揭示蝉的出现对北美森林的生态影响

近摄的一个teneral阶段的成年蝉。学分:uux.cn/玛莎·维斯/乔治敦大学
（神秘的蝉的出现地球uux.cn）据乔治·华盛顿大学：每隔13或17年，数十亿只蝉就会从地下冒出来，对北在北美东部的美森落叶林中繁殖。这些昆虫最大的生态一次出现事件发生在2021年，当时X蝉幼虫出现了。影响研究这一百年一遇事件的揭示研究人员现在揭示了这一事件对森林生态系统的影响，特别是蝉的出现对鸟类、毛虫和树木的对北影响。
在《科学》杂志上一项名为“周期性蝉通过鸟类觅食的美森社区水平变化破坏营养动力学”的新研究中，乔治华盛顿大学、生态乔治敦大学和马里兰大学的影响研究人员量化了2021年周期性蝉的出现对鸟类进食模式及其下游影响的广泛变化。研究小组表示，揭示这是蝉的出现为数不多的探索周期性蝉羽化事件对森林食物网的间接影响的研究之一。
这项研究发现，对北超过80种鸟类在它们羽化期间会伺机将它们的食物换成蝉。对蝉的疯狂捕食减轻了对鸟类典型猎物森林毛虫的一些捕食压力，森林毛虫因此大量增加，导致它们的宿主橡树上更多的叶子受损。研究人员在美国Brood X山脉大西洋中部的两个研究地点收集了他们的数据。
“我们的发现真正展示了这些生态系统是如何相互关联的，植物、动物和各种生物是如何紧密相连的。“当你改变其中一种生物的行为或种群时，其影响会以令人惊讶的方式在生态系统中蔓延，”第一作者、前GW博士后研究员佐伊·格特曼-皮克林说。
“我认为重要的是要记住，随着人类正在影响生态系统——通过气候变化，通过开发自然区域，通过引入入侵物种——我们正在以令人惊讶的方式改变复杂的食物网。”
周期性的蝉羽化事件仅持续约五至七周。研究小组在蝉出现之前、期间和之后收集数据，部署诱饵毛虫来跟踪鸟类的进食模式。他们还招募了更广泛的观鸟社区的帮助，来众包更多关于哪些鸟以蝉为食的观察数据。
除了粘土诱饵毛虫之外，研究人员还计算了橡树上毛虫在羽化期间的数量，并测量了它们对宿主树木叶子造成的后续损害。
这些大规模的涌现事件不仅有助于科学家更好地理解特定食物来源的突然涌入如何重新连接复杂的食物链并破坏森林生态系统，研究作者表示，他们的发现对鸟类保护具有更大的意义。
“鸟类是食草昆虫和植物所受损害的重要调节者。在过去的几十年里，鸟类的数量显著下降，”研究报告的合著者、乔治华盛顿大学的生物学教授约翰·利尔说。“我们的研究让我们看到了一个鸟类减少的世界会是什么样子。这将包括增加对林业和农业作物的损害，从而影响生产力和经济。”
研究小组认为，他们的发现与蝉出现的生态后果有关，可能代表了一种更普遍的模式，尽管很少研究。
“每当一个大的资源脉冲，如内陆河流中每年大量的鲑鱼卵，或特拉华湾的马蹄蟹卵，改变了一个地区的普通捕食者的饮食，生态学家应该看看当典型的猎物暂时逃脱捕食时，食物网中发生的变化，”研究报告的合著者、乔治敦大学的生物学教授玛莎·韦斯说。
科学家们预计，两批周期性蝉将在2024年春天在中西部同时出现，这两批蝉分别是第十三批和第十九批，上次发生在1803年。研究小组计划继续探索蝉对森林食物网其他部分的间接影响。

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