En Fysiologisk Analyse Av Cicada Song /Journal Of Experimental Biology

Sammendrag

1. Den nevromuskulære mekanismen for lydproduksjon i cikader har blitt belyst av en detaljert anatomisk og fysiologisk studie Av Platypleura capitata (Oliv.) og ved analyse av magnetbånd opptak av sangen av åtte andre arter I Ceylon.

2. I alle tilfeller består sangen av en rekke pulser, repetisjonsfrekvensen er mellom 120 og 600 / sek. Hver puls består av et dempet tog av lydbølger hvis frekvens bestemmes av den naturlige vibrasjonsperioden for tymbalsene.

3. En lydpuls sendes ut når tymbalen plutselig spenner eller gjenopprettes til hvilestilling ved sin naturlige elastisitet; i sangen til noen arter er begge bevegelsene effektive. De tymbale musklene, som er ansvarlige for buckling, har en myogen aktivitetsrytme, initiert, men bare litt kontrollert i frekvens, av impulser i enkelt nervefiber som leverer hver muskel. De to tymbals fungerer normalt sammen.

4. Krumningen av tymbalsene kan økes ved sammentrekning av tilbehørsmuskler, hvor sjefen er tensormusklene. Dette øker volumet av lyd som sendes ut ved hvert klikk og senker puls repetisjon frekvens; magen er hevet fra opercula ved sammentrekning av tensor musklene.

5. Trakeal luftblærer danner et hulrom som er omtrent resonant til frekvensen av tymbalvibrasjon og kan varieres i størrelse ved utvidelse av buken.

6. Cicada sanger, til det menneskelige øre, synes å være av stor variasjon. Forskjellene oppstår i stor grad fra egenskapene til pattedyrs cochlea som frekvensanalysator; graden av sammenheng mellom fase mellom pulser, som sannsynligvis er uten betydning for insektet, er av stor betydning for å bestemme lydkvaliteten til en menneskelig observatør. Sangene av tre arter som ligner henholdsvis en bjelle, en musikalsk frase og en skingrende skravling analyseres fra høyhastighets oscillogrammer, og forskjellen i lydkvalitet forklares med referanse til bølgeformene.

7. Noen arter avgir en vanlig rekkefølge av pulser. Andre har et sakte mønster til sin sang, produsert av den koordinerte nervøse eksitasjonen av tre funksjonelle grupper av muskler: (a) de tymbale musklene, som produserer lyden; (b) tensor musklene, styrer amplitude og puls repetisjon frekvens; (c) musklene som styrer resonansen av luftsekkene. Av de ni artene som er registrert I Ceylon, produserer De som tilhører slekten Platypleura sitt mønster ved å bruke (b) og (c), den tymbale muskelen er i kontinuerlig rytmisk aktivitet; de av slekten Terpnosia bruker hovedsakelig (a) for å avbryte kontinuiteten i utslipp av lydpulser, med noen medfølgende endring i amplitude og pulsfrekvens. De resterende artene bruker alle tre muskelgruppene, men ulike koordineringsmønstre gir store forskjeller i sang.

8. I En art (Platypleura octoguttata) ble en distinkt frieri sang registrert fra en mann i nærheten av en kvinne; dette ender med forsøk på kopiering.

9. Foreløpige elektrofysiologiske eksperimenter viser at akkordotonal sensilla forbundet med tympana er ekstremt følsomme for høye lyder. Når sangen til en annen cicada spilles av gjennom en høyttaler, svarer impulsmønsteret i hørselsnerven til pulsmodulasjonskuvertet, med noe etterutladning, som i andre insektører (Pumphrey, 1940).

10. Sangens funksjon er å samle lokalbefolkningen av en cicada-art (menn og kvinner) i en liten gruppe. Det gjenstår å avgjøre om det er den viktigste interseksuelle stimulansen i parringsadferd.