Στην επιφάνεια και πάλι μετά από 17 χρόνια τα περιοδικά τζιτζίκια στις ΗΠΑ!

Κάθε 17 χρόνια, τα δισεκατομμύρια μέλη της τρέχουσας γενιάς περιοδικών τζιτζικιών προβάλλουν από τα υπόγεια λαγούμια τους, για να περάσουν τις τελευταίες μέρες της ζωής τους, «γλεντώντας» κάτω από τον ήλιο. Η γενιά που θα κάνει την εμφάνισή της φέτος γεννήθηκε το 2004. Οι νύμφες, που εκκολάφτηκαν τότε από τα αυγά πάνω στα δέντρα, έπεσαν στο έδαφος και τρύπωσαν μέσα στο χώμα. Από εκείνη τη μέρα έμειναν εκεί, τρεφόμενες με χυμούς από τις ρίζες του γρασιδιού και των δέντρων και ωρίμασαν αργά αργά. Ολη αυτή η προετοιμασία έγινε για τη στιγμή που θα εμφανιστούν με πυκνότητα περίπου 1,4 εκατομμύρια τζιτζίκια ανά στρέμμα (!), ώστε να πάρουν την ενήλικη μορφή τους, να τραγουδήσουν το εκκωφαντικό τραγούδι, που γνωρίζουν ενστικτωδώς και να αναπαραχθούν πριν πεθάνουν λίγες βδομάδες αργότερα.

Αβλαβή

Στους πρώτους Ευρωπαίους αποίκους της Βόρειας Αμερικής, η ξαφνική εμφάνιση αυτών των εντόμων σε μεγάλους αριθμούς θύμιζε τις βιβλικές ακρίδες. Αλλά ενώ οι ακρίδες αναπηδούν και σχηματίζουν τεράστια σμήνη που ταξιδεύουν μεγάλες αποστάσεις καταβροχθίζοντας σοδειές, τα τζιτζίκια ούτε σχηματίζουν σμήνη, ούτε μπορούν να πετάξουν περισσότερο από λίγες εκατοντάδες μέτρα. Παραπέρα δεν αποτελούν σημαντική απειλή για τα φυτά, επειδή δεν τρώνε φυτικούς ιστούς. Μόνο τα θηλυκά κάνουν κάποιες τομές στα κλαδάκια για να τοποθετήσουν τα αυγά τους, αλλά συνολικά δεν κάνουν ζημιά σε ανεπτυγμένα δέντρα και θάμνους.’

Υπάρχουν περίπου 3.400 είδη τζιτζικιών σε όλο τον κόσμο. Ομως τα περιοδικά τζιτζίκια που εμφανίζονται μαζικά κάθε 17 ή 13 χρόνια υπάρχουν μόνο στις ανατολικές ΗΠΑ. Τα τζιτζίκια με 17ετή κύκλο ζουν στον βορρά και τα τζιτζίκια με 13ετή κύκλο στον νότο και στην κοιλάδα του Μισισιπή. Τα 17ετή είναι στην πραγματικότητα τρία διαφορετικά είδη τζιτζικιού. Η γενιά των τζιτζικιών που κάνουν την εμφάνισή τους φέτος είναι η γενιά Χ, η μεγαλύτερη σε αριθμό απ’ όλες (οι άλλες βγαίνουν στην επιφάνεια διαφορετικές χρονιές και σε διαφορετικές περιοχές).

Πρώτοι αριθμοί

Οι περιοδικοί κύκλοι ζωής αυτών των τζιτζικιών, με τις μακρόσυρτες αναπτυξιακές φάσεις και τις συγχρονισμένες εμφανίσεις, έχει απασχολήσει από παλιά τους επιστήμονες. Τα περισσότερα άλλα είδη τζιτζικιών ζουν από 3 έως 5 χρόνια. Οι νύμφες τους αναπτύσσονται με διαφορετικό ρυθμό ανάλογα με τα γενετικά χαρακτηριστικά ή τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και προβάλλουν πάνω από το έδαφος όταν φτάσουν ορισμένο μέγεθος σώματος και επίπεδο ανάπτυξης. Ως αποτέλεσμα, οι απόγονοί τους εμφανίζονται διαφορετικές χρονιές. Αντίθετα, τα περιοδικά τζιτζίκια μένουν κάτω από το έδαφος για συγκεκριμένο σταθερό χρονικό διάστημα, ανεξάρτητα από το πότε φτάνουν το πλήρες σωματικό μέγεθος και βγαίνουν στην επιφάνεια ταυτόχρονα.

