As cigarras-periódicas do leste dos Estados Unidos aparecem apenas a cada 13 ou 17 anos, e isso não é coincidência: seus ciclos baseados em números primos ajudam a evitar predadores com ciclos de vida mais curtos

Ao longo de 2024, a emergência simultânea de duas grandes populações de cigarras-periódicas nos Estados Unidos chamou a atenção de cientistas e moradores. Esses insetos do gênero Magicicada passam mais de uma década sob o solo e surgem em números impressionantes, cobrindo árvores, gramados e áreas urbanas.

Por que as cigarras-periódicas são tão especiais?

As cigarras-periódicas diferem das cigarras anuais porque passam 13 ou 17 anos como ninfas subterrâneas, alimentando-se da seiva de raízes. Quando finalmente emergem, fazem isso em sincronia extrema, em trilhões de indivíduos distribuídos pela metade leste dos EUA.

Em poucas semanas, os machos cantam, as fêmeas acasalam, ovos são depositados em galhos e os adultos morrem. As novas ninfas caem ao solo, enterram-se e reiniciam o ciclo, que depende fortemente dessa emergência em massa para funcionar.

Por que os ciclos de 13 e 17 anos chamam tanta atenção?

Os ciclos de 13 e 17 anos, ambos números primos, despertam interesse porque sugerem uma solução evolutiva baseada em propriedades matemáticas. Não se trata apenas de ciclos longos, mas de intervalos que reduzem coincidências sistemáticas com outros ciclos biológicos.

Ao usarem números primos, as cigarras diminuem sobreposições regulares com espécies que têm ciclos de 2 a poucos anos. Isso ajuda a manter sua sincronia interna e protege a estratégia de emergência coletiva, que seria enfraquecida se as aparições fossem mais previsíveis para inimigos ou híbridos.

Como a matemática ajuda as cigarras a escapar de predadores?

A principal hipótese é a evitação de predadores, como aves, mamíferos, vespas e fungos, que têm ciclos curtos e variáveis. Se as cigarras emergissem a cada 12 ou 16 anos, esses períodos seriam divisíveis por vários números menores, favorecendo encontros repetidos.

Com ciclos primos, as coincidências regulares exigem múltiplos muito maiores, o que torna improvável que predadores sincronizem sua reprodução com as emergências. Em termos práticos, isso reduz a eficiência de qualquer predador que tente explorar sistematicamente esse recurso abundante e periódico.

Photographer John Stanmeyer captures with close-up clarity the record-breaking emergence of periodical cicadas in the US (National Geographic Pictures of the Year 2024) https://t.co/hojCOKP4Rf pic.twitter.com/E1EPvDFMIE

— Journal of Art in Society (@artinsociety) December 30, 2024

Como a hibridação entre ninhadas influencia os ciclos?

Outra linha de pesquisa destaca a hibridação entre ninhadas com ciclos diferentes que emergem simultaneamente em uma mesma região. O cruzamento pode gerar descendentes com tempos de desenvolvimento intermediários e mal sincronizados, comprometendo a emergência em massa.

Ciclos baseados em números primos reduzem a frequência desses encontros entre ninhadas distintas. Assim, 13 e 17 anos quase nunca coincidem, ao contrário de ciclos como 14 ou 16, que se sobreporiam com mais frequência e favoreceriam híbridos com sincronia quebrada.

O que é a estratégia de saciação de predadores e qual sua importância científica?

Além da matemática dos ciclos, as cigarras-periódicas usam a estratégia de saciação de predadores: aparecem em densidades tão altas que nenhum inimigo consegue consumir mais que uma fração da população. Esse mecanismo é amplamente estudado em ecologia e modelagem populacional.

Alguns pontos ilustram como essa estratégia funciona na prática:

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