蝉在哪里？这些制图师已经准备好了- 彭博社

即将到来…

由丹·莫扎伊/Cicadamania.com提供

五月底，丹·莫扎伊将利用他的假期追逐蝉。这些虫子不难找到；大约一周后，来自十三年来的X团蝉将开始从地下出现，覆盖美国东北部、中大西洋地区和中西部的15个州，发出尖锐的交配叫声。

莫扎伊不是昆虫学家 — 他在DirecTV做在线营销。但自2007年以来，他一直与学术研究人员密切合作，跟踪各种周期性蝉群，作为美国最古老的公民科学努力的一部分。

他将与数以万计的其他志愿者一起在X团蝉领地内使用移动应用Cicada Safari，用户可以在实时地图上添加地理标记的照片和视频，幕后的数十名学生研究人员将验证每个提交。今年视频将特别有帮助，因为它为研究人员提供了音频数据，辛辛那提的圣约瑟夫大学昆虫学家Gene Kritsky说，他是Cicada Safari背后的创作者。他已经在预期这一时刻两年前为较小的蝉群测试了这款新应用。

布鲁德十群是周期性蝉中最大的之一，地理分布最广泛的之一，每13或17年出现一次。它们将在6月期间停留几周，交配并产卵。

“有了智能手机技术和GPS定位服务，这正是进行公民科学的完美方式，” Kritsky说道。截至5月初，已有大约87,000人注册，他们已经记录了几个早期出现的蝉，尤其是在辛辛那提和华盛顿特区周围 — 这两个预期的热点地区。

这些观察结果将帮助研究人员绘制布鲁德十群的领土边界，与历史地图进行比较可以帮助他们了解这个群体随时间的变化，以及气候变化和城市化如何影响它们的生命周期。

莫兹盖是一位蝉的“超级粉丝”，他将使用一款更复杂的GPS启用数据记录仪，名为“地图奥玛蒂克”，专门设计用于跟踪蝉。 （他仍在等待邮寄的包裹。）他计划在晴天的上午10点到下午5点驾车穿越新泽西。“那是蝉鸣的时间范围，”他说。对于每次发现，他将使用跟踪器记录位置的精确GPS坐标，以及其他信息，如海拔和温度，还有蝉鸣的音量。

华盛顿特区地区的屏幕截图来自蝉猎人地图。由圣约瑟夫大学提供他说，1996年他创建蝉狂热时，对昆虫知之甚少。当时，这个网站看起来不过是一份插图文档而已。“在那之前，我对自然和科学感兴趣，但并不热衷，”他说。这个网站引起了其他精通网络的蝉爱好者的注意，他们的电子邮件和评论开始激发莫扎伊对他在网站上描述为“世界上最伟大昆虫”的热情。二十年后，它已经成为蝉爱好者的堡垒，拥有十几位贡献者，并为那些寻找“保持冷静，它们只是17年蝉”的衬衫，或者带有网站涂鸦式标志的卡车司机帽的商品中心。

它还包括一个专门跟踪十年蝉的整个部分，列出了目击情况和最佳观察时间的提示。

研究人员在一个多世纪以来一直依赖于市民蝉报告，因为他们研究了蝉的出现以及影响它们的环境和气候因素。多年来，他们的方法不断发展，使他们能够广泛吸纳志愿者提交的信息。

史密斯在1843年7月14日的《亚祖城惠格和政治登记报》上向读者征求观察。国会图书馆“科学家们在19世纪40年代开始众包研究周期性蝉类，”书籍《周期性蝉类：第X群版》的作者克里茨基说。在那个时代，这些生物经常被误认为是蝗虫。

1843年，一位鲜为人知的昆虫学家叫吉迪恩·史密斯在美国报纸上刊登广告，以帮助他绘制所有群体的分布图。他在每个蝉类出现年初给主要新闻机构写信，要求他们的读者向他发送蝉类目击情况。这些信件随后会被重新印刷在美国各地的小报上，使史密斯能够接触到费城和华盛顿特区等大城市的读者，也能接触到像密西西比州亚祖这样的小镇。事实上，正是在亚祖，一位医生首次注意到了13年群体的存在。

“他们给他寄东西，”克里茨基说。“当[史密斯]试图验证13年生命周期时，他不仅要求人们寄信，他还急于获取数据，以至于他主动提出归还他们的邮票。”到1867年史密斯去世时，他已经积累了美国所有已知周期性蝉类群体的证据。史密斯收到的汇总观察构成了对科学数据进行众包的最早尝试之一，克里茨基去年在《美国昆虫学家》杂志上写道。

