Un Análisis fisiológico de Cigarra Song | Journal of Experimental Biology

Resumen

1. El mecanismo neuromuscular de producción de sonido en cigarras ha sido dilucidado por un estudio anatómico y fisiológico detallado de Platypleura capitata (Oliv.) y por el análisis de grabaciones en cinta magnética del canto de otras ocho especies en Ceilán.

2. En todos los casos la canción consiste en una sucesión de pulsos, siendo la frecuencia de repetición entre 120 y 600/seg. Cada pulso está compuesto por un tren amortiguado de ondas sonoras cuya frecuencia está determinada por el período natural de vibración de los timbales.

3. Se emite un pulso de sonido cuando el timbal se dobla repentinamente o se restaura a su posición de reposo por su elasticidad natural; en el canto de algunas especies, ambos movimientos son efectivos. Los músculos timbales, que son responsables del pandeo, tienen un ritmo miogénico de actividad, iniciado, pero solo ligeramente controlado en frecuencia, por impulsos en la fibra nerviosa única que suministra a cada músculo. Los dos timbales normalmente actúan juntos.

4. La curvatura de los timbales se puede aumentar por la contracción de los músculos accesorios, los principales de los cuales son los músculos tensores. Esto aumenta el volumen de sonido emitido a cada clic y disminuye la frecuencia de repetición del pulso; el abdomen se eleva desde la opércula por contracción de los músculos tensores.

5. Los sacos de aire traqueales forman una cavidad que es aproximadamente resonante a la frecuencia de vibración del timbal y puede variar en tamaño por expansión del abdomen.

6. Los cantos de cigarras, al oído humano, parecen ser de gran variedad. Las diferencias surgen en gran medida de las propiedades de la cóclea de los mamíferos como analizador de frecuencia; el grado de coherencia de fase entre pulsos, que probablemente no es significativo para el insecto, es de gran importancia para determinar la calidad del sonido para un observador humano. Las canciones de tres especies que se asemejan, respectivamente, a una campana, una frase musical y un parloteo estridente se analizan a partir de oscilogramas de alta velocidad, y la diferencia en la calidad del sonido se explica por referencia a las formas de onda.

7. Algunas especies emiten una sucesión regular de pulsos. Otros tienen un patrón lento en su canto, producido por la excitación nerviosa coordinada de tres grupos funcionales de músculos: (a) los músculos del timbal, que producen el sonido; (b) los músculos tensores, que controlan la amplitud y la frecuencia de repetición del pulso; (c) los músculos que controlan la resonancia de los sacos de aire. De las nueve especies registradas en Ceilán, las pertenecientes al género Platypleura producen su patrón utilizando (b) y (c), el músculo timbal está en actividad rítmica continua; los del género Terpnosia utilizan principalmente (a) para interrumpir la continuidad de emisión de pulsos de sonido, con algún cambio de amplitud y frecuencia de pulso. Las especies restantes utilizan los tres grupos musculares, pero los diferentes patrones de coordinación producen grandes diferencias en el canto.

8. En una especie (Platypleura octoguttata) se grabó una canción de cortejo distinta de un macho cerca de una hembra; esto termina con un intento de cópula.

9. Los experimentos electrofisiológicos preliminares muestran que la sensibilidad cordotonal asociada con el tímpano es extremadamente sensible a los sonidos agudos. Cuando la canción de otra cigarra se reproduce a través de un altavoz, el patrón de impulso en el nervio auditivo corresponde a la envolvente de modulación del pulso, con alguna descarga posterior, como en otras orejas de insecto (Pumphrey, 1940).

10. La función de la canción es reunir a la población local de una especie de cigarra (machos y hembras) en un pequeño grupo. Queda por determinar si es el principal estímulo intersexual en el comportamiento de apareamiento.