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时隔221年,13年蝉与17年蝉将再次相遇,蝉的周期为何都是质数?

昆虫在自然界中的天敌是很多的,而蝉是昆虫家族之中比较弱小的一个成员,自身几乎没有拿得出手的攻击或防御技能,所以天敌就尤其多。

小到各种寄生虫,大到其它的昆虫以及各种鸟类,都会对蝉的生存产生极大的威胁,这就是为什么蝉一生绝大部分时间都是在地下度过的原因了。相比地面,地下的环境可是要安全多了。不过地下再好,终归还是要爬上枝头才能繁衍后代,那么怎样才能在破土而出之后最大限度地保障自身安全呢?就是依靠生长周期。

假设有一种蝉的生长周期不是质数,而是12年,那会发生什么呢?会有大量的天敌与这种蝉相遇。

为什么?因为生长周期为1年、2年、3年、4年、6年的天敌都会与这种蝉相遇,这样一来,蝉的数量就会因天敌的觅食而大幅下降,甚至灭绝。然而,因为蝉的生长周期都是质数,情况就完全不同了。因为除了生长周期为1年或与蝉相同的天敌之外,其余的天敌要想与这种蝉相遇,就必须要达到二者的最小公倍数。

举个例子,以13年蝉为例,它与一种生长周期为3年的天敌相遇,每39年才会发生一次,因为13与3的最小公倍数为39。

正是依靠这种独特的数学智慧,蝉这种弱小的昆虫才能在自然界中存活下来并经久不衰。蝉与它们的天敌相遇很难,而两种周期不同的蝉相遇同样很难。13年蝉和17年蝉因为生长周期十分漫长,所以又被称为“周期蝉”,而这两种周期蝉全都生活在美国。由于13和17的最小公倍数为221,也就是说13年蝉与17年蝉相遇一次需要221年。

根据记录显示,上一次美国13年蝉和17年蝉的相遇发生在1803年,也就是我国清嘉庆年间,按照这个日期来进行计算,2024年刚好是两批蝉又一次相遇的时间。

目前美国的十三年蝉有3个亚种,共3个种群,而十七年蝉有4个亚种,共2个种群,此次将会相遇的是十七年蝉中的Brood ⅩⅢ和十三年蝉中的Brood ⅪⅩ。预计今年将会有数百亿只蝉登上美国的枝头,注定将会迎来一个热闹的夏天。真会有什么多蝉吗?这是毫无疑问的,因为在2021年时,有另外两个种群的周期蝉相遇,根据当年的统计,大约有300亿只蝉同时出现,而这一次的相遇可能比之要更加壮观。返回搜狐,查看更多