文／怪醫鳥博士

「金蟬脫殼」、「螳螂捕蟬」、「噤若寒蟬」，很多成語都有蟬，可見從古時候，蟬就為人們所熟悉。每到了夏天，蟬就在樹上大聲歌唱著，蟬的英文「Cicada」就是從拉丁文取名，其原意為：「在樹上像蟋蟀一樣叫的傢伙」，真是貼切。但同學你知道有一種蟬，跟「質數」有著奇妙的關係嗎？

蟬的生活史不出以下所述：雄蟬大聲鳴唱吸引雌蟬，交尾後即告別短短幾周的成蟲生命。母蟬生下的卵孵化出「若蟲」（不完全變態的幼蟲，因為長相類似成蟲，所以稱若蟲），若蟲會鑽進土裡吸取植物根部汁液為生；等過了數年後（視蟬的種類），冒出土壤爬到樹上固定好自己，身軀從背部鑽出。成蟲鑽出後會勾著原來的殼等翅膀乾硬，之後就能飛到樹上大聲唱歌了。

古代人看到樹上的黃褐色若蟲殼，就稱它金蟬脫殼。台灣約有80多種蟬，大部分都是在土裡幾年就可以成熟羽化，但是在北美，有一種蟬要17年才會羽化！「等一下，17年也太久了吧？科學家有這閒工夫追蹤那麼久？而且躲在土裡怎麼找？」沒錯，研究人員不是直接找牠，而是透過蟬的「大發生週期」！

這種蟬眼睛紅身體黑，特徵很明顯。「大發生」時的數量是以「兆」為單位，集體鑽出北美十幾州的土地！一大堆雄蟬求偶聲可達110分貝，人們走在路上甚至要用雨傘圍著透明尼龍布，來防止被漫天飛舞的蟬撞到。

冷僻年分 避敵就偶



人類記錄這種蟬的大發生已有400年歷史，所以幾乎可以確定牠的週期是17年，也就是該若蟲在土壤裡要生活17年那麼久！另外還有族群是13年一週期，由於13和17都是質數，所以又被稱為「質數蟬」！

除了1和自己以外，沒有其他數字可以除盡的數字就是「質數」。質數又被稱為孤獨的數字！為什麼這種蟬要這樣子做呢？有何演化上的好處？

科學家推測，很可能這種蟬本來有一種天敵。該天敵會隨著蟬的繁殖時間出沒，並試著捕食牠們。如果牠們成熟時間是「質數」，那麼每次大發生時跟天敵或其他種類的蟬，重疊機率就將大幅減低；光是質數還不夠，若成熟時間一舉拉長到17年，那重疊的機率更是少之又少！蟬能夠在土裡「忍」17年，忍功還真不是蓋的！

今年（2021年）剛好是布魯德蟬（Brood X）的大發生年，上兩次是2004和1987，同學們可留意看看這蟬是否有遵守「約定」呢？



同學們試想，你若在土裡面躲那麼久，最不希望爬出來遇到什麼事?

❶ 爬出來後，發現只有自己一隻，其他人都還在土裡！光棍一條！

❷爬出來，發現到處都是其他種的蟬，找同類好難找！光棍一條！

❸爬出來發現天敵也「大發生」，直接死去！