Números primos generados por cigarras




Las cigarras son insectos alados 
que evolucionaron hace 1,8 millones de años,
durante el Pleistoceno, en el momento
en que los glaciares avanzaban y retrocedían
en América del Norte.

Las cigarras del género Magicicada
pasan la mayor parte de su vida bajo tierra,
donde se alimentan de jugos de raíces
antes de emerger, aparearse y morir.

Estas criaturas muestran un comportamiento sorprendente.

Salen a la luz al cabo de un ciclo periódico
que suele ser de 13 o 17 años: dos números primos.

(Un número primo es un número entero
que sólo es divisible por 1 y por sí mismo,
como el 11, el 13 y el 17).

En la primavera de su decimotercer o decimoséptimo año,
estas cigarras periódicas construyen un túnel de salida.

A veces, más de un millón y medio de individuos
emergen en menos de media hectárea;
esta abundancia de ejemplares puede responder
a una razón de supervivencia, ya que les permite
abrumar a sus depredadores, por ejemplo, 
los pájaros, incapaces de comérselas todas.

Algunos investigadores han conjeturado
que esta evolución, que ha llevado
a ciclos que coinciden con números primos,
tuvo lugar para que las cigarras tuvieran
más posibilidades de escapar
de los predadores y parásitos,
cuya vida es más corta.

Por ejemplo, si sus ciclos vitales
fuesen de doce años, los predadores
con ciclos vitales de 2, 3, 4 o 6 años
lo tendrían más fácil 
para encontrar a los insectos.

Mario Markus, del Instituto Max Planck
de Fisiología Molecular de Dortmund, en Alemania
(nacido en Santiago de Chile, estudió en el Manuel de Salas
y en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile
antes de partir a doctorarse a Alemania), descubrió, 
junto a sus colaboradores, que este tipo de ciclos 
basados en números primos surge de forma natural 
a partir de modelos matemáticos evolutivos 
que reflejan la interacción entre predadores y presas.

[Entiendo que Eric Goles, también ha investigado
el fenómeno desde la perspectiva del modelamiento matemático.]

Para comprobarlo, simularon por ordenador
diversas poblaciones de insectos y les asignaron 
ciclos vitales de duración aleatoria.

Después de un tiempo, una serie de mutaciones
en el sistema acababa llevando a las cigarras
a ciclos estables cuya duración era un número primo.

Esta investigación está todavía en sus inicios, por supuesto,
y quedan muchas cuestiones por resolver.

¿Qué tienen en especial el 13 y el 17?
¿Qué predadores o parásitos son los que 
han llevado a las cigarras a ceñirse a estos períodos?

Queda otro misterio: saber por qué, 
de entre mil quinientas especies de cigarras
que hay en el planeta,
sólo de un pequeño número
del género Magicicada
se sabe que son periódicas.

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Con Benito nos tocó en una oportunidad
hace no muchos años, presenciar el fenómeno
de miles de cigarras,
en los faldeos de los cerros
que se encuentran en las cercanías
del acceso a la Hacienda Santa Martina,
en el flanco norte del valle Los Trapenses
en La Dehesa (Comuna de Lo Barnechea, Santiago).
Un coro impresionante de chicharras,
aunque no es precisamente un canto.

Me asomo a la Introducción al Estudio
de los Insectos de Chile de Lucho Peña
a ver qué dice al respecto:

Cicadidae

Son insectos de tamaño grande
conocidos con el nombre de chicharras.

Una de sus características 
es la capacidad que poseen
para producir sonidos,
muchas veces muy estridentes,
los que son cualidad propia de los machos.

Cada especie emite un sonido diferente,
por lo que se pueden reconocer.

Cuando son tomadas producen
sonidos distintos a los usados para el cortejo.

Estos sonidos son generados 
por unos órganos colocados
en la parte latero-superior
de la zona basal del abdomen.

Hay años en que las chicharras
aparecen por millares
en las laderas de la cordillera.

En áreas del Norte Chico,
o sea, entre Coquimbo y Copiapó,
hay épocas en que se reúnen 
en tal cantidad, que es casi
intolerable el ruido que producen
en las quebradas ocupadas
por estas poblaciones.

En Chile tenemos varias especies
distribuidas en diversos géneros:
Tettigades chilensis Amy y Serv.,
es una especie muy conocida
y se ha encontrado 
desde Atacama a Valdivia.

Otras especies: Tettigades ulnaria Dist.,
Tettigades porteri Brét., propia de Lonquimay, 
Tettigades compacta Walk., Chonosia cinnabarina Berg.,
Ahomana chilensis Dist. conocida en Aconcagua; 
Tibicens crassimargo  Spin., etc.

Los adultos colocan sus huevos 
en las ramas de las plantas,
ocasionándolles fuerte daño
cuando la cantidad de ellos
es muy numerosa;
luego las larvas caen al suelo
y allí se desarrollan
alimentándose de raíces.
El adulto emerge del suelo.

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EL LIBRO DE LAS MATEMÁTICAS
De Pitágoras a la 57˚ Dimensión,
250 Hitos de la Historia de las Matemáticas
Clifford A. Pickover,  pág 18
Librero b.v., Posthus 72, 5330 AB Kerkdriel, Holanda (2011)

INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS INSECTOS EN CHILE
Luis E. Peña G.
Editorial Universitaria (Santiago de Chile, 1998)


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