A Physiological Analysis of Cicada Song | Journal of Experimental Biology

Summary

1. O mecanismo neuromuscular de produção de som em cigarras foi elucidado por um estudo anatómico e fisiológico detalhado de Platypleura capitata (Oliv.) and by the analysis of magnetic tape recordings of the song of eight other species in Ceylon.

2. Em todos os casos, a canção consiste de uma sucessão de pulsos, sendo a frequência de repetição entre 120 e 600/S. Cada pulso é composto por um trem dampado de ondas sonoras cuja frequência é determinada pelo período natural de vibração dos tymbals.

3. Um pulso de som é emitido quando o tymbal subitamente fivela ou é restaurado à sua posição de repouso por sua elasticidade natural; no canto de algumas espécies ambos os movimentos são eficazes. Os músculos tymbalos, que são responsáveis pelo buckling, têm um ritmo de actividade miogénico, iniciado, mas apenas ligeiramente controlado em frequência, por impulsos na fibra única de nervo que fornece cada músculo. Os dois tymbals normalmente atuam juntos.

4. A curvatura dos tymbals pode ser aumentada pela contração dos músculos acessórios, o principal dos quais são os músculos tensores. Isto aumenta o volume de som emitido a cada clique e diminui a frequência de repetição do pulso; o abdômen é elevado a partir da opercula pela contração dos músculos tensores.

5. Os sacos de ar traqueal formam uma cavidade que é aproximadamente ressonante à frequência da vibração tymbal e pode ser variada em tamanho por expansão do abdômen.

6. As canções de cigarras, ao ouvido humano, parecem ser de grande variedade. As diferenças surgem em grande parte das propriedades da cóclea de mamíferos como um analisador de frequência; o grau de coerência de fase entre pulsos, que é provavelmente sem significado para o inseto, é de grande importância na determinação da qualidade do som para um observador humano. As canções de três espécies que se assemelham respectivamente a um sino, uma frase musical e uma tagarelice estridente são analisadas a partir de oscilogramas de alta velocidade, e a diferença na qualidade do som é explicada por referência às formas de onda.

7. Algumas espécies emitem uma sucessão regular de pulsos. Outros têm um padrão lento para sua canção, produzido pela excitação nervosa coordenada de três grupos funcionais de músculos: (a) os músculos tymbal, produzindo o som; (B) os músculos tensores, controlando a amplitude e frequência de repetição do pulso; (C) os músculos controlando a ressonância dos sacos de ar. Das nove espécies registadas no Ceilão, as pertencentes ao género Platypleura produzem o seu padrão utilizando (b) E (C), estando o músculo tymbal em actividade rítmica contínua; os do gênero Terpnosia usam principalmente (a) para interromper a continuidade da emissão de pulsos sonoros, com algumas mudanças de amplitude e frequência de pulso. As restantes espécies usam todos os três grupos musculares, mas diferentes padrões de coordenação produzem grandes diferenças na música.

8. Em uma espécie (Platypleura octoguttata) uma canção distinta foi gravada de um macho na proximidade de uma fêmea; isso termina com tentativa de copulação.

9. Experimentos eletrofisiológicos preliminares mostram que a sensibilidade cordotonal associada com o Timpano é extremamente sensível aos sons agudos. Quando a canção de outra cigarra é reproduzida de volta através de um alto-falante, o padrão de impulso no nervo auditivo corresponde ao envelope de modulação de pulso, com alguma Pós-descarga, como em outros insetos ‘ouvidos’ (Pumphrey, 1940).

10. A função da canção é reunir a população local de uma espécie de cigarra (machos e fêmeas) em um pequeno grupo. Resta determinar se é o principal estímulo intersexual no comportamento de acasalamento.