miniatura|Distribució de les espècies del gènere Magicicada als EUA: verd = distribució de cigales de 17 anys; vermell = distribució de cigales de 13 anys; blau = M. neotredecim; Tons grocs = zones superposades Magicicada és el gènere d'insectes hemípters de la família Cicadidae que inclou set espècies de cigales periòdiques de l'est d'Amèrica del Nord, amb un cicle vital de 13 i 17 anys. Tot i que a vegades se'ls anomena «llagostes» es tracta d'un nom erroni, ja que les cigales pertanyen a l'ordre taxonòmic hemípters, subordre auquenorrincs, mentre que les llagostes són de l'ordre dels ortòpters. Magicicada pertany a la tribu Lamotialnini, un grup de gèneres amb representants a Austràlia, Àfrica i Àsia, així com a les Amèriques.
Les espècies de Magicicada passen al voltant del 99,5% de la seva llarga vida sota terra en un estat immadur anomenat nimfa. Mentre són sota terra, les nimfes s'alimenten de fluids del xilema procedents de les arrels d'arbres de fulla caduca a l'est dels Estats Units. A la primavera del seu 13è o 17è any, segons les espècies, les nimfes madures sorgeixen entre finals d'abril i principis de juny en una localitat determinada, de manera sincrònica i en gran nombre. Els adults estan actius durant només de 4 a 6 setmanes després de la fase de desenvolupament inusualment prolongada.
Els mascles s'agrupen als anomenats centres de cor i hi criden per atraure companyes. Les femelles fecundades ponen ous a les tiges de plantes llenyoses. Al cap de dos mesos de l'aparició original, el cicle vital es completa; les cigales adultes moren i les cries desapareix durant 13 o 17 anys més.
Descripció La cigala periòdica imago alada (adulta) té els ulls vermells i un tòrax dorsal negre. Les ales són translúcides amb venes ataronjades. La part inferior de l'abdomen pot ser de color negre, taronja o de ratlles amb taronja i negre, segons l'espècie.
Els adults solen tenir entre 2,4 i 3,3 cm, depenent de les espècies, aproximadament el 75% de la mida de la majoria de les espècies anuals de cigales que es troben a la mateixa regió. Les femelles madures són lleugerament més grosses que els mascles.
Els mascles Magicicada solen formar grans agregacions que canten a cor per atreure les femelles receptives. Diferents espècies tenen diferents cançons característiques de crida. Les cigales periòdiques cassini i decula (incloent M. tredecula) tenen cançons que intercalen sons de brunzit i de clic.
Les cigales no poden picar i normalment no mosseguen. Com altres insectes d'auquenorrincs, tenen peces bucals que serveixen per perforar les plantes i xuclar-ne la saba. Aquestes peces bucals s'utilitzen durant l'etapa de nimfa per aprofitar les arrels subterrànies per obtenir aigua, minerals i hidrats de carboni i, en l'etapa adulta, per adquirir nutrients i aigua de les tiges de les plantes. La probòscide d'una cigala adulta pot perforar la pell humana quan es manipula, cosa que és dolorosa, però no és perjudicial. Les cigales no són verinoses i no hi ha evidències que elles o les seves mossegades puguin transmetre malalties.
Les cigales no representen una amenaça per a la vegetació madura, tot i que convé ajornar la plantació d'arbres o arbusts nous fins després de l'aparició prevista de les cigales periòdiques. Les plantes madures poques vegades pateixen danys duradors, però la posta d'ous pot provocar la destrucció o el debilitament de branques. Els arbres o arbusts joves es poden cobrir amb una gasa o una altra xarxa de malla amb forats de 1,0 cm de diàmetre o menys per evitar danys durant el període d'oviposició, que comença aproximadament una setmana després de la sortida dels primers adults i dura fins que totes les femelles han mort.
