Les cigales de Brood X laisseront leur empreinte sur les forêts pour les années à venir

Cette histoire fait partie de Terre à terre, une nouvelle initiative de rapport Vox sur la science, la politique et l’économie de la crise de la biodiversité.

Le mois prochain, des milliards de cigales éclateront de terre à travers certaines parties de l’est des États-Unis, ramperont dans les arbres, perdront leur peau et commenceront une bruyante chasse aux partenaires.

Ces insectes particuliers font partie d’un groupe connu sous le nom de Brood X qui émerge une fois tous les 17 ans. Et quand ils le font, les créatures aux ailes de dentelle traînent pendant deux à quatre semaines avant de mourir, en supposant qu’elles ne soient pas d’abord attrapées par des oiseaux, des chiens de compagnie ou un animal de zoo affamé.

Mais alors que leur vie au soleil n’est peut-être qu’un bruit sourd, les membres de Brood X laisseront certainement une marque sur les forêts du Tennessee à New York.

Au fur et à mesure que les chercheurs apprennent, une éruption de cigales périodiques peut envoyer des ondulations dans tout l’écosystème qui modifient la dynamique des populations de prédateurs comme les oiseaux et peuvent même alimenter la croissance des plantes et des arbres. Et, remarquablement, certains de ces effets semblent durer des années.

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Pourquoi les cigales inondent la forêt

Pendant la majeure partie de leur vie – 13 ou 17 ans, selon le type – les cigales périodiques sont hors de vue, résidant sous terre et absorbant du liquide des racines des arbres. Ensuite, lorsque la température du sol atteint environ 64 degrés, ils émergent par milliards, juste comme ça.

Cette éruption de masse, estiment les scientifiques, est stratégique.

«Ils rassasient efficacement leurs prédateurs», a déclaré Louie Yang, entomologiste à l’Université de Californie à Davis qui a étudié l’écologie des cigales pendant des années.

En d’autres termes, leur stratégie de défense consiste à inonder les forêts afin que les prédateurs, des geais bleus aux écureuils (et, pendant ces éruptions, tout ce qui se trouve entre les deux), deviennent si pleins qu’ils ne peuvent littéralement pas supporter une autre bouchée. Cela laisse beaucoup d’insectes à s’accoupler et à pondre des œufs qui deviendront la prochaine génération de cigales de 17 ans.

Cette approche semble fonctionner pour les cigales, et il satisfait certainement les oiseaux.

Une poussée de cigale entraîne probablement une augmentation des oiseaux

Dans le règne animal, un estomac plein est un gros problème. Avec plus de nourriture, vous voyez souvent plus de bébés – même, apparemment, si l’approvisionnement ne dure que quelques semaines.

« Suivant [cicada] émergences, vous avez tendance à obtenir une augmentation de nombreuses populations de prédateurs aviaires apparents », a déclaré Walt Koenig, ornithologue à l’Université Cornell et zoologiste émérite de recherche à l’UC Berkeley.

Une analyse, co-rédigée par Koenig et basée sur 37 ans de données démographiques pour 24 oiseaux prédateurs, a révélé que les éruptions de cigales «ont influencé de manière significative» près des deux tiers d’entre eux. Huit espèces, comme le pic rousse et le quiscale commun, ont vu leur population augmenter de 10 pour cent, en moyenne, à la suite de l’émergence des couvées – «probablement attribuable à un taux de survie élevé ou à un succès reproducteur».

(Le nombre de certaines autres espèces a en fait diminué, probablement parce que ces oiseaux en particulier ont quitté les lieux après s’être remplis de cigales, ce qui a entraîné une baisse des comptes.)

Plus intéressant encore, bon nombre de ces effets d’entraînement ont duré des années, a déclaré Koenig. Le nombre de geais bleus, par exemple, était nettement plus élevé, même trois ans après les éruptions de la cigale.

«Ces résultats indiquent que, au moins chez certaines espèces, les effets de l’émergence des cigales sont détectables des années après l’événement lui-même», ont écrit les auteurs.

Ce n’était pas une énorme surprise pour Koenig que certains oiseaux bénéficient des éruptions de cigales. Mais il a trouvé quelque chose dans les données qui a vraiment attiré son attention: moins d’oiseaux dans l’ensemble ont tendance à être autour de quand – et où – les cigales émergent. «Les populations d’oiseaux sont enregistrées comme étant relativement faibles lors des émergences», a-t-il déclaré.

