Un’analisi fisiologica della Cicala Song / Journal of Experimental Biology

Sommario

1. Il meccanismo neuromuscolare della produzione del suono nelle cicale è stato chiarito da uno studio anatomico e fisiologico dettagliato di Platypleura capitata (Oliv.) e dall’analisi delle registrazioni su nastro magnetico del canto di altre otto specie a Ceylon.

2. In tutti i casi la canzone consiste in una successione di impulsi, la frequenza di ripetizione è compresa tra 120 e 600/sec. Ogni impulso è composto da un treno smorzato di onde sonore la cui frequenza è determinata dal periodo naturale di vibrazione dei timpani.

3. Un impulso di suono viene emesso quando il tembalo improvvisamente si inarca o viene ripristinato nella sua posizione di riposo dalla sua naturale elasticità; nel canto di alcune specie entrambi i movimenti sono efficaci. I muscoli tymbal, che sono responsabili dell’instabilità, hanno un ritmo miogenico di attività, iniziato, ma solo leggermente controllato in frequenza, da impulsi nella singola fibra nervosa che fornisce ciascun muscolo. I due timpani normalmente agiscono insieme.

4. La curvatura dei timpani può essere aumentata dalla contrazione dei muscoli accessori, il cui capo sono i muscoli del tensore. Questo aumenta il volume del suono emesso ad ogni clic e abbassa la frequenza di ripetizione dell’impulso; l’addome viene sollevato dall’opercola dalla contrazione dei muscoli del tensore.

5. Le sacche d’aria tracheali formano una cavità che è approssimativamente risonante alla frequenza della vibrazione del tembalo e può essere variata in termini di dimensioni mediante l’espansione dell’addome.

6. Le canzoni di cicala, all’orecchio umano, sembrano essere di grande varietà. Le differenze derivano in gran parte dalle proprietà della coclea dei mammiferi come analizzatore di frequenza; il grado di coerenza di fase tra gli impulsi, che è probabilmente senza significato per l’insetto, è di grande importanza nel determinare la qualità del suono per un osservatore umano. I canti di tre specie che assomigliano rispettivamente a una campana, una frase musicale e un chiacchiericcio stridente sono analizzati da oscillogrammi ad alta velocità, e la differenza di qualità del suono è spiegata con riferimento alle forme d’onda.

7. Alcune specie emettono una successione regolare di impulsi. Altri hanno uno schema lento al loro canto, prodotto dall’eccitazione nervosa coordinata di tre gruppi funzionali di muscoli: (a) i muscoli del tembalo, che producono il suono; (b) i muscoli del tensore, che controllano l’ampiezza e la frequenza di ripetizione dell’impulso; (c) i muscoli che controllano la risonanza delle sacche d’aria. Delle nove specie registrate a Ceylon, quelle appartenenti al genere Platypleura producono il loro modello utilizzando (b) e (c), il muscolo tymbal essendo in continua attività ritmica; quelli del genere Terpnosia usano principalmente (a) per interrompere la continuità di emissione di impulsi sonori, con qualche cambiamento di accompagnamento in ampiezza e frequenza degli impulsi. Le restanti specie usano tutti e tre i gruppi muscolari, ma diversi modelli di coordinazione producono grandi differenze nel canto.

8. In una specie (Platypleura octoguttata) è stato registrato un canto di corteggiamento distinto da un maschio in prossimità di una femmina; questo termina con un tentativo di copulazione.

9. Esperimenti elettrofisiologici preliminari mostrano che la sensilla cordotonale associata al timpano è estremamente sensibile ai suoni acuti. Quando il canto di un’altra cicala viene riprodotto attraverso un altoparlante, il pattern impulsivo nel nervo uditivo corrisponde all’involucro di modulazione dell’impulso, con qualche post-scarica, come in altre “orecchie” di insetti (Pumphrey, 1940).

10. La funzione della canzone è quella di assemblare la popolazione locale di una specie di cicala (maschi e femmine) in un piccolo gruppo. Resta da determinare se sia il principale stimolo intersessuale nel comportamento di accoppiamento.