У некоторых растений и животных продолжительность жизненных циклов составляет более пяти-шести лет, причем каждый цикл занимает строго фиксированное количество времени. Например, многие виды бамбука и отдельные представители рода Strobilanthes массово цветут с периодичностью раз в несколько лет. Среди животных такие жизненные циклы характерны только для периодических цикад (Magicicada), которые проводят в виде подземной личинки 13 или 17 лет, а затем одновременно выходят на поверхность.

Ученым известно относительно немного примеров живых организмов с долгими и строго периодическими жизненными циклами. Тем не менее, возможно, эта особенность распространена в природе шире, чем предполагалось ранее. На это указывают, в частности, данные о массовом появлении представителей определенного вида в той или иной местности. Например, в Японии начиная с 1920 годов отмечают вспышки численности двупарноногих многоножек из рода Parafontaria, которые раз в несколько лет в осенние месяцы выползают на железные дороги. В 1920-1984 годах этих членистоногих порой было так много, что они мешали движению поездов.

Как показали предыдущие исследования, за данные вспышки ответственны мелкие, около трех сантиметров в длину, многоножки P. laminata armigera. Специалисты выяснили, что этот подвид линяет каждое лето и достигает зрелости в возрасте восьми лет. Была высказана гипотеза, что для P. laminata armigera характерен восьмилетний жизненный цикл, однако твердых доказательств у нее не было. Разыскать их решили исследователи во главе с Дзином Ёсимурой (Jin Yoshimura) из Университета Сидзуоки.

Ученые проанализировали данные о численности многоножек, которые Кейко Ниидзима (Keiko Niijima), одна из авторов работы, собирала с 1972 по 2016 годы на двух участках в Центральной Японии. Эту информацию дополнили сообщениями о вспышках численности этих членистоногих, полученными от добровольцев, включая лесников и школьных учителей. Кроме того, авторы изучили отчеты о препятствиях движению поездов по вине многоножек на железнодорожных линиях Коуми и Тюо в 1936, 1938, 1976 и 1984 годах и газетные сообщения о подобных происшествиях в предыдущие годы.

Ёсимуре и его коллегам выяснили, что первые связанные с многоножками проблемы на железных дорогах Японии были отмечены в 1920 и 1936 годах. В дальнейшем такие случаи имели место с периодичностью один раз в восемь или шестнадцать лет вплоть до 1984 года (после этого вспышки численности отмечались каждые восемь лет вплоть до 2016 года, но движению поездов они уже не мешали). Во время вспышек численности в 1976 и 1984 годах многочисленные многоножки отмечались и в железнодорожной колее, и в окрестных лесах. Например, с августа 1984 года по июль 1985 года обилие многоножек в лесах у линии Коуми составило 168–454 особей на квадратный метр.

Чтобы уточнить особенности жизненного цикла P. laminata armigera, исследователи отловили личинок этого подвида в природе и поместили их в лабораторные условия. Многолетние наблюдения в неволе и в природе показали, что эти многоножки выходят из яиц в начале августа, после чего спускаются в почву на глубину от пяти до двадцати сантиметров и проводят здесь следующие семь лет, ежегодно линяя в течение лета. Перелиняв в последний раз и достигнув половой зрелости, многоножки в осенние месяцы массово выходят на поверхность для спаривания. К началу зимы они вновь прячутся под землей и впадают в спячку, а следующей весной продолжают спариваться, после чего в июле самки в два-три приема откладывают по 400-1000 яиц. Затем в течение месяца взрослые особи погибают.

Авторы выделили восемь популяций (выводков), у которых массовый выход наблюдается в разные годы (аналогичная картина характерна и для периодических цикад). Все они, кроме одной, населяют гористые районы Центральной Японии. Популяция, которую авторы обозначили как выводок I, достигла зрелости в 1971 году (а затем в 1979, 1987 и до наших дней), выводок II — в 1972 году и так далее вплоть до выводка VIII, массовый выход которого был отмечен в 1978 году. За редким исключением все известные проблемы с движением поездов вызваны многоножками из выводка VI (их массовый выход наблюдался в 1976, 1984, 1992, 2000, 2008 и 2016 годах).

Предполагается, что периодические цикады выработали свои необычные жизненные циклы в ходе эволюционной гонки с хищниками (например, чтобы избегать их). Однако для многоножек P. laminata armigera это объяснение не подходит, поскольку они ядовиты. Авторы полагают, что растянутый жизненный цикл этих членистоногих может быть связан с тем, что они не могут перелинять и отложить яйца летом, если в течение предыдущей зимы не переживут воздействие низких температур. В результате, если у большинства многоножек личинки линяют несколько раз в год, то у представителей данного подвида это происходит лишь один раз в год, что замедляет их развитие.

Хотя P. laminata armigera — первая известная многоножка с периодическим жизненным циклом большой продолжительности, она может оказаться не последней. Существуют сообщения о вспышках численности и у других видов этих членистоногих, например, североамериканских Pleuroloma flavipes. Они также могут быть хорошими кандидатами в виды с периодическими жизненными циклами.

Многоножки были одними из первых обитателей суши. Согласно недавней оценке ископаемых, обнаруженных в силурских и девонских отложениях Великобритании, эти членистоногие появились уже 425 миллионов лет назад. Сначала они ютились в зарослях примитивных растений по берегам озер, однако спустя всего 40 миллионов лет на Земле возникли настоящие леса с богатой фауной.

Фото: Массовое скопление многоножек Parafontaria laminata armigera. Keiko Niijima