最近，美國警告說，300億只17年周期蟬將席卷美國東部，采取早期防御措施。
說到這里，大家會(huì)不會(huì)覺得很奇怪呢？蟬不是每年都會(huì)有嗎？為什么今年會(huì)用“席卷”這兩個(gè)字呢？17年周期蟬到底是個(gè)什么東東？
原來，這的確是個(gè)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(huì)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?yàn)樗麄儠?huì)遵循某個(gè)周期集中出現(xiàn)。今年登場(chǎng)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(huì)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(xué)家們也覺得神奇。
因此，科學(xué)家們也在努力的破解這些17年蟬到底是怎么回事？
兩個(gè)關(guān)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(yīng)該有17年前的蟬出生，按理說周期不應(yīng)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(shí)，承認(rèn)生命的偶然性是個(gè)很難得事情，這是我在做進(jìn)化過程中反復(fù)遇到的事情。
一、13/17年蟬的周期優(yōu)勢(shì)
簡單的說：因?yàn)?7是個(gè)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(huì)對(duì)他們?cè)斐赏{，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(duì)它們?cè)斐赏{。
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(guān)系，非常的癡情，絕對(duì)不會(huì)換口味。
那么，1年蟬對(duì)應(yīng)1年天敵，這樣飲食穩(wěn)定，會(huì)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(huì)發(fā)現(xiàn)，時(shí)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(dāng)然，合數(shù)年份不會(huì)如此，比如，16年蟬的話，那么就會(huì)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(yīng)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(huì)出現(xiàn)12年才有一波人，而是每年都有人類出生。
因?yàn)椴还芏嗌僦芷冢碚撋厦恳荒甓紤?yīng)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?yàn)榉N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(qiáng)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(shí)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(dāng)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(fù)到常規(guī)的種群。
三、華點(diǎn)出現(xiàn)
但是這里面就有個(gè)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(diǎn)。
如果我說：可能這就是蟬生吧。
你一定會(huì)打我，但是，這極有可能就是真相。
四、偶然簡直就是做進(jìn)化的大敵
這就是我在現(xiàn)實(shí)中反復(fù)遇到的問題。
我是做遺傳學(xué)出身的，進(jìn)化也是我的一個(gè)方向之一（嗯，其實(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在生物學(xué)里，生物信息學(xué)也是萬金油，似乎啥都懂，畢竟生信本質(zhì)上也是一門技術(shù)，因此和各學(xué)科交叉其實(shí)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?yàn)樽匀贿x擇最優(yōu)，然后出現(xiàn)了xx，這真是理想。
然而，現(xiàn)實(shí)太殘酷，基本上很少遇到。
你會(huì)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(gè)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(gè)規(guī)模，可能也就是十分之一吧。你可以問幾百萬個(gè)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(guān)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(shí)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(shí)候，我就不得不去編個(gè)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(shí)候常見辦法，尤其是面對(duì)同一個(gè)物種的基因頻率差異的時(shí)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常現(xiàn)象。
為何會(huì)出現(xiàn)這種問題？目前主流解釋就是：遺傳漂變。
我們?cè)?jīng)的祖先來到東亞的時(shí)候，這個(gè)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(huì)影響人的生存和繁衍，那么這種性狀其實(shí)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(rèn)知中的進(jìn)化論。
比如為什么哺乳動(dòng)物會(huì)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(yàn)證自然選擇的例子。
3，運(yùn)氣或者偶然
其實(shí)，這才是最常見的因素，基本上能夠解釋大部分的原理。
因?yàn)椋匀唤缯娴氖翘嗟呐既涣?。而自然界中又不是理論來進(jìn)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(jī)交配最后達(dá)到哈迪溫伯格平衡等等。類似的真空球形雞也不會(huì)存在。
甚至更宏觀尺度的，大滅絕，這種隨機(jī)因素，誰能控制？
一場(chǎng)大滅絕，絕大多數(shù)物種狗帶了，難道是因?yàn)樗麄冞M(jìn)化的不好？不適應(yīng)嗎？
就比如今天，地球上依然有哺乳動(dòng)物、爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、魚類、軟體動(dòng)物、昆蟲。真能用一套理論解釋為何他們就可以適應(yīng)，而其他前輩不適應(yīng)？
有時(shí)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(shí)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(gè)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(shí)候出現(xiàn)，應(yīng)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(gè)批次都很不幸，所以留下了唯一一個(gè)批次。
事實(shí)上，這樣的例子已經(jīng)在被驗(yàn)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(gè)滅絕的17年蟬就不特殊了吧？
這個(gè)時(shí)候，周期也不管用了。
不得不感嘆，這就是運(yùn)氣?。?/p>
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