C’est surprenant, a-t-il ajouté, car « on s’attend à ce que les oiseaux se sentent vraiment à l’aise avec ces choses. »

La quête de Koenig pour expliquer cela n’a encore rien révélé de concluant. La théorie la plus intrigante, dit-il, est que les cigales ont en quelque sorte influencé les populations d’oiseaux au cours des siècles d’évolution, de sorte qu’il y a moins de prédateurs lorsqu’elles émergent. «C’est possible», a-t-il dit.

Les carcasses de cigales fertilisent le sol forestier

La grande majorité des cigales sont capables d’échapper aux prédateurs comme les oiseaux et le chien occasionnel. Ils s’accouplent, pondent des œufs et finissent par tomber, sous forme de carcasses épineuses, sur le sol de la forêt.

Là, ils deviennent un engrais naturel, et il est épaissi. Comme le suggèrent les recherches de Yang, une explosion de cigales peut augmenter la biomasse des microbes et la disponibilité de l’azote, un nutriment important pour les plantes, dans le sol.

Yang a mené une expérience où il a fertilisé des campanules américaines, une plante commune de sous-étage, avec des cigales mortes, et a constaté que les plantes poussaient plus grosses, produisaient des graines plus grosses et avaient des concentrations plus élevées d’azote dans leurs feuilles. (Il a également constaté qu’ils étaient plus souhaitables pour les mammifères herbivores et les insectes.)

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Il est beaucoup plus difficile de prouver les effets des cigales sur les arbres. Cependant, une étude expérimentale de trois ans co-écrite par Yang a révélé que «la fertilisation des cigales augmentait fortement la croissance des arbres l’année de l’émergence», et ces changements ont persisté même deux ans plus tard.

«Le plus gros effet sur la croissance a été la première année, mais la différence [the fertilization] causée a été maintenue pendant trois ans », a déclaré Yang.

D’autres études d’observation qui reposent sur la corrélation soutiennent l’idée que les cigales mortes fertilisent le sol forestier et pourraient augmenter la taille des arbres des années plus tard, bien qu’en général, elles tendent à montrer des résultats mitigés.

Cela signifie-t-il que les cigales sont bonnes pour les arbres?

En bref, non. Certains chercheurs affirment que, le cas échéant, les cigales périodiques en fait négativement arbres d’impact.

Il est facile d’oublier que les cigales périodiques sont là, dans le sol, tout le temps. Pendant des années, ils parasitent les arbres – ils sucent les nutriments de leurs racines (en particulier, quelque chose appelé liquide de xylème), que ces arbres pourraient autrement utiliser pour pousser. Lorsqu’elles émergent, les cigales pondent des œufs dans des brindilles, provoquant leur flétrissement ou leur mort. Et il y a charges des cigales, remarquez, peut-être jusqu’à 580 par mètre carré à certains endroits.

«Ils ont presque certainement un impact sur leurs arbres hôtes», a déclaré Richard Karban, un entomologiste à l’UC Davis qui a travaillé avec Yang sur l’étude des arbres. « Ils ont probablement un effet fertilisant, et ils ont probablement aussi un effet négatif assez important. »

Il y a des indications que les cigales femelles peuvent nuire aux arbres jeunes ou faibles lorsqu’elles déposent leurs œufs, il pourrait donc valoir la peine de s’abstenir de nouvelles plantations.

Ce que les chercheurs ne savent toujours pas, c’est l’ampleur de ces effets et leur durée exacte. Il est possible, par exemple, que les changements dans la taille des arbres deviennent plus prononcés avec le temps, a déclaré Yang.

Et c’est juste ça: quand il s’agit de ces insectes, il y a encore beaucoup de mystère, en partie parce qu’ils vivent la majorité de leur vie sous terre et n’apparaissent que de temps en temps. Pour mettre l’échelle de temps en perspective, la dernière fois que les cigales Brood X de 17 ans sont apparues, en 2004, l’iPhone d’origine était encore à trois ans d’être dévoilé.

«Les cigales sont notoirement difficiles à étudier», a déclaré Yang. «Il y a des choses que nous commençons à peine à comprendre.»