A principios de este mes, millones de estadounidenses miraron al cielo para presenciar un eclipse total. Ahora llega otra maravilla cíclica, esta vez a nuestros pies. Billones de ruidosos insectos de ojos rojos llamados cigarras están emergiendo de la tierra después de más de una década de alimentarse de las raíces de los árboles.
Estados Unidos alberga 15 crías de cigarras y, en la mayoría de los años, al menos una de ellas emerge. Esta primavera, la Generación XIX, conocida como la Gran Generación del Sur, y la Generación XIII, o la Generación del Norte de Illinois, están surgiendo simultáneamente.
Los observadores de cigarras han detectado los primeros insectos que salen del suelo y han informado de su avistamiento a aplicaciones como iNaturalista y Safari de cigarras. La Gran Camada del Sur, que emerge en el Sur y el Medio Oeste cada 13 años, ha sido vista en sitios dispersos desde Carolina del Norte hasta Georgia. Se espera que la cría del norte de Illinois, que aparece cada 17 años en el Medio Oeste, aparezca el próximo mes, ya que las temperaturas allí son cálidas.
Cómo las cigarras logran elevarse en masa después de pasar tanto tiempo bajo tierra sigue siendo en gran medida un misterio. «Hay sorprendentemente poca información sobre las cigarras que uno quisiera saber», dijo Raymond Goldstein, físico de la Universidad de Cambridge.
Una vez que una cría sale del suelo, las cigarras trepan a los árboles para aparearse y las hembras ponen huevos en las ramas de los árboles. Después de la eclosión, los insectos jóvenes caen a la tierra y se esconden en el suelo. Luego, cada cigarra pasa los siguientes 13 o 17 años bajo tierra antes de emerger para aparearse y repetir el ciclo.
Eso significa que billones de insectos tienen que seguir el paso del tiempo en el suelo. Es posible que detecten cambios anuales en las raíces de los árboles. Pero, ¿cómo pueden las cigarras sumar esos cambios a divinos cuando han pasado 13 o 17 años? Los científicos no pueden decirlo.
Chris Simon, experto en cigarras de la Universidad de Connecticut, sospecha que se encontrarán algunas respuestas en el ADN de los insectos. «¿Existe una diferencia constante entre algo que tiene un ciclo de 13 años y un ciclo de 17 años?» ella preguntó.
La Dra. Simon y sus colegas recientemente secuenciado el genoma de una cigarra por primera vez. Capturaron el insecto, que pertenecía a una cría con un ciclo de 17 años, en Tennessee en 2021. Esperan secuenciar también los genes de insectos de otras crías y comparar su ADN.
Una vez que las cigarras reconocen, de alguna manera, que han llegado a su año especial, necesitan una manera de emerger juntas. Los biólogos evolucionistas han propuesto que las cigarras salgan en grandes cantidades como estrategia de supervivencia. Sus enemigos, como pájaros y avispas parásitas, pueden atacar sólo a una pequeña fracción de ellas, dejando al resto libre para reproducirse.
Una señal crucial es la temperatura del suelo. El suelo debe superar un umbral de aproximadamente 64 grados antes de que comiencen a aparecer las crías.
Pero las cigarras no pueden salir a la superficie juntas simplemente sintiendo el calentamiento del suelo. Una cigarra inmadura que se encuentre a un par de pies bajo tierra experimentará temperaturas más frías que una que se encuentre a solo unos centímetros debajo de la superficie. Si las cigarras prestaran atención sólo a la temperatura que sienten cerca, saldrían en pequeños grupos y serían rápidamente aniquiladas por los depredadores.
El Dr. Goldstein y su esposa, Adriana Pesci, matemática de Cambridge, recientemente quedaron intrigados por esta paradoja. «Estamos en sintonía con los misterios», dijo el Dr. Goldstein.
Trabajando con su colega de Cambridge, Robert Jack, el Dr. Goldstein y el Dr. Pesci crearon un modelo matemático de una cría de cigarras subterránea basada en observaciones de insectos reales. Luego, jugaron con las diferentes variables de su modelo para conseguir que las cigarras simuladas emergieran juntas como si fueran reales.
Los científicos especularon que las cigarras basan su decisión de salir no sólo en el aumento de la temperatura del suelo, sino también en las acciones de las cigarras vecinas. Los investigadores permitieron que sus insectos virtuales se escucharan entre sí. Si sus vecinos hacían ruido mientras se preparaban para salir del suelo, era más probable que los insectos también emergieran.
Resultó que el modelo sólo funcionaba si los científicos dejaban que las cigarras se comunicaran de esta manera. La combinación de temperatura y comunicación hizo que surgieran crías en una rápida serie de ráfagas, que es exactamente lo que sucede en el mundo real. Cada ráfaga incluyó cigarras que estaban en un suelo que aún no había alcanzado los 64 grados. Una vez que se fueron, el suelo tardó unos días en calentarse lo suficiente como para que más cigarras se prepararan para partir.
El Dr. Goldstein reconoció que él y sus colegas simplemente agregaron un canal de comunicación hipotético a su modelo para que funcionara. No tienen evidencia directa de que las cigarras realmente se escuchen entre sí bajo tierra.
«Nadie ha intentado nunca resolver eso», dijo el Dr. Simon. «Sería muy difícil de lograr».
Por más extrañas que puedan parecer las apariciones de cigarras, el Dr. Goldstein las ve como parte de un patrón más amplio en biología. Muchos animales, desde bandadas de pájaros hasta manadas de ñus, tienen que tomar decisiones colectivas basadas en señales ruidosas y poco fiables. Incluso las células de un embrión en desarrollo tienen que coordinar su crecimiento.
«Es la esencia de la vida», dijo.