Lorsque les cigales adultes émergent pour la première fois de leur coquille nymphale brune, leur corps semble doux et blanc. Plus tard, ils s’assombrissent et durcissent.
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Des millions et des millions de cigales Brood X émergent, et l’entomologiste Marianne Alleyne ne voulait pas la rater.
«Je ne l’ai pas vu il y a 17 ans et je voulais en faire l’expérience», dit Alleyne. “Mon beau-frère l’a parfaitement dit:” C’est votre entomologie Woodstock, n’est-ce pas? “”
Brood X n’est pas le seul groupe de cigales à passer près de deux décennies sous terre, mais c’est le plus grand et le plus célèbre. Le retour de ces énormes insectes noirs ne dure qu’environ six semaines et est une rare chance pour les chercheurs d’essayer de tout comprendre, de la conception biologique de base de la créature à l’impact de son apparition en masse sur d’autres créatures vivantes.
C’est pourquoi Alleyne a récemment fait un road trip dans le Maryland depuis l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. Elle étudie comment la structure complexe des ailes de cigale fait rouler les gouttelettes d’eau, et elle voulait collecter des cigales de cette couvée particulière.
D’autres chercheurs sont également occupés à collecter. Jake Socha, professeur de génie biomédical et de mécanique à Virginia Tech, et des chercheurs de son laboratoire ont installé une station de recherche improvisée dans une maison louée à l’extérieur de Washington, DC Récemment, alors que des nymphes de cigales brunes ressemblant à des crevettes ont commencé à ramper. du sol, les scientifiques ont récuré l’herbe sous de vieux chênes autour d’une école à Alexandrie, en Virginie.
“Soyez très prudent. Ils sont partout juste ici”, a déclaré Mary Salcedo, une stagiaire postdoctorale qui s’intéresse à la façon dont les ailes d’une cigale se dilatent et se déplient pendant sa mue finale.
Faisant un pas prudent pour ne pas écraser les nymphes, elle et Ph.D. L’étudiant Josh Pulliam a compté 100 et les a jetés dans un sac d’épicerie marron. Les nymphes se baladaient à l’intérieur, instinctivement désespérées de grimper quelque chose.
Josh Pulliam et d’autres chercheurs du laboratoire de Jake Socha à Virginia Tech ont conduit de Blacksburg, en Virginie, au nord de l’État et ont passé des jours à collecter et à étudier les cigales Brood X.
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Josh Pulliam et d’autres chercheurs du laboratoire de Jake Socha à Virginia Tech ont conduit de Blacksburg, en Virginie, au nord de l’État et ont passé des jours à collecter et à étudier les cigales Brood X.
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De retour à la maison de location, les chercheurs ont laissé les nymphes grimper sur une feuille de tissu collée au mur. À mi-chemin, les nymphes se figèrent et commencèrent à se transformer en adultes. L’arrière de chaque coquille s’est fendu, et un nouveau corps mou a commencé à gonfler. Salcedo a utilisé des caméras pour observer de près les morceaux de tissu jaune vif qui deviennent d’élégantes ailes de cigale.
“C’est un tissu très fin qui ressemble à une belle structure d’origami quand il sort pour la première fois”, dit-elle, “donc ce motif de déroulement est vraiment intéressant.”
Pendant ce temps, Pulliam a testé des nymphes sur de petits murs d’escalade faits maison recouverts de papier de verre rugueux ou lisse, pour essayer de comprendre la biomécanique de leur escalade.
“Ce qui est vraiment intéressant, c’est comment ces deux membres antérieurs se déplacent. Quand ils grimpent, ils font en quelque sorte ce comportement de montée et de descente”, explique Pulliam. “C’est excellent pour creuser et les amener là où ils doivent aller sur les arbres, mais c’est très différent de ce que font les adultes.”
(À gauche) Des numéros d’identification sont attribués aux cigales afin que les chercheurs puissent les suivre et effectuer des observations chronométrées pour voir comment le fluide pompé dans leurs ailes les fait se dilater et se déployer. (À droite) Giovanni Morris (premier plan) et Terrell Worrell, étudiants de Virginia Tech, positionnent des nymphes de cigales pour surveiller leur développement.
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Les cigales ne peuvent ni mordre ni piquer, et leur seule défense est de submerger les prédateurs par un nombre impressionnant. Cela fait de Brood X une aubaine de nourriture pour toutes sortes de créatures – comme si quelqu’un avait mis en place un buffet de crevettes gratuit à chaque coin de rue.
Pour voir si les oiseaux mangent des cigales et ignorent leurs proies habituelles, comme les chenilles, une équipe de chercheurs a mené une expérience dans une forêt à Poolesville, dans le Maryland. Ils se sont réunis là-bas récemment pour vérifier les petits chênes qu’ils surveillent. étroitement.
