2021年，美國多地發出預警，提醒民眾做好防御措施，因為幾天之內會有大約300億只蟬同時破土。
若只是一兩只蟬停在周邊樹上叫個不停，我們會把它們當做夏天的音樂家。但 如果300億只蟬同時出現，那就不是一場聲勢浩大的音樂會，而是一種災難。
這些蟬不是普通的夏日音樂家， 而是蟄伏在地下十七年才出土的周期蟬。
十七年蟬與蟬的外貌相似，體長約3厘米，比一般蟬稍微大點，頭部有一對稍大的復眼，中間有3個點狀單眼排列成三角形。
軀體呈黑色，有兩對薄質透明的翅膀，呈褐色，前翅大后翅小，飛行距離不長，看去就像一個小火把。 不咬人，只是噪音污染嚴重，集體死亡墜落還會帶來環境污染。
十七年蟬為昆蟲綱-半翅目-蟬科-周期蟬屬。
周期蟬是北美的一種蟬屬，這種周期蟬有7種，它們的生命周期為十七年或者十三年，因此其中3種為 十七年蟬，4種為 十三年蟬。
作為 北美洲最古老的昆蟲之一，周期蟬較長的蟄伏周期總是叫人嘖嘖稱奇。
它們在 若蟲生活在地下，靠吮吸樹根的汁液為生。這種不見天日的蟄伏需要多久，取決于它們屬是十三年蟬還是十七年蟬。
蟄伏期結束，大量的若蟲就會破土而出，密密麻麻好似流動的水。這些「水」流動到樹上，蛻皮變成有翅的成蟲。
蛻皮以后的蟬身體為白色，翅膀為半透明，這時候的身體還很柔軟，它們的繼續在樹上停留一晚，等待身體逐漸變硬，翅膀慢慢舒展。
到了白天，身體外骨骼完全硬化的蟬們開始發出叫聲，表達著感受到陽光空氣的喜悅。不同種類的周期蟬有著不同的叫聲。
當有異性靠近，雄蟬的就會轉變為另外一種獨特的叫聲，以高超的音樂天賦進行求偶。如果雌蟬也看上了這個男高音唱得還不錯的小伙子，會欣然做出回應。
完成求偶的蟬原地結婚，開始了造娃工程。交尾結束后，雌蟬會在樹枝上挖出縫隙，在里面產卵。
若蟲破殼而出以后，會重回地上，鉆進樹根之間，繼續著漫長的蟄伏過程，等到多年后再次破土而出，完成著下一代的繁衍接力。繼續著卵、若蟲、成蟲的生命周期循環。
周期蟬的大量出現，雖然鋪天蓋地的叫聲擾亂了叢林的清凈，但是這些叢林中的好鄰居們并不會因為它們擾民而產生怨言，相反它們會為得到食物而充滿感激。
這些螳螂、松鼠、鳥類等鄰居都喜愛這種香噴噴的蛋白質。一些身體笨拙的蟬容易掉到地上，那些不會爬樹的例如烏龜等動物，也在樹下撿漏，狠狠飽餐一頓。
完成交配繁衍任務的蟬會死去，它們的尸體除了作為鄰居們的美食，有的也會腐爛在土里，變成大地的美食。
在十七年蟬大量出現的時間里，以它們為食的鳥類數量會迅速增長，12年后開始減少，到了第17數量達到最低點。
這是蟬的一種策略，它們給鳥設計了一條軌道，使得下一批出現時鳥類的數量大幅度減少。
周期蟬的數學天賦與生存天賦是大自然的一個奇跡。經過仔細觀察會發現，周期蟬的蟄伏時間無論是13年還是17年，或者較短的1、3年，它們的在地下的活動周期都是質數。
拿17年來說，除了1和它本身，就沒有能夠將其整除的數字。為什麼不會出現16這樣除了1和16以外，還有4、2、8這樣能夠被其他整除的合數年？
先從一年蟬說起，這種蟬每年夏天都會出現，捕食者每年都能吃到新鮮的，由于數量不是突然的暴增暴減，它們與捕食者的數量都是相對穩定的。
如果是兩年蟬，這些捕食者第一年飽餐一頓，第二年時這些蟬就不出來了，這時候鐘愛吃這種蟬的捕食者就得餓肚子。如此，越是蟄伏時間長，這些捕食者會因挨餓數量變得越少。
到它們出土的時候，天敵自然也被熬的變少了。
如果蟄伏周期是合數，那就不會有這種情況。以16年為例，16年有著2、4、8的因數。
如果捕食者繁衍周期為2年，那麼蟬出土的第16年，就會與這些捕食者大量繁殖的第8代相遇。同樣繁衍周期為4年的捕食者，它們的大量繁殖的第4代將成為這些16年蟬的巨大威脅。
如果蟬的蟄伏周期為17年，那麼至少34年，才能與繁衍周期為2年的捕食者大量后代相遇一次。與繁衍周期為4年的捕食者大量后代相遇，則需要68年。
簡單的說，這些蟬出土時候，剛好遇到捕食者大量繁殖的最短時間，取決于周期蟬蟄伏時間與捕食者繁衍周期的最小公倍數。
這時候周期蟬的質數周期就顯現出它的優勢。
捕食者的繁衍復雜，這里只是盡量避開龐大的天敵數量。
雖然蟬的蟄伏周期都是17年，但所有的蟬能夠在同一時間出現就顯得有些神奇。就像人的上學年齡是十六歲，但不是所有的人類都是在同一天上學，因為彼此的生長是有差異的。
周期蟬的生長也有差異，也有可能在其它時間出現，只不過因為生不逢時，數量較少的群體出現，被捕食者吃了。
這就到了第二種生存策略「飽和逃逸」。簡單說就是大量的蟬一起出現的時候，即便早已盯上它們的捕食者有很多，但是蟬的數量優勢擺在那里，一部分被吃，總有一部分能夠活下來。
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