Đến chu kỳ 17 năm, hàng tỷ con ve sầu lại sắp làm loạn nước Mỹ

Một sự kiện lớn trong thế giới côn trùng đang đến gần. Bắt đầu vào khoảng tháng 4 hoặc tháng 5 tới, tùy thuộc vào vĩ độ, một trong những đàn ve sầu có vòng đời 17 năm sẽ xuất hiện từ lòng đất ở hàng chục bang, từ phía tây New York đến Illinois và phía nam tới bắc Georgia của nước Mỹ.

"Binh đoàn" ve này được gọi là Brood X, theo chữ số La Mã là 10.

Trong khoảng bốn tuần, các khu vực rừng rậm và ngoại ô sẽ vang lên những tiếng kêu đặc trưng của loài ve sầu. Sau khi giao phối, mỗi con cái sẽ đẻ hàng trăm quả trứng vào những cành cây có kích thước bằng chiếc bút chì.

Sau đó ve sầu trưởng thành sẽ chết. Khi trứng nở, nhộng ve sầu mới rơi khỏi cây và đào hang trở lại dưới lòng đất, bắt đầu chu kỳ sinh trưởng mới. Ve sầu thường sẽ chui ra khỏi hang khi nhiệt độ ở dưới lòng đất đạt khoảng 18 độ C.

Có khoảng 3.000 đến 4.000 loài ve sầu trên khắp thế giới nhưng loài ve sầu định kỳ có vòng đời 17 năm ở miền đông nước Mỹ dường như là loài duy nhất có thể kết hợp giữa thời gian sinh trưởng dài của con non với thời gian xuất hiện hàng loạt của những con trưởng thành.

Nhưng sự kiện này đặt ra nhiều câu hỏi cho các nhà côn trùng học. Ve sầu làm gì dưới lòng đất trong 13 hoặc 17 năm? Chúng ăn gì? Tại sao vòng đời của chúng lại dài như vậy? Tại sao quá trình này được đồng bộ một cách chính xác đến vậy? Và liệu sự thay đổi khí hậu có ảnh hưởng đến điều này không?

Không phải ngẫu nhiên mà tên khoa học của loài ve sầu định kỳ là Magicicada, được viết tắt từ "magic cicada" bởi vòng đời của chúng khá dài, dao động từ 13 đến 17 năm.

Lịch sử tự nhiên

Ve sầu sống theo chu kỳ lâu hơn các khu rừng mà chúng sinh sống. Phân tích phân tử đã chỉ ra rằng khoảng 4 triệu năm trước, tổ tiên của loài Magicicada hiện nay đã tách thành hai dòng giống khác nhau. Khoảng 1,5 triệu năm sau, một trong những dòng đó lại tách ra. Ba dòng cuối cùng đã trở thành đại diện cho các loài ve sầu hiện đại như Decim, Cassini và Decula.

Những người thực dân Mỹ thời kỳ đầu đã bắt gặp ve sầu định kỳ ở Massachusetts. Sự xuất hiện đột ngột của rất nhiều loài côn trùng khiến họ liên tưởng đến bệnh dịch trong kinh thánh liên quan đến loài châu chấu.

Trong thế kỷ 19, các nhà côn trùng học nổi tiếng như Benjamin Walsh, C.V. Riley và Charles Marlatt đã tìm ra đặc điểm sinh học đáng kinh ngạc của loài ve sầu định kỳ. Họ khẳng định rằng không giống như châu chấu, ve sầu không nhai lá cây, tàn phá mùa màng hoặc bay theo bầy đàn.

Thay vào đó, những con côn trùng này dành phần lớn cuộc đời của chúng ở dưới lòng đất. Chúng ăn rễ cây trong suốt giai đoạn phát triển ban đầu. Sự xuất hiện hàng loạt của chúng có thể dự đoán được vì chúng xảy ra theo lịch trình định sẵn khoảng 17 năm ở miền Bắc và 13 năm ở miền Nam và Thung lũng Mississippi.

