質數冥冥中保護著“周期蟬”
來源:用戶上傳
作者:
讓我們先了解什么是質數，質數就是除了1和它自身，不能被其他自然數整除的數，如2，3，5，7，11，13……質數有無窮多個。好，了解后就請看它和“周期蟬”的關系。
大家知道，自然界的叢林法則是：大魚吃小魚，小魚吃蝦米，一切只為生存。那么，最低端的物種只能被吃，又如何生存？一旦它被吃光了，它的上家不是要餓死嗎？上家餓死了，上家的上家沒得吃，不又餓死嗎？這樣推算下去，自然界最終不就橫尸遍野了，但為什么沒出現這種恐怖情形？時至今日，生物自顧遵循叢林法則，大自然仍生機盎然。秘笈何在？這不能不佩服低端物種的對策——我極其容易生存繁殖，多得讓你上家一時吃不過來，只要有剩余，就生生不息，就來個“野火燒不盡，春風吹又生”。
看看最低端的單細胞浮游生物吧，只要有水有陽光就遍布江河湖海，蝦兵蟹將能將之趕盡殺絕？當然，除了“多生快生”這個策略外，處于低端的各種生物還有各自的“殺手锏”，盡量降低被吃的概率，那才能真正站穩腳跟。
所謂低端生物是無腦的，不會發明什么“殺手锏”，但上天賦予它們本能，有些本能竟與能掐會算的人類媲美，那就難怪它們能生生不息啦。
美國有一種蟬叫“周期蟬”。周期蟬分十三年蟬、十七年蟬兩種。它們幼蟲時生活在黑漆漆、陰森森的泥土里，吸食樹木根莖的汁液長高長大，然后在第13年、第17年的初夏悄悄鉆出泥土，爬上高樹，蛻去金燦燦的外殼，長出透明、輕薄的雙翼——其狀就如我們常見的蟬。接著，成年的雄蟬“知了，知了”般齊聲高歌，雌蟬被這熾烈的情歌打動，與雄蟬交配并產卵。此后，雄蟬、雌蟬便相繼離世了。它們從幼蟲到蟬，共只有13或17年壽命，大部分時間藏身地底，只在最后一個夏天出現在人間。
為什么它們的出現（死亡）不遲不早，恰恰每逢第13年或第17年？13和17都是質數啊。周期蟬的幼蟲在地底休養十多年，長得肥肥胖胖，一鉆出地面，立馬就成為海陸空無數捕食者的美味佳肴，像黃蜂、麻雀、水鳥、松鼠、鼴鼠、負鼠、蜘蛛、鴨、蛇、龜、貓和狗……怎能放過這優質高蛋白！我們人類也有拿它做燒烤的。周期蟬要想劫后余生，就非要用超量生育這個“笨”方法不可，讓你一時間吃不完。
周期蟬還有一個“聰明對策”，憑借著這個“殺手锏”，就能盡量降低被吃的概率，我們姑且把這個叫“質數周期法”吧。
試想，如果周期蟬破土而出時，正碰上捕食者們養育出后代，即使捕食者它們只生育幾個崽，那就多了幾倍的嘴啊，周期蟬就要數倍斃命，它們瞬間將被搶吃一空，說不定一只也留不下來。
如果周期蟬是十二年蟬，第12年出現時，正撞上每2年、每3年、每4年、每6年出生的捕食者幼崽們，因為12是合數，可以分解為3和4，2和6;如果是十八年蟬，第18年出現時，等待它們的將是每2年、每3年、每6年、每9年出生的一張張捕食者幼崽嗷嗷待哺的嘴巴，因為1 8也是合數，可以分解為3和6，2和9。合數與質數相對。合數指自然數中除了能被1和本身整除外，還能被其他數（0除外）整除的數。
于是，周期蟬“決定”舍棄合數，采用質數，作為族群的生命周期。質數只能被1和它自身整除，換句話說，只有與質數周期同步出生的捕食者的小崽子們才能食到“周期蟬”。例如，當五年蟬出現，唯有每5年出生的捕食者的小崽子們生來就有口福。每2年、每3年、每4年呱呱墜地的，墜地時就沒這營養品了，因為5是質數，不能分解為2或3或4。
那么選擇哪一個質數年，作為蟬的出現周期，更好地躲開捕食者的小崽子們呢？周期蟬最后敲定13和17這兩個質數。
為什么？為了拖時間，減少與捕食者的小崽子們撞上的機會。假設多數幼崽每5年出生，那么隔上85年（17×5=85），十七年蟬才遇上這么一大群饑腸轆轆的天敵。
選擇這兩個質數，而不只選一個，也是周期蟬“用心鉆研”的結果。如果只挑一個13，那么每逢第13年，所有周期蟬涌上地面，互相你踩我踏，就難免有一些無謂犧牲?，F在，周期蟬分13年、17年兩批出現。它們想重逢，可要等上兩個多世紀了（13×17=221）。
看了十三年蟬、十七年蟬的生存本能，你能不嘆服大自然的神機妙算嗎？不過，周期蟬是傻呼呼的，毫不知情，只有人類有此數學頭腦，解釋出來罷了。那人類能不能用自己出類拔萃的數學大腦，不但刺探出天機，還進一步利用天機造福自己呢，答案是肯定的，不過那是下一篇的內容了。希望你繼續守候哦！
【鏈接】
十七年蟬和十三年蟬不是普通的蟬，每隔十七年、十三年才會出現一批。它們軀體呈黑色，翅膀半透明，紅紅的眼睛還能發光，晚上看上去就像極小的火把。它們外貌丑陋，但對人類并沒有什么害處，不咬人，不叮人。它們飛行速度緩慢，撞人撞樹都是習以為常的事情。每到復蘇的季節，雄蟬就會放聲歌唱，吸引雌蟬的注意，這種富有節奏和沖擊力的聲音常常讓人無法淡定。
十七年蟬在保持生態平衡的過程中起著至關重要的作用。蟬打鑿通道可以松軟泥土，使泥土通風。雖然它們靠吸食樹木的汁液為生，對小樹有危害，但能給大樹修剪枝葉。它們為鼴鼠、老鼠、蛇和燕雀等動物提供了營養豐富的食物，而死后，數十億具尸體也會為頂層土壤提供大量寶貴的氮肥。
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/9/view-14838932.htm
