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Le cycle de vie mystérieux des cigales

Les cigales sortent en même temps après des années sous terre, influencées par la température et la communication.

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Les Cigales périodiques ont des cycles de vie fascinants qui durent soit 13, soit 17 ans. Ce timing unique est pensé pour les aider à éviter d'être mangées par des prédateurs. Cependant, une grande question reste : comment ces cigales, qui vivent sous terre si longtemps, réussissent-elles à sortir ensemble en grands groupes au bon moment, souvent au printemps quand il fait chaud ?

Les nymphes de cigales, qui vivent sous terre, font face à plein de défis. Elles sont influencées par les Températures différentes de leur environnement, qui peuvent changer d'un endroit à l'autre. Ces variations de température créent des microclimats - des petites zones où les conditions diffèrent du reste. Les chercheurs s'intéressent à comment ces cigales prennent la décision de sortir ensemble, surtout quand elles sont sous terre et ne peuvent pas facilement percevoir le monde au-dessus.

Des études montrent que les cigales se basent à la fois sur la température moyenne du sol et leur environnement pour décider du bon moment pour sortir. Quand le sol atteint une certaine chaleur au printemps, toutes les cigales d'une fratrie - le groupe qui sort la même année - sont programmées pour émerger. Ce n'est pas juste un événement aléatoire ; elles se synchronisent pour maximiser leurs chances de survie et de reproduction.

Les recherches se concentrent sur deux aspects principaux de l'Émergence des cigales : le moment où elles décident de sortir et comment elles réussissent à le faire toutes en même temps. Pendant des années, les scientifiques ont documenté comment différentes espèces de cigales émergent selon leurs cycles de vie, mais le processus précis de comment elles coordonnent cette émergence reste une question ouverte.

Une des découvertes clés est que les cigales peuvent suivre les cycles annuels des arbres dont elles se nourrissent pendant qu'elles sont sous terre. Elles ne comptent pas le temps par années mais vérifient les changements saisonniers dans les systèmes racinaires des arbres. Cette capacité à sentir les changements dans leur environnement leur permet de sortir au bon moment.

Les cigales peuvent aussi former des groupes qui communiquent entre elles. C'est essentiel pour coordonner leur émergence. Bien qu'elles puissent vivre à différentes profondeurs sous terre, on pense que leur capacité à communiquer, même d'une manière limitée, les aide à prendre des décisions de groupe sur quand apparaître au-dessus du sol. Cela pourrait se faire par le biais de vibrations ou d'autres formes de contact qui ne sont pas encore complètement comprises.

Quand les cigales émergent, elles le font en grands essaims. Le jour précis où elles décident de sortir peut varier en fonction des conditions locales, comme la chaleur du sol. La recherche a montré que la température joue un rôle crucial dans la synchronisation de leur émergence. Par exemple, les cigales commencent à émerger une fois que la température du sol atteint un certain niveau, généralement autour de 18°C. Cette découverte indique que les cigales font très attention à leur environnement immédiat lorsqu'elles prennent des décisions.

Le processus d'émergence peut prendre plusieurs semaines d'activité de nuage. Bien qu'il puisse sembler que toutes les cigales sortent en même temps, elles émergent en fait sur plusieurs jours. Ce timing échelonné peut entraîner l'apparition de différents groupes de cigales à des jours différents, selon les légères différences de température qu'elles rencontrent.

L'étude de l'émergence des cigales est compliquée par le fait que les cigales vivent à des profondeurs différentes sous terre, ce qui peut entraîner des températures de sol différentes pour les nymphes même dans la même zone. Des différences de température peuvent exister en fonction de facteurs comme la couverture des arbres, l'exposition au soleil et les niveaux d'humidité dans le sol.

Pour étudier comment les cigales émergent, les scientifiques créent des modèles qui simulent le comportement des cigales en fonction des changements de température et de Communication. En examinant comment ces insectes interagissent et réagissent aux fluctuations de température, les chercheurs peuvent obtenir des aperçus sur leur processus de prise de décision collective.

Quand les cigales émergent, elles le font en réponse à des indices environnementaux spécifiques. Chaque cigale peut sentir la température autour d'elle, et quand un nombre suffisant de cigales détecte les bonnes conditions, elles sont plus susceptibles de décider d'émerger ensemble. Ce comportement collectif aide à s'assurer qu'il y a assez de cigales pour submerger les prédateurs qui pourraient se régaler d'elles.

La vie souterraine des cigales comporte plusieurs étapes, y compris différents instars, ou phases de croissance. Chaque cigale passe par ces phases et peut vivre sous terre pendant plusieurs années avant d'émerger. Cette longue période de développement est vitale pour assurer une reproduction réussie quand elles finissent par faire surface.

Les cigales sont fascinantes non seulement pour leurs cycles de vie uniques, mais aussi pour la façon dont elles se connectent et prennent des décisions en groupe. Les chercheurs travaillent encore à comprendre pleinement les mécanismes qui permettent cette synchronie, y compris les facteurs génétiques potentiels qui pourraient influencer leur capacité à sentir les températures locales ou à communiquer efficacement.

Le comportement des cigales n'est pas seulement un sujet de curiosité scientifique mais aussi un rappel de la complexité de la nature. Leur capacité à émerger ensemble après des années de vie souterraine soulève des questions intrigantes sur la survie, la communication et l'évolution.

En résumé, les cigales ont une manière extraordinaire de gérer leur émergence de sous terre. Grâce à une combinaison de suivi des changements saisonniers et de communication entre elles, elles sont capables de sortir en grands essaims quand les conditions sont juste parfaites. Ce processus est vital pour leur survie et leur reproduction, mettant en avant les adaptations remarquables de ces insectes uniques.

D'autres études pourraient révéler davantage sur la façon dont ces insectes communiquent et prennent des décisions ensemble. Comprendre comment les cigales se synchronisent peut également mener à de plus larges aperçus sur la façon dont d'autres animaux peuvent organiser leur comportement en réponse aux changements environnementaux. Cette interaction complexe entre biologie et environnement continue d'inspirer les chercheurs et les passionnés de nature.

Source originale

Titre: How do Cicadas Emerge Together? Thermophysical Aspects of Their Collective Decision-Making

Résumé: Certain periodical cicadas exhibit life cycles with durations of 13 or 17 years, and it is now generally accepted that such large prime numbers arise evolutionarily to avoid synchrony with predators. Less well explored is the question of how, in the face of intrinsic biological and environmental noise, insects within a brood emerge together in large successive swarms from underground during springtime warming. Here we consider the decision-making process of underground cicada nymphs experiencing random but spatially-correlated thermal microclimates like those in nature. Introducing short-range communication between insects leads to a model of consensus building that maps on to the statistical physics of an Ising model with a quenched, spatially correlated random magnetic field and annealed site dilution, which displays the kinds of collective swarms seen in nature.

Auteurs: Raymond E. Goldstein, Robert L. Jack, Adriana I. Pesci

Dernière mise à jour: 2023-07-27 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.14646

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.14646

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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