天敵，這樣飲食穩(wěn)定，會維持長期的種群數(shù)量恒定。

如果是2年蟬呢？那第二年的蟬就慘了，經(jīng)常吃不到了，餓瘋了。

類似的一直推下去，就會發(fā)現(xiàn)，時間間隔越長的，越容易讓自己活下去，畢竟天敵等不了那么久啊。

當然，合數(shù)年份不會如此，比如，16年蟬的話，那么就會這樣子

一種，大家都吃我的趕腳。

所以理論上，周期性越長且越是質(zhì)數(shù)的，越好，比如13，17，19?

二、其他年份的17年蟬呢？

年蟬按理說應該是年年都有。

這就像人類，從出生到性成熟12年左右，但是我們并不會出現(xiàn)12年才有一波人，而是每年都有人類出生。

因為不管多少周期，理論上每一年都應該有。

如下圖所示：

而我們目前看到的是隔了17年，意味著其他16年間的17年蟬，因為種種因素，死光了。

只剩下了某一年份的17年蟬活下來了，所以形成了強周期。

至于更短周期的蟬，至于吃一年蟬的之類的，人家年年吃年年有，不care啊，最多是時隔17年，碰到一次蟬特別多的，放開吃一頓，感覺就像來到了快樂星球。

除此之外，沒啥影響，畢竟如果當年大量生殖，第二年沒有17年蟬暴發(fā)了，那就大量餓死，最后恢復到常規(guī)的種群。

三、華點出現(xiàn)

但是這里面就有個很大的問題，既然如此，那理論上，3，5，7，11，13，17，19都有可能出現(xiàn)，甚至林霧喜歡的二十三年蟬也可以出現(xiàn)啊，為何不怎么聽說？

我不得不說，恭喜你，發(fā)現(xiàn)了華點。

如果我說：可能這就是蟬生吧。

你一定會打我，但是，這極有可能就是真相。

四、偶然簡直就是做進化的大敵

這就是我在現(xiàn)實中反復遇到的問題。

我是做遺傳學出身的，進化也是我的一個方向之一（嗯，其實你會發(fā)現(xiàn)，在生物學里，生物信息學也是萬金油，似乎啥都懂，畢竟生信本質(zhì)上也是一門技術，因此和各學科交叉其實是情理之中的事情了。）

我非常希望就是經(jīng)典的推論，出現(xiàn)xx是因為自然選擇最優(yōu)，然后出現(xiàn)了xx，這真是理想。

然而，現(xiàn)實太殘酷，基本上很少遇到。

你會發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常有各種神奇的現(xiàn)象，甚至司空見慣的現(xiàn)象你都覺得難以解釋。

舉個例子，世界上的物種大概是幾百萬，但是我國的物種只有幾十萬這個規(guī)模，可能也就是十分之一吧。你可以問幾百萬個為什么，那就是，為何這些物種沒有出現(xiàn)在中國？

比如，前兩天比較受關注的長戟大兜蟲為何沒有生活在中國？

有人說，可能是中國環(huán)境特殊，那問下，入侵物種如何在我國存活下來的？那意味著，不少環(huán)境并不特殊。事實上類似的問題一大堆，小龍蝦為何出現(xiàn)在國外最后成為我國的暢銷食物？大熊貓為何出現(xiàn)在川陜而沒有出現(xiàn)在其他地方？中國為何沒斑馬？

真的很多時候，我就不得不去編個理由：

1，遺傳漂變：

這是我們解釋自然界比較讓人難以理解問題的時候常見辦法，尤其是面對同一個物種的基因頻率差異的時候。

比如，我經(jīng)常舉的例子，狐臭

全球分布，本來有狐臭是祖先型，換句話，這是人類本來的樣子。但是很神奇的是，中日韓狐臭比例非常低，不到15%，以至于在這些地方，狐臭都成了一種不正?，F(xiàn)象。

為何會出現(xiàn)這種問題？目前主流解釋就是：遺傳漂變。

我們曾經(jīng)的祖先來到東亞的時候，這個祖先恰好沒狐臭，然后他的后代就基本沒狐臭了。而在過去，狐臭本身并不會影響人的生存和繁衍，那么這種性狀其實就無所謂了。

就這么簡單。

2，自然選擇

這是很多人更喜歡的解釋，畢竟符合大家認知中的進化論。

比如為什么哺乳動物會出現(xiàn)高緯度的體型更大，低緯度的體型更小，就像東北虎和華南虎，再比如類似樺尺蠖這種經(jīng)典驗證自然選擇的例子。

3，運氣或者偶然

其實，這才是最常見的因素，基本上能夠解釋大部分的原理。

因為，自然界真的是太多的偶然了。而自然界中又不是理論來進行，就比如，你不可能讓人類無限繁殖，你也不可能讓人類隨機交配最后達到哈迪溫伯格平衡等等。類似的真空球形雞也不會存在。

甚至更宏觀尺度的，大滅絕，這種隨機因素，誰能控制？

一場大滅絕，絕大多數(shù)物種狗帶了，難道是因為他們進化的不好？不適應嗎？

就比如今天，地球上依然有哺乳動物、爬行動物、兩棲動物、魚類、軟體動物、昆蟲。真能用一套理論解釋為何他們就可以適應，而其他前輩不適應？

有時候，就是如此。

所以，為何主要是13年和17年蟬？

答案可能是：

其實曾經(jīng)有其他年蟬，比如11年蟬，但是不少其他蟬很不幸的遇到了特殊的天氣，剛出來凍死了大部分，然后恰好又碰上了大量的天敵，然后都被吃光了，最后只留下了13和17年蟬這兩個比較特殊的。

而且理論上，如果17年蟬，它并不是只有17年的時候出現(xiàn)，應該是每一批次都有17年，但是可惜的是，另外16年之間的每一個批次都很不幸，所以留下了唯一一個批次。

事實上，這樣的例子已經(jīng)在被驗證了。

比如有人提到過，就有好幾組13年和17年蟬已經(jīng)滅絕了。

你總不能說，其他的17年蟬就特殊，這幾個滅絕的17年蟬就不特殊了吧？

這個時候，周期也不管用了。

不得不感嘆，這就是運氣?。?/p>