本日、北陸地方の梅雨明けが発表された。いよいよ夏到来でセミも鳴き始めた。私が小学生の頃見ていた図鑑には、セミは幼虫として土の中で７年暮らすと書いてあった。ところが、ネットで調べると、日本のセミの幼虫期間はもっと短いようだ。ネットには「実際に土の中で7年も過ごすセミは日本にはおらず、ツクツクボウシで1〜2年、アブラゼミで3〜4年、クマゼミで4〜5年くらいのようです」と書いてあった。昔の図鑑には、一体何を根拠に７年という期間が書いてあったのだろうか？
ところで北米には、１３年ゼミとか１７年ゼミとか言われるセミがいて、１３年毎 あるいは １７年毎に大発生する。１３も１７も素数であることから、これらのセミは素数ゼミと呼ばれる。因みに2021年の今年は、１７年前の2004年に大発生した１７年ゼミの子供が１７年振りに大発生している。何故こんなセミがいて、こんな風に周期的に大発生するのであろうか？
素数ゼミに進化した理由は、日本人科学者の仮説として以下のように説明されている。今からおよそ２００万年ほど前、地球は氷河期であり北米大陸は氷河に覆われていた。気温が下がると樹木の活動レベルも下がり、樹木の汁を栄養源とするセミの幼虫の成長も鈍った。セミの幼虫期間も次第に延びていき、北米の北部で１４年～１８年、南部で１２年～１５年となった。セミの中には土中にいる幼虫期間をきちんと遺伝情報として刻み、子孫へ伝達できる種が現れ、厳しい環境の中でこの幼虫期間をコントロールできる種が、周期的に大発生して交配し子孫を沢山残す種として生き残った。このようにして、氷河期の北米北部には、１４年ゼミから１８年ゼミまで生き残った。
１４年ゼミから１８年ゼミまでの間では互いに交配することが可能であるが、例えば１５年ゼミと１８年ゼミの間に生まれた混血ゼミは、１５年後に羽化するものもいれば１８年後に羽化するものもいる。表は、互いの幼虫期間の間の最小公倍数を示すが、混血ゼミはこの最小公倍数の年に共に羽化するため、この年が再度混血が生まれ易い年となる。混血ゼミは土中期間を上手くコントロールできないセミでもあるため、生存確率は純血ゼミより小さくなる。このように考えると、最小公倍数が一番大きくなる素数ゼミが、混血ゼミが生まれる確率が一番小さくなるため、生き残る確率が一番高くなる。このような理由で北米の北部では１７年ゼミが、南部では１３年ゼミが氷河期を生き抜き、現在においても周期的に大発生していると考えられる。
