蝉为什么总在天亮前一起叫？是为了把人吵醒吗？|清晨|翅膀|蝉会|蝉鸣|雄蝉

撰文 | Ziv

审校 | Cloud

你有没有发现，蝉叫声刚才还吵得让人头疼，下一秒却突然安静下来；反过来想想，原本安静的小区，不知怎么突然就充满蝉鸣了。

关于蝉为什么突然不叫了，科学家还没有一个统一的答案；不过关于它们为什么一起叫，科学家已经在一种蝉身上，得到了惊人的发现。

蝉为什么叫？

最近，知了猴作为“树上的小龙虾”火了。如果你切开一个知了猴，你会发现它胸部的肉非常紧实，有些像虾肉，而不是想象中那种一口爆浆的质感。

知了猴是蝉的末龄若虫，当雄性从知了猴羽化为蝉后，腹部有发达的气囊，内脏被挤到靠近背部的狭窄空间。腹部相当于它们的共鸣腔，更适合发声，这样的结构能让它们叫得更响。

这是一只被鸟攻击了的雄蝉，从它身体的截面上，可以清晰看到发音膜和牵动发音膜的肌肉。| uconn.edu

雄蝉叫这么大声是为了吸引雌蝉。它们在发声时，腹部两侧的发音膜结构会在发声肌的牵拉下快速弯曲并复原，从而产生连续的声音脉冲。腹部的空腔共鸣结构再把声音放大，发出夏天里最有代表性的声音。

蝉为什么一起叫？

雄蝉经常会聚集在一起，趴在阳光充足的树枝高处齐声大叫。

图源网络

蝉在这时借助的是集体的力量。一只蝉的声音传播范围有限，大量雄蝉集中鸣叫，可以形成更容易被远处雌蝉发现的求偶场。不过，雌蝉来到附近后，雄蝉之间的竞争并没有结束。它们仍要依靠鸣叫的频率、节奏和其他求偶信号来吸引雌蝉。

有研究发现，雌蝉会根据雄蝉鸣叫的频率、间隔时间等因素挑选梦中情蝉，这说明雄蝉聚集在一起，的确也加剧了内部竞争。

要想配对成功，雌雄蝉之间有非常复杂的抖动翅膀、鸣叫、飞舞等阶段，直到互相匹配。为了干扰竞争对手率先吸引到雌蝉的注意力，有些雄蝉会故意在对手鸣叫的间隙大声叫起来，打断它们的相亲过程。

这个装置发出的声音和雌蝉翅膀振动时发出的声音非常相似，一只雄蝉落在上面，试图与它交配。| uconn.edu

另一种假说认为，大量雄蝉同时鸣叫可能干扰捕食者对单个声源的定位，从而分散个体面临的风险。

蝉如何做到同时开麦？

一些蝉会在清晨形成明显的合唱。

研究人员观察了印度班加罗尔附近的一种蝉（Platypleura capitata），他们在灌丛和竹林里架起录音设备，连续记录周围蝉群发出的声音。

研究者观察的蝉（Platypleura capitata）| Rakesh Khanna

研究发现，蝉群并不是在每天的相同时间点开始鸣叫，而是随着日出时间而变化。在天气晴朗的日子里，蝉声大合唱开始的时间是太阳在地平线以下3.8°±0.2°的时刻；阴天光线较暗时，大合唱的时间会推迟。在大约一分钟内，蝉群的整体声响便会迅速增强并接近稳定水平。

研究人员认为，指挥蝉声大合唱的重要因素，可能正是光线。每天蝉鸣出现时，太阳尚未真正升起，但天边已经泛起曙光，研究人员测出此时的地面照度是4~6勒克斯（作为参考，满月夜的地面照度是0.2勒克斯）。

研究人员随后建立了一个数学模型。模型显示，如果每只蝉不仅依据自己感受到的光照作出决定，也会受到其他蝉鸣声的影响，原本犹豫不决的蝉，可能在周围蝉的带动下勇敢地唱起来。因此，他们推测，清晨逐渐增强的光照提供了外部信号，而蝉之间的声学交流可能进一步促使群体集中开唱。不过，这一机制目前主要来自模型分析，仍需通过更多野外观察和干预实验验证。