Tại sao một số loài ve sầu chỉ xuất hiện 17 năm một lần?

Ve sầu dành 99,5% cuộc đời của chúng dưới lòng đất. Hầu hết chúng sống thành đàn lớn dưới lòng đất với thời gian lên tới hàng năm trời. Tuy nhiên, có một số loài sẽ sống dưới lòng đất và chỉ xuất hiện 13 hoặc 17 năm một lần - ve sầu Magicicada, bao gồm 3 loài chính: Magicicada septendecim, Magicicada cassini và Magicicada septendecula. Chúng sinh sống chủ yếu ở miền đông Bắc Mỹ.

Trên thực tế, không phải tất cả các loài ve sầu đều sống và lột xác theo chu kỳ. Một số loài sẽ xuất hiện hàng năm, chúng xuất hiện vào mỗi mùa hè. 

Năm 1907, nhà côn trùng học Charles Lester Marlatt đã nghiên cứu các lứa ve sầu bố mẹ khác nhau ở Mỹ, ghi nhận khoảng thời gian trong chu kỳ của chúng. Những đàn ve sầu này có thể có hàng triệu cá thể - đây cũng là một phần trong chiến lược tiến hóa của ve sầu.

Một số có hơn 1,5 triệu cá thể trên một mẫu Anh. Khi bắt đầu chui lên khỏi lòng đất, chúng sẽ là con mồi dễ dàng cho các loài bò sát, chim, mèo, thậm chí cả sóc. 

Vì vậy, ve sầu làm một việc khá đơn giản: chúng áp đảo những kẻ săn mồi này bằng số lượng. Đây là một đặc điểm sinh tồn được gọi là sự no của động vật ăn thịt và về cơ bản nó có nghĩa là có quá nhiều ve sầu để những kẻ săn mồi có thể ăn hết được chúng.

Trái ngược với niềm tin phổ biến, ve sầu không ngủ đông dưới lòng đất mà chúng hoạt động rất tích cực. Ở dạng nhộng không cánh, chúng đào đường hầm và di chuyển, ăn xylem từ rễ cây. Chúng chủ yếu sống cách bề mặt trong phạm vi 2 ft (61 cm), di chuyển sâu hơn và ăn rễ dày hơn khi chúng trưởng thành.

Tuy nhiên, ve sầu không thể nhận được tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết từ rễ cây. Chúng cũng dựa vào vi khuẩn cộng sinh để cung cấp các vitamin và chất dinh dưỡng thiết yếu để đổi lấy một phần năng lượng của ve sầu.

Các cơ chế chính xác khiến ve sầu xuất hiện đồng thời sau 17 năm vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng nó liên quan đến sự kết hợp của những thay đổi nội tiết tố được kích hoạt bởi nhựa cây mà chúng ăn và các tín hiệu môi trường. 

Ngoài ra, các nhà khoa học cũng đưa ra nhiều giả thuyết để giải thích cho chu kỳ sống kỳ lạ này của ve sầu. Một số giả thuyết phổ biến nhất bao gồm:

Tận dụng nguồn thức ăn: Cây cối rụng lá theo chu kỳ, và rễ cây là nguồn thức ăn chính của ve sầu ấu trùng. Chu kỳ 17 năm trùng khớp với chu kỳ rụng lá của nhiều loại cây, đảm bảo ấu trùng ve sầu có nguồn thức ăn dồi dào trong suốt quá trình phát triển kéo dài dưới lòng đất. 

Tiết kiệm năng lượng: Chu kỳ sống dài cho phép ve sầu ấu trùng phát triển chậm nhưng chắc chắn, tiết kiệm năng lượng và tránh lãng phí tài nguyên. Việc dành nhiều năm dưới lòng đất giúp chúng tránh khỏi những nguy hiểm trên mặt đất như thay đổi thời tiết khắc nghiệt và các mối đe dọa từ con người. 

Lợi thế sinh sản: Khi ve sầu trưởng thành đồng loạt xuất hiện sau 17 năm, chúng có cơ hội giao phối hiệu quả hơn, đảm bảo tỷ lệ thụ tinh cao và tạo ra thế hệ sau. Việc tập trung sinh sản trong một thời gian ngắn giúp giảm thiểu sự cạnh tranh nguồn thức ăn và nơi trú ẩn cho ấu trùng.  

Chu kỳ sống 17 năm của ve sầu Magicicada không chỉ là một bí ẩn sinh học mà còn là minh chứng cho sự thích nghi phi thường của sinh vật trước môi trường sống. Nó cho chúng ta thấy tầm quan trọng của chiến lược sinh tồn trong việc bảo tồn và duy trì nòi giống.

 Tham khảo: ZME