知了猴和蝉是什么关系？为什么蝉在地下的生活时间都是质数年？

又到了一年一度的捕捉知了猴的时刻，农村的晚上有很多人会拿着小竹竿，头戴探照灯到小树林里去寻找美味。

很多人不知道的是，他们捕捉的知了猴在地下生活了3年，5年，有的甚至生活了7年。在北美地区有种知了猴要在地下潜伏13年或者17年。

知了猴和蝉之间有什么关系？

知了猴其实是蝉的若虫，食客们捕捉的知了猴是即将化为成虫的蝉，只要经历一个夜晚，这些知了猴就能从壳里钻出来长出一对翅膀。古人把知了猴称为金蝉，因为它们刚从泥土里出来外壳是金黄色的。

金蝉在我国有着非常美好的寓意，过去富贵人家小姐出嫁时，嫁妆里会有一个黄金制作的蝉趴在翡翠制作的叶子上，这叫做金枝玉叶。

知了猴在脱壳以后，雄虫可以利用腹部的发声器鸣叫，以此吸引雌蝉交配。交配完成之后，雄蝉就会精尽而亡，雌蝉会携带着受精卵到处寻找产房。雌蝉会把受精卵产在翠绿多汁的树干上，一棵树通常会撒下50～120个虫卵，当雌蝉的卵产完后它的生命就到了尽头。雄蝉的寿命通常不会超过一个月，雌蝉的寿命最多不过三个月。当他们从泥土中钻出来，就意味着离死亡不远了。

你是否会觉得蝉太可怜了，活的还没有蚱蜢长。其实蝉的寿命远不止3个月，我们所看到的只不过是它们的地上寿命，蝉是世界上寿命最长的昆虫，北美的蝉最长可以活17年零3个月。

蝉的一生大部分都是在地下度过的，树枝上的虫卵孵化成若虫后，这些蝉就会掉落到地面。这时它们还不会飞，不过挖掘能力很强，通常情况下若虫生活在地下几十厘米的土层里，个别的还可以往下挖3米。不同季节若虫待的土层深度也不一样，天冷了它们就会向下挖深一些，生物学家曾经发现过一只生活在地下12米的若虫。

这些蝉的若虫待在地下主要在干什么呢？

如果昆虫界也有社恐这个概念的话，那么这个头衔应该给蝉。蝉的若虫在地下大门不出二门不迈，也不和同类交流。一只蝉在地下待上几年时间，等待出土的那一刻。地下的蝉主要吸收树木根茎里的汁液，对于森林和果园来说，蝉是一种害虫。树汁被蝉吸走后，会出现营养不良，树木生长会变缓慢，有的树还会因此而枯死。

地下的蝉什么时候才会出来呢？

这个就比较有意思了，蝉和蝗虫不一样，它们不是等到外面环境适宜时才出来，蝉的破土严格遵循时间。我国的大多是3年或5年，北美洲那边的是5、7、13、17年。细心的朋友会发现这些数字都是质数，有没有2年或者8年出来的蝉呢？答案是没有。

蝉好像很懂数学，专家们发现若蝉的破土时间间隔都是质数，什么是质数呢？这里要给大家复习一下小学的数学知识，质数是指除了1和它自身以外，不能被其它0以上的自然数整除，2也是质数，3、5、11、17……这些都是质数。

蝉待在地下的时间以年计算都是质数年，比如一只蝉本来在地下待了13年就可以出来，但是出了某种意外或者发育不良导致这只蝉没能按时出土，这种情况下它就要再等4年，而不是第14个年头年从土里钻出来。

这种规律在全世界1000多种周期蝉中表现的极为严格，只有极少数的周期蝉不遵循这个规律，例如法国的蝉就不按套路出牌，它们在地下待的时间为4年，4既是偶数也是合数。

为什么一定要是质数呢？

因为质数的最小公倍数就是两个数字相乘，这个公倍数往往很大，例如9和12的最小公倍数是36，如果蝉在地下待的时间按照这个来，那么选一个节点，有两波蝉会在该时间节点36年后同时出土，这样一来蝉的数量就会比往常翻一倍，不利于整个种族的繁衍。一个区域里的树木是有限的，适合当产房的树更少，资源有限必须分批出来。

如果这两个批次是7年和11年，那么意味着经过77年才会有两批蝉的出土时间重叠，77比36大多了，时间越长对于种族的繁衍越好。美国的17年周期蝉要经过221年才会出现一次出土重叠。一句话总结就是，两个质数的最小公倍数是两个数的乘积，而乘积可以很大。

看到这里，不禁要感叹一下大自然的精妙，周期蝉竟然能够掌握数字里蕴藏的奥秘。这个奥秘我们人类掌握的时间不过2000年，而蝉至少用了5000万年。现代的蝉是1.5亿年前由古蝉演变而来的，那个时候地球还处于侏罗纪，恐龙占据着地球的高级生态位。