Cicle de vida miniatura|Transformació de la cigala periòdica de la nimfa madura a l'adult Gairebé totes les cigales passen anys sota terra com a joves, abans d'emergir sobre la terra durant una curta etapa adulta de diverses setmanes a uns quants mesos. Les set espècies de cigales periòdiques s'anomenen així perquè, en qualsevol lloc, tots els membres de la població estan sincronitzats en el desenvolupament i sorgeixen com a adults alhora el mateix any. Aquesta periodicitat és especialment notable perquè els seus cicles de vida són molt llargs: 13 o 17 anys. Cap altra espècie de cigales al món (entre potser 3.000 espècies) sincronitza el seu desenvolupament d'aquesta manera.
En canvi, altres espècies maduren cada estiu i emergeixen mentre la resta de la població continua desenvolupant-se sota terra. Moltes persones es refereixen a aquestes espècies no periòdiques com a cigales anuals, ja que se’n veuen cada estiu. Els pocs cicles de vida coneguts de les espècies anuals oscil·len entre dos i deu anys, tot i que alguns podrien ser més llargs.
Les nimfes de les cigales periòdiques viuen sota terra, generalment a menys de 61 cm de la superfície, alimentant-se dels sucs de les arrels de les plantes. Les nimfes de les cigales periòdiques experimenten cinc etapes en el seu desenvolupament subterrani. Es diu que la diferència en el cicle de vida de 13 i 17 anys és el temps necessari per madurar la segona fase. Quan es troben sota terra, les nimfes es mouen endinsant-se sota terra i, a mesura que maduren, van detectant i alimentant-se d'arrels més grans. miniatura|Magicicada muda A finals d'abril i principis de juny de l'any d'aparició, les nimfes madures del cinquè cicle construeixen túnels a la superfície i esperen que la temperatura del sòl assoleixi un valor crític. En algunes situacions, les nimfes estenen les torretes de fang fins a uns quants centímetres per sobre de la superfície del sòl. No es coneix la funció d'aquestes torretes, però el fenomen s'ha observat en algunes cigales no periòdiques, així com en altres túnels d'insectes.
Les nimfes apareixen per primera vegada un vespre de primavera quan la temperatura del sòl a uns 20 cm de profunditat és superior a 17,9° C. A la majoria d'anys als Estats Units, això es tradueix a finals d'abril o principis de maig a l'extrem sud i de finals de maig a principis de juny a l'extrem nord. Les nimfes emergents poden fer l'ècdisi a la gespa o pujar d'uns pocs centímetres a més de 30 m per trobar un lloc adequat a les superfícies verticals properes per completar la seva transformació en adults. Se sotmeten a una muda final i després passen uns sis dies als arbres esperant que els seus exoesquelets s'endureixin completament. Just després d'eixir d'aquesta muda final, els adults tenerals són blanc trencat, però s'enfosqueixen en una hora. miniatura|Magicicada En l'etapa final de ècdisi, previ a l'enduriment de l'exoesquelet nou. El exúvia descartat pot ser vist a la dreta del teneral imago Les cigales periòdiques adultes només viuen unes poques setmanes; a mitjans de juliol, totes han mort. Les seves formes adultes de curta vida s'adapten a un propòsit: la reproducció. Els mascles "canten" una cançó d'aparellament específica de l'espècie; com altres cigales, produeixen sons forts amb els seus timbals. Els mascles cantants d'una sola espècie de magicicada formen agregacions (cors) que són atractives per a les femelles. Els mascles d'aquests cors alternen episodis de cant amb vols curts d'arbre a arbre a la recerca de femelles receptives. La majoria dels aparellaments es produeixen en arbres de "cor".
