13年蝉和17年蝉是根据什么来判断自己在地下度过的时间？

蝉在地下的时候并不是在“冬眠”（我发现好多人本能的认为地下的蝉是在冬眠），那是它们的若虫阶段，也是非常活跃的。

蝉的若虫也是吸食植物汁液为生的，它们在地下挖掘隧道寻找树根吸取汁液。

植物树叶光合作用生产的糖，以及其它生命过程产生的各种氨基酸，会在树干、树根间运输，无论是成虫，还是若虫，蝉都是在截取植物那些正在运输的营养。

很明显，植物生命过程产生的营养物质具有季节性，例如每年树木发芽开花时，木质部中的氨基酸含量都会短暂地显著增加。

蝉的若虫很可能就是根据这种变化来判断自己已经过了几年了。

这个推测不是随便说说，它确实有被观察到，也确实有人做过实验——即便给17年蝉设计实验不是一件容易的事。

2007年的时候，美国俄亥俄州辛辛那提市出现一次气温的异常，那一年一月份气温非常温暖，树木都在这个月就发新芽了，但二月却遭遇了一场严寒，许多树木的新芽全部被冻死了，之后春天的气温表现正常，树木也正常开始再次发芽。

也就是说在这一年，树木实际上发了两次芽，这一事件导致一种原本会在2008年才出现的17年蝉，提前出现了，不过数量并不多，只有数百只的样子[1]。

这次气候异常，导致树木在16年里萌新了17次，这可能让一些17年蝉误认为自己已经在地底下生活了17年，所以提前出来了。

另一方面，有研究人员从17年蝉种群中取出一批已经15年的若虫，并对其进行操控，让它们一年内食用两次新发芽的树木，那些蝉同样提前出来[2]。

从这些观察和实验中可以发现，周期蝉的“时间观”和树木的季节性变化肯定是有一定关系的，但是蝉具体是如何记住自己已经过了17年或者13年，就真的没人知道了。

老实说，如果没有日期的提示的话，人类要记住自己在某个地方生活了17年也是很难的，一些人或许会选择不停刻下季节变化来提示自己，蝉可能也以类似的方式标记了树木周期变化的次数吧。

最后再说一个，关于蝉有趣的东西。

我以前一直以为蝉只有一年蝉和周期蝉之分，刚刚才知道，原来还有一类原始周期蝉！

一年蝉并不是它们生命周期只有1年，而是它们每年都会有一批若虫爬出地面，完成最后一次蜕皮变成成虫，它们的实际生命周期可以2-9年甚至更久都有（需要指出的是，目前尚不清楚一年蝉是不是每只都遵循特定年数的生命周期）。

这和周期蝉形成了鲜明对比，周期蝉只会一起完成生命周期，然后一起出现。

世界上已知有3000多种蝉（蝉总科物种），但的只有9种是周期蝉，其中7种分布在北美——17年蝉和13年蝉，还有两种是不太确定的：一种是分布在印度北部的“世界杯蝉（4年蝉）”，另一种是分布在斐济的8年蝉。

原始周期蝉则指的是，这些蝉有明显的“大年”，也就是在某一年会特别多的出现，而在其它年则特别少，所以称为原始周期蝉。

不过，目前尚不清楚原始周期蝉是否是周期蝉和一年蝉进化的“中间态”。

值得一提的是，无论蝉是属于哪一种，生命周期有几年，大部分蝉的一生都会经历5次蜕皮，其中4次是在地下，而最后一次蜕皮是在地面——直接破壳变成成虫。