Ve sầu luôn biết cách duy trì quần thể của chúng

Đặc điểm sinh học chính của loài Magicicada là những loài côn trùng xuất hiện với số lượng rất lớn. Điều này làm tăng cơ hội tìm kiếm bạn tình và duy trì nòi giống.

Sự xuất hiện dày đặc của ve sầu Magicicada cũng là một biện pháp "phòng thủ" của chúng trước các loài động vật ăn thịt. Bất kỳ động vật ăn thịt nào ăn ve sầu, cho dù đó là cáo, sóc, dơi hay chim đều sẽ không thể ăn được hết số lượng ve sầu nhiều khủng khiếp. Điều này khiến chúng khó có thể tiêu thụ được hết và nhờ đó sẽ giúp nhiều con ve sầu còn lại sống sóng và có điều kiện giao phối.

Trong khi ve sầu định kỳ thường xuất hiện theo lịch trình 13 hoặc 17 năm thì cũng có một nhóm nhỏ xuất hiện sớm hoặc muộn khoảng bốn năm. Những con ve sầu xuất hiện sớm có thể là những cá thể phát triển nhanh hơn, có khả năng tiếp cận với nguồn thức ăn dồi dào và những con bị tụt hậu có thể là những cá thể yếu hơn.

Nếu điều kiện phát triển thay đổi theo thời gian, chu kỳ sống này có thể chuyển đổi và xuất hiện sớm hơn bốn năm vào thời điểm thuận lợi hoặc muộn hơn bốn năm vào thời điểm bất lợi. Điều này cực kỳ quan trọng bởi nếu có giai đoạn ấm hoặc lạnh đột ngột sẽ khiến một số lượng lớn ve sầu không thể xuất hiện theo đúng lịch trình.

Khi các sông băng rút lui khỏi khu vực ngày nay là lãnh thổ nước Mỹ khoảng 10.000 đến 20.000 năm trước, ve sầu Magicicada sống ở các khu rừng phía đông.

Ngày nay có 12 đàn ve sầu định kỳ 17 năm sinh sống trong các khu rừng rụng lá ở vùng đông bắc. Ở Đông Nam và Thung lũng Mississippi có ba đàn ve sầu 13 năm sinh sống.

Bởi vì ve sầu định kỳ khá nhạy cảm với khí hậu nên sự phân bố quần thể của chúng phản ánh rất rõ sự thay đổi khí hậu.Theo các dữ liệu di truyền và dữ liệu khác do các nhà khoa học thu thập chỉ ra, loài Magicicada neotredecim với chu kỳ 13 năm được tìm thấy ở phía trên Thung lũng Mississippi (nơi được hình thành ngay sau kỷ băng hà cuối cùng). Khi môi trường ấm lên, những con ve sầu định kỳ 17 năm trong khu vực bất ngờ xuất hiện sau 13 năm dưới lòng đất và từ đó vĩnh viễn chuyển sang chu kỳ 13 năm.

Nhưng không rõ liệu ve sầu có thể tiếp tục phát triển nhanh như con người thay đổi môi trường sống hay không. Mặc dù ve sầu thích ven rừng và phát triển mạnh ở các khu vực ngoại ô. Nhưng chúng sẽ không thể sống sót khi rừng bị phá hoặc sinh sản ở những khu vực không có cây cối.

Biến đổi khí hậu cũng gây ra những tác động sâu rộng. Khi khí hậu tại Mỹ dần ấm lên, mùa trồng trọt cũng kéo dài hơn. Điều này cuối cùng có thể thay đổi chu kỳ của những con ve sầu định kỳ 17 năm thành ve sầu 13 năm, giống như sự ấm lên trong quá khứ từng tác động tới chúng. Một số trường hợp khẩn cấp đã từng xảy ra vào năm 2017 ở Cincinnati, khu vực tàu điện ngầm Baltimore-Washington và vào các năm 1969, 2003 và 2020 ở khu vực tàu điện ngầm Chicago.

Các nhà nghiên cứu hiện đang tích cực thông tin chi tiết để theo dõi sự phân bố của ve sầu theo thời gian thực để bảo vệ loài côn trùng này.

Tiến Thanh (Theo howstuffworks)