A Physiological Analysis of Cicada Song | Journal of Experimental Biology

Summary

1. Laulukaskaiden äänentuotannon neuromuskulaarista mekanismia on selvitetty yksityiskohtaisella anatomisella ja fysiologisella tutkimuksella Platypleura capitata (Oliv.) ja analysoimalla magneettinauhatallenteita kahdeksan muun lajin laulusta Ceylonilla.

2. Kaikissa tapauksissa laulu koostuu peräkkäisistä pulsseista, joiden toistotaajuus on välillä 120-600 / s. Jokainen pulssi koostuu vaimennetusta ääniaaltojunasta, jonka taajuus määräytyy tymbaalien luonnollisen värähtelyjakson mukaan.

3. Äänipulssi syntyy, kun tymbaali yhtäkkiä vääntyy tai palautuu lepoasentoonsa luonnollisen kimmoisuutensa ansiosta; joidenkin lajien laulussa molemmat liikkeet ovat tehokkaita. Tymbaalilihaksilla, jotka ovat vastuussa soljumisesta, on myogeeninen toimintarytmi, joka on käynnistetty, mutta vain hieman säädelty taajuudella, impulsseilla yksittäisessä hermokuidussa, joka toimittaa kullekin lihakselle. Tymbaalit toimivat normaalisti yhdessä.

4. Tymbaalien kaarevuutta voidaan lisätä lisälihasten supistumisella, joista tärkeimmät ovat tensorilihakset. Tämä lisää jokaisen napsahduksen yhteydessä syntyvän äänen voimakkuutta ja laskee pulssin toistotaajuutta; vatsa kohoaa operculasta tensorilihasten supistuessa.

5. Henkitorven ilmapussit muodostavat ontelon, joka on suunnilleen tymbaalin värähtelytaajuuden mukainen ja jonka kokoa voi vaihdella vatsan laajenemisen myötä.

6. Kaskaiden Laulut vaikuttavat ihmiskorvan mielestä hyvin moninaisilta. Erot johtuvat paljolti nisäkkäiden simpukan ominaisuuksista taajuusanalysaattorina; pulssien välisen vaiheen koherenssi, jolla ei todennäköisesti ole merkitystä hyönteiselle, on erittäin tärkeä määritettäessä äänen laatua ihmistarkkailijalle. Kolmen lajin laulut, jotka muistuttavat kelloa, sävelfraasia ja räväkkää höpinää, analysoidaan nopeista oskillogrammeista, ja äänenlaadun ero selittyy viittaamalla aaltomuotoihin.

7. Jotkin lajit erittävät säännöllisiä sykäyksiä. Toisilla on hidas kappale, joka syntyy kolmen toiminnallisen lihasryhmän koordinoidusta hermostollisesta herätyksestä: a) tymbaalilihakset, jotka tuottavat äänen; b) tensorilihakset, jotka säätelevät amplitudia ja pulssin toistotaajuutta; c) lihakset, jotka säätelevät ilmapussien resonanssia. Ceylonissa havaituista yhdeksästä lajista Platypleura-sukuun kuuluvat tuottavat kuvionsa käyttämällä b ja c: tä, sillä tymbaalilihas on jatkuvassa rytmisessä toiminnassa.; terpnosia-suvun lajit käyttävät pääasiassa (a) äänipulssien päästöjen jatkuvuuden keskeyttämiseen, ja siihen liittyy jonkin verran amplitudin ja pulssitaajuuden muutoksia. Loput lajit käyttävät kaikkia kolmea lihasryhmää, mutta erilaiset koordinaatiokuviot tuottavat suuria eroja laulussa.

8. Eräällä lajilla (Platypleura octoguttata) kirjattiin erillinen kosiolaulu koiraalta naaraan läheisyydestä; tämä päättyy paritteluyritykseen.

9. Alustavat elektrofysiologiset kokeet osoittavat, että tympanaan liittyvät soinnilliset sensillat ovat erittäin herkkiä korkeille äänille. Kun toisen kaskaan laulua soitetaan kaiuttimen kautta, kuulohermon impulssikuvio vastaa pulssimodulaatiokuorta, jossa on jonkin verran jälkipurkausta, kuten muissakin hyönteisen ‘korvissa’ (Pumphrey, 1940).

10. Laulun tehtävä on koota paikallinen kaskaslajin populaatio (koiraat ja naaraat) pieneksi ryhmäksi. On vielä selvitettävä, onko se tärkein intersukupuolinen ärsyke parittelukäyttäytymisessä.