Les femelles receptores responen a les crides dels mascles específics amb cops d'ales temporals, que atrauen els mascles per aparellar-se. Els sons d'un "cor", un grup de mascles, poden ser ensordidors i poden arribar als 100 dB. A més de les seves cançons de "crida" o "congregació", els mascles produeixen una cançó de festeig distintiva quan s'apropen a una femella individual. miniatura|Esquerdes d'escorça amb nius d'ous Tant els mascles com les femelles poden aparellar-se diverses vegades, tot i que la majoria de les femelles semblen aparellar-se només una vegada. Després de l'aparellament, cada femella talla escletxes en forma de V a l'escorça de les branquetes joves i hi pon uns 20 ous per arribar a una posta total de 600 ous o més. Al cap d'unes 6-10 setmanes, els ous es desclouen i les nimfes cauen a terra, on excaven i comencen un altre cicle de 13 o 17 anys.
Estratègia de supervivència per sacietat dels depredadors miniatura|Forats d'aparició Les nimfes emergeixen en gran quantitat, gairebé al mateix temps, de vegades més d'1,5 milions d'individus per acre (>370/m2). La seva aparició massiva és un tret de supervivència anomenat «sacietat dels depredadors»: durant la primera setmana després de l'aparició, les cigales periòdiques són una presa fàcil per a rèptils, aus, esquirols, gats, gossos i altres mamífers petits i grans.
Els primers entomòlegs van afirmar que el mecanisme de supervivència global de les cigales era simplement aclaparar els depredadors pel seu gran nombre, garantint la supervivència de la majoria dels individus. Més tard, es va plantejar que el fet que els períodes de desenvolupament fossin un nombre primer d'anys (13 i 17) era una estratègia d'evitació dels depredadors, adoptada per eliminar la possibilitat que els depredadors potencials rebessin impulsos periòdics de població sincronitzant les seves pròpies generacions amb divisors del període d'aparició de les cigales.
Segons aquesta hipòtesi, un depredador amb un cicle reproductiu de tres anys, que va coincidir amb un sorgiment de cries en un any determinat, haurà passat per quatre cicles més un any (12+1) o cinc cicles més dos anys (15+2) la propera vegada que surti la cria. D'aquesta manera, les generacions amb nombres primers presenten una estratègia per assegurar-se que gairebé sempre emergeixen quan una part dels depredadors als quals s'enfrontaran són sexualment immadurs i, per tant, incapaços d'aprofitar al màxim el subministrament d'aliments momentàniament il·limitat.
Un altre punt de vista converteix aquesta hipòtesi en les pròpies generacions de cigales. Es planteja que els temps de desenvolupament amb nombres primers representen una adaptació per evitar la hibridació entre cries. Es planteja la hipòtesi que aquest mètode inusual de segrestar diferents poblacions va sorgir quan les condicions eren extremadament dures. En aquestes condicions, la mutació que va produir temps de desenvolupament extremadament llargs va ser tan valuosa que les cigales que la posseïen van trobar beneficiós protegir-se de l'aparellament amb cigales que no tenien el tret de desenvolupament llarg. D'aquesta manera, les cigales de llarg desenvolupament van conservar un tret que els permetia sobreviure al període de forta pressió de selecció (és a dir, condicions dures) provocat per poblacions aïllades i baixades durant el període immediatament posterior a la retirada de les glaceres (en el cas de cigales, els estadis glacials del Plistocè). Quan es veu amb aquesta llum, l'estratègia de sacietat dels depredadors de les cigales només serveix per mantenir l'estratègia de supervivència a llarg termini de protegir el seu tret de desenvolupament llarg de les hibridacions que podrien diluir-la.
Aquesta hipòtesi d'hibridació va rebre suport posteriorment a través d'una sèrie de models matemàtics i continua sent l'explicació més àmpliament acceptada per a l'estratègia de supervivència inusualment llarga i sofisticada d'aquests insectes. Es va suposar que la durada del cicle estava controlada per un sol locus genètic, amb un cicle de 13 anys dominant al de 17 anys, però aquesta interpretació segueix sent controvertida i no fonamentada a nivell d'ADN.
Impacte en altres poblacions