Od świtu do zmierzchu szlifierka (a w nocy matematyka)

Zapamiętałam naszą dzielnicę jako cichą i spokojną, więc w pierwszych dniach po powrocie z Polski z pewnym zdziwieniem i poirytowaniem odnotowałam w najbliższej okolicy nieustanny hałas szlifierki (lub piły). Sądziłam, że to wzmożenie remontowe w ostatnich dniach wakacji, zdziwił mnie jednak brak przerw w pracy - kto byłby w stanie ciąć płytki (drewno lub co tam jeszcze innego) od świtu do zmierzchu, bez wytchnienia? W dodatku źródło hałasu nie dawało się zlokalizować, jego natężenie czasami wydawało się coraz większe, ale potem znów jakby się oddalał. Mogłoby to być brzęczenie linii energetycznych, gdyby nie to, że to przecież nie żadne wysokie napięcia, po prostu kable doprowadzające prąd do domów, no i przede wszystkim - w lipcu jakoś nie brzęczały, mimo większych niż teraz upałów. 

Podzieliłam się swoimi spostrzeżeniami z Karolem, który jednym słowem zakończył moje dociekania - to CYKADY. Na każdym większym drzewie, a tych w okolicy mamy mnóstwo, urzęduje chmara hałaśliwych owadów i brzęczy wniebogłosy, prowadząc swego rodzaju "rozmowę" z innymi chmarami, ulokowanymi na drzewach sąsiednich. Do tej pory cykady kojarzyły mi się z wakacjami na południu, greckimi wyspami, andaluzyjskim skwarem itd. Toronckie jednak, słowo daję, brzmią jak szlifierka. 

 Cykl życia cykady wygląda tak, że po wykluciu się z jajeczka (na pniu drzewa) - spada i wkopuje się w ziemię pod drzewem, po czym żyje tam sobie spokojnie, czerpiąc pokarm w postaci soków z jego korzeni (nie czyniąc drzewu większej szkody) - w tym stadium nazywa się nimfa (choć zupełnie, moim zdaniem, jak nimfa nie wygląda). Potem toto wydostaje się na powierzchnię, włazi ponownie do góry po pniu i przepoczwarza się w dorosłego osobnika, zdolnego do rozmnażania, a przedtem - robienia hałasu, by rozmnażanie lepiej szło :). I tu, przy okazji drobnego riserczu, trafiłam na arcyciekawą i dla mnie nową rzecz - otóż są gatunki cykad tzw. wieloletnie, które w postaci nimfy spędzają pod ziemią ni mniej, ni więcej, tylko 17 (lub inne - 13) LAT. 

Niestety nie występują w Ontario, ale całkiem niedaleko stąd, na wschodnim wybrzeżu USA (i tylko w Ameryce Północnej), i "wyjście" każdego nowego pokolenia jest dużym lokalnym wydarzeniem, pilnie śledzonym przez fanów i badaczy. Przy czym poszczególne tzw "rody" siedemnastoletnich cykad zajmują oddzielne od siebie terytoria, czyli w danym miejscu masowe wyjście cykad spod ziemi zdarza się rzeczywiście raz na 17 lat! (w tym roku cykadowe oblężenie przeżywał podobno stan Nowy Jork i New Jersey)

To nie posiłek, ani nie stosunek, tylko linienie - dorosła cykada wyszła właśnie ze swojej poprzedniej postaci.

Dodatkowy smaczek - matematyczny - to ewolucyjne wytłumaczenie długości cyklu życiowego wieloletnich cykad. Czemu akurat 13 lub 17? Czemu liczby pierwsze?

 Pierwsza hipoteza: strategia "nasycenia" drapieżników. Cykady są bezbronne wobec drapieżników - mają miękkie pancerzyki i słaby orient, kiepsko latają, a nawet zdarza im się spadać z drzew, a jednocześnie duże i tłuste - są łakomym kąskiem dla drapieżników (ptaków, gadów, wiewórek). Być może strategia polega więc na tym, żeby było ich znacząco więcej, niż drapieżnicy będą w stanie zjeść. Ale żeby ten mechanizm działał, przeciwników trzeba masowym wylęgiem zaskoczyć. Nie da się stosować tego manewru co roku, bo wtedy populacja drapieżników natychmiast by urosła, dostosowując się do ilości pożywienia. Co dwa lub co trzy lata - dość szybko w populacji drapieżników pojawiłyby się "wyże demograficzne" w tych latach, kiedy cykady wychodzą spod ziemi. 13 i 17, jako "duże" (w świecie małych stworzeń) liczby pierwsze, zmniejszają szanse na synchronizację wyżów demograficznych w populacji drapieżników z okresami wylęgu cykad. Zdaje się jednak, że z punktu widzenia ewolucji i czasu, w jakim działa ona na populacje (kilkadziesiąt - kilkaset tys. lat) 13 i 17 nie są już tak dużymi liczbami, więc ostatnio uznaje się, że ten mechanizm nie byłby wystarczający, by wyselekcjonować gatunki cykady o długości cyklu 13 i 17 lat.

 Druga hipoteza (obecnie uznawana za słuszną): unikanie krzyżówek między różnymi gatunkami cykad. Jeśli z krzyżowania się gatunków o różnej długości życia powstawały owady dojrzewające do rozmnażania w innych latach niż większość ich rodu - to wypadały z ewolucyjnej gry, bo nie miały z kim się rozmnażać. Ostrą selekcję w niesprzyjających owadom okresach geologicznych (kiedy populacja była nieliczna i różne gatunki cykad ocierały się o wyginięcie) przeżyły gatunki, które miały bardzo małą szansę na "spotkanie się" i krzyżowanie (13 i 17-letnie cykady - co 221 lat). Te wnioski nie są jednak wynikiem intuicyjnego rozumowania, ale skomplikowanych modeli matematycznych, które uwzględniają wiele zmiennych mogących mieć wpływ na wyginięcie lub przeżycie populacji, a także tzw. efekt Allee'go (niestety znalazłam tylko opis po angielsku). We wszystkich modelowanych sytuacjach pierwsze ulegają wyginięciu populacje, których cykl życia nie wyraża się liczbą pierwszą (18, 16, 15, 12 i 20-letnie), a większe szanse mają 13, 17 i 11- letnie. Tylko że autorzy badań zakładają, że cykady o różnej długości cyklu mogą się spotkać (i skrzyżować), czyli zamieszkują ten sam obszar, a tego dzisiejsze wieloletnie cykady raczej unikają. Sama nie wiem więc, czy któraś z tych hipotez do końca mnie przekonuje i po nocach próbuję rozkminić te modele, bo ewolucja to taki trochę mój konik. Nie jest to jednak proste, od czasów matury wyszło się z wprawy w matematycznej gimnastyce... Jakby ktoś coś przypadkiem wiedział w temacie (i umiał wytłumaczyć nie-biologowi) - chętnie się dowiem.

Tak czy siak - rzeczonych cykad w Ontario brak, są tylko zwykłe, coroczne. Ale bardzo mi się podoba, że z czegoś, co miało być pobieżnym sprawdzeniem faktów do dość błahej przecież notki o bzyczeniu, "wylęgła" mi się taka umysłowa przygoda. 

Pozdrawiam tych, co doczytali do końca posta i obiecuję, że następny będzie dużo bardziej życiowy i przystępny ;). Mam też nadzieję, że kto miał złożyć jaja na naszym klonie, to już składa i że się to bzyczenie będzie miało ku końcowi.