同步出现对于足够多的幼虫存活以产生下一代是很重要的，落单的几乎总是会被吃掉。

自19世纪以来发生了很多变化；城市兴起并蔓延开来，众包努力变得更加广泛。在1902年的第十一期出现期间，农业部派发了数万张明信片，要求人们记录蝉的观察结果。

那是在互联网和GPS等技术出现之前。像克里茨基和他在康涅狄格大学的合作者克里斯·西蒙这样的新一代昆虫学家——以及蝉爱好者——正在继续史密斯的工作。

1976年，西蒙开始通过写信给美国东部各县的推广代理人，要求他们记录任何发现的蝉数据。西蒙在一封电子邮件中写道：“然后我会拜访他们并跟进。” 那一年，一个第23期的年份，她驱车行驶了1万英里来验证这些观察结果。

美国农业部昆虫学家查尔斯·莱斯特·马拉特于1919年绘制的第十一期出现地图。美国农业部，昆虫学局。她的工作变得更加容易，因为有了Map-O-Matic，它记录每个观察结果的精确GPS坐标，并使用传感器捕获大量的上下文数据。这个工具是由约翰·库利于2007年创建的，他是她的前博士后研究生，现在也在康涅狄格大学任教，这个工具使研究人员能够跟踪每个蝉群出现的密度和地理边界等因素。而且她将从使用该应用程序的非研究人员那里获得大量的初步信息。

“我们利用来自Cicada Safari的众包观察来指导我们的制图工作，”西蒙写道。“我们有几个专家团队将会绘制由公民科学家展示给我们的分布边缘。”

这种追踪对于理解蝉的独特行为以及气候变化和城市扩张对其的影响至关重要。

“我们得到了一些人们正在研究的工作，比如城市区域是否像热池一样，以及增加的温度将如何影响蝉，”克里茨基说。“我有一些同事非常感兴趣研究蝉群的重叠以及由此带来的生态影响。”

今年将在蝉群出现期间使用的库利最新版本的数据记录仪。它可以插入汽车，并借助树莓派迷你计算机运行。由约翰·库利/康涅狄克大学提供这项工作对于发现“落单者”至关重要，这些蝉要么提前数年出现，要么出现得异常晚。

地下的幼蝉可以通过它们所吸食的树液判断一年是否已经过去，但它们如何追踪整体年份仍然是个谜。然而，当是时候出现时，它们依赖环境线索，比如当地面达到64华氏度时。同步出现很重要，这样足够多的蝉群可以幸存下来，以产生下一代；落单者几乎总是被捕食。

蝉的出现可能会受到全球变暖的影响，比如温暖的冬天和“假春天”，这可能会让蝉误以为过了两年而不是一年。“气候变化对植物的影响可能会导致一些蝉在前五年地下蜕皮多一次，这将导致它们提前四年出来，” Kritsky说。

最近的研究还表明，来自密集土地开发的更温暖的地面温度可能会加快蝉的发育，混淆它们的自然周期。

“我们预测，随着气候变化，蝉的早期出现将会增加，”西蒙写道，强调人们需要在应用程序上记录蝉的出现情况，不仅在它们出现的那一年，而且在那之前的四年。近年来，她和其他研究人员已经记录了更多的迟到者的发现，并且数量更多。2017年，一部分十三年蝉提前四年出现。“我们收到的报告数量是巨大的，但重要的是我们有33个地点，蝉在那里出现的数量之多让捕食者望而生畏，” Kritsky说。“它们鸣叫，交配，产卵。”

与此同时，研究人员还担心森林砍伐可能会减少和孤立周期性蝉的种群，最终导致它们灭绝。很难想象像十三年蝉这样人口众多的群体会以这种方式结束，但自20世纪中叶以来，研究人员已经记录了它们在美国某些地区的减少。

印第安纳大学的弗兰克·杨（Frank Young）在20世纪50年代开始记录印第安纳州十三年蝉的减少，当克里斯特基在20世纪70年代加入他的工作时，他们发现该州北部的蝉种群远不及一个世纪前那么密集。到2004年，那里的种群已经广泛分散。“它们零零散散地分布在这里和那里，”Kritsky说。

“如果你曾经从印第安纳波利斯开车去芝加哥，那是一段非常无聊的路程，因为所有的森林树木都不见了，”他补充道。“我们一直在为农业、道路、高强度电力线路和建造住宅开伐树木。因此，我们一直在慢慢地将一小片小片的树林孤立起来，供周期性蝉类使用。”

即将发生的后果？当它们无法大量出现时，它们无法在足够长的时间内躲避捕食者，以产生下一代。

对于那些有兴趣加入追踪的人，可以从苹果应用商店下载免费的Cicada Safari应用，或者，如果你更愿意远远观看，可以关注该团队的实时地图。