«J’ai une boîte de belles fausses chenilles vertes qui sont prêtes à être déployées sur nos arbres avec notre fidèle super colle», déclare Martha Weiss, biologiste à l’Université de Georgetown.
Étant donné que ces fausses chenilles sont faites d’argile molle, un oiseau ou un insecte qui essaie d’en manger une laissera des petites lignes distinctives et révélatrices et d’autres marques, explique John Lill, biologiste à l’Université George Washington. Il a montré l’un des faux qui a été “grignoté, au moins plusieurs fois, par un oiseau essayant de s’en prendre à sa proie. Leurs marques de bec font une sorte de forme en V caractéristique.”
Les fausses chenilles faites d’argile molle aident les chercheurs à évaluer si les oiseaux et les insectes changent leurs habitudes de prédation une fois que des cigales savoureuses et sans défense émergent.
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Chaque semaine, ces chercheurs viennent remplacer les fausses chenilles précédemment déployées par de nouvelles. Cela leur permet de voir à quelle fréquence les chenilles sont attaquées et si cela change lorsque les cigales sont présentes.
Moins de prédation sur les chenilles pourrait signifier qu’elles peuvent manger plus de feuilles, donc l’équipe de recherche suit les dommages causés aux feuilles sur les arbres. Ils mesurent également les changements dans le nombre de parasites sur les chenilles.
“Nous essayons donc de comprendre à quoi cela ressemblait l’année avant les cigales, à quoi cela ressemblait l’année des cigales avant leur sortie, pendant qu’elles sont sorties, puis après leur disparition dans une saison, “et pendant encore quelques années, dit Lill.
Ils s’attendent à ce que Brood X ait des effets d’entraînement qui persistent longtemps après la disparition des cigales. Par exemple, plus de jeunes oiseaux pourraient survivre cette année en raison de l’abondance de nourriture, ce qui signifierait que plus d’entre eux seront en compétition pour les ressources l’année prochaine lorsque les cigales Brood X auront disparu. Il n’y a eu presque aucune recherche, dit Lill, sur ces types de changements écologiques subtils après une émergence massive.
Les cigales périodiques sont généralement une créature extrêmement difficile à étudier pour les scientifiques, car les insectes passent si longtemps cachés dans la terre. «Il est vraiment difficile de faire des expériences de manipulation sur des insectes qui passent si peu de temps au-dessus du sol», dit Lill, ajoutant qu’une carrière de chercheur universitaire ne peut s’étendre que sur deux cycles de cigales de 17 ans.
“Il y a juste énormément de trucs underground qui sont un mystère”, reconnaît Weiss. Elle coche un tas d’inconnues: après l’éclosion des œufs et de minuscules nymphes de cigales s’enfouissant dans le sol, comment trouvent-elles des racines pour se nourrir? Combien se déplacent-ils pendant qu’ils sont là-bas? Et bien qu’ils semblent enregistrer des changements dans la sève des arbres pour surveiller les changements saisonniers et le passage du temps, comment comptent-ils exactement les années?
«Un grand nombre de questions nécessitent ces investissements à très long terme dans des expériences», dit Lill. “C’est vraiment difficile à faire pour n’importe quel type de scientifique avec un financement de subvention typique.”
Une fois que les cigales de Brood X ont émergé des trous après 17 ans sous terre, elles sont désespérées de trouver quelque chose à grimper. Une fois que les cigales auront terminé leur transition vers leur forme adulte, elles se rassembleront dans les arbres. Les mâles commencent à chœur pour attirer les femelles.
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Pourtant, les chercheurs recueillent toutes les informations qu’ils peuvent, en particulier pendant que les cigales sont en déplacement. Et ils espèrent que les volontaires de la communauté participeront, en enregistrant les observations de cigales et en faisant leurs propres observations sur ce que les oiseaux mangent.
«Nous demandons à tous ceux qui peuvent identifier quelques oiseaux de sortir et de voir où ils se nourrissent et s’ils se nourrissent de cigales ou non, puis de partager ces données avec nous», déclare Zoe Getman-Pickering, une chercheur dans le laboratoire de Lill.
Elle se souvient avoir vu une émergence massive de cigales en 1996, quand elle avait 5 ans. «C’était assez étonnant pour moi», dit-elle. Cela l’a aidée à faire carrière en entomologie, et elle espère que certains enfants qui voient des cigales cet été reviendront dans 17 ans pour les étudier en tant que scientifiques.
«Il y a encore tellement de questions sans réponse», déclare Getman-Pickering, «et nous espérons que beaucoup d’enfants qui vivent cette expérience seront tout aussi curieux que nous».