Πώς ακριβώς το πετυχαίνουν αυτό είναι αντικείμενο δραστήριας έρευνας. Η ανάλυση DNA προσφέρει στοιχεία της εξελικτικής τους πορείας. Ο τελευταίος κοινός πρόγονος όλων των περιοδικών τζιτζικιών έζησε πριν από 3,9 εκατομμύρια χρόνια κατά το Πλειόκαινο. Ενας από τους κλάδους που δημιουργήθηκε τότε διαχωρίστηκε ξανά πριν από 1,5 εκατομμύριο χρόνια, κατά το Πλειστόκαινο. Από τα τρία διαφορετικά είδη προέκυψαν τελικά τα επτά είδη 13ετών και 17ετών περιοδικών τζιτζικιών που υπάρχουν σήμερα. Γιατί η προτίμηση στα 13 και 17 χρόνια παραμένει άγνωστο. Μια εικασία είναι ότι οι μεγάλης διάρκειας και αντίστοιχοι σε πρώτους αριθμούς κύκλοι ζωής (πρώτοι είναι οι θετικοί φυσικοί αριθμοί που διαιρούνται μόνο με τη μονάδα και τον εαυτό τους), αυξάνει την πιθανότητα επιβίωσης μετακινώντας χρονικά την εμφάνισή τους, ώστε να μην συμπίπτει με πληθυσμιακές εξάρσεις των θηρευτών τους, που συμβαίνουν συχνότερα και σε αριθμό ετών που είναι σύνθετοι (μη πρώτοι) αριθμοί. Παρ’ όλα αυτά, τα άλλα δύο είδη περιοδικών τζιτζικιών – το ένα στα νησιά Φίτζι και το άλλο στην Ινδία – εμφανίζονται κάθε 8 και 4 χρόνια, αντίστοιχα.

Εξελικτικό πλεονέκτημα

Ερευνητές θεωρούν ότι τα περιοδικά τζιτζίκια προέκυψαν από τα μη περιοδικά, ανταλλάσσοντας την εμφάνιση στο έδαφος με βάση το μέγεθος με την εμφάνιση με βάση την ηλικία και επεκτείνοντας παράλληλα την περίοδο ανάπτυξής τους. Οι αλλαγές στο κλίμα πριν από εκατομμύρια χρόνια ίσως συνέβαλαν σ’ αυτό. Τα περιοδικά τζιτζίκια είναι ευαίσθητα στις αλλαγές της θερμοκρασίας, που καθορίζει το μήκος της περιόδου ανάπτυξής τους. Κατά το Πλειστόκαινο, οι ψυχρότερες θερμοκρασίες θα επιβράδυναν την ανάπτυξη των νεαρών τζιτζικιών, αλλά θα αύξησαν την ποικιλία χρόνων που τα ενήλικα τζιτζίκια έβγαιναν στην επιφάνεια, μειώνοντας τις πιθανότητες επιτυχούς ζευγαρώματος. Σε αυτές τις συνθήκες, η αλλαγή από τη στρατηγική εμφάνισης με βάση το μέγεθος στην εμφάνιση με βάση την ηλικία, όταν όλα τα τζιτζίκια βγαίνουν πάνω συγχρονισμένα, θα αύξανε την πληθυσμιακή πυκνότητα των ενηλίκων, άρα και τις πιθανότητές τους να βρουν ταίρι και να αναπαραχθούν.

Η αλλαγή στο κλίμα διαμόρφωσε και την κατανομή των περιοδικών τζιτζικιών. Καθώς τα παγοκαλύμματα της Βόρειας Αμερικής προχωρούσαν και μετά υποχωρούσαν τα τελευταία 20.000 χρόνια, τα δάση στα οποία κατοικούν τα περιοδικά τζιτζίκια άλλοτε μεγάλωναν και άλλοτε μίκραιναν σε έκταση. Η σημερινή κατανομή των περιοδικών τζιτζικιών στην πολιτεία του Οχάιο ταιριάζει με τους κύκλους υποχώρησης των παγετώνων στην περιοχή και τα νέα δάση που δημιουργούνταν απ’ αυτούς.

Τα περιοδικά τζιτζίκια μπόρεσαν να προσαρμοστούν στις κλιματικές μεταβολές επειδή έχουν την ικανότητα να επιταχύνουν ή να επιβραδύνουν τους κύκλους εμφάνισής τους κατά 4 χρόνια. Αλλά αυτή η ευελιξία δεν εξασφαλίζει τη μακρόχρονη επιβίωση του είδους. Η γενιά XI εξαφανίστηκε γύρω στο 1954, ενώ και άλλες κινδυνεύουν εξαιτίας της μείωσης της έκτασης των δασών.