Bioacústica de los insectos -I. Introducción

Sonido y vibracion Historia Generación („cantar“, mejor: stridular) Recepcion („oír“, escuchar?) Neuroetología

Klaus Riede, Forschungsmuseum Alexander Koenig, Bonn

Bioacústica

Etymologie:tics - akouein):-hören, escuchar, oir?)

• Bioacoustics is a cross-disciplinary science, which investigates sound

production and reception in animals, including humans,... and its

propagation in elastic media. Bioacoustics also refers to the organs of

hearing and to the sound production apparatus, as well as to the

physiological and neurophysiological processes by which sounds

are produced, received and processed. ..... Source: Laboratory of Applied Bioacoustics; http://www.lab.upc.edu/ www.lab.upc.es/ to hear

Meilensteine (milestones) der Bioakustik

Yersin 1854

Dolbear (1897) „thermometer cricket“

Regen (1902, 1903) song and phonotaxis of mole crickets

1930s: grabaciónes

1950s: Analisis microscopico de disc grooves / Schallrillen: Broughton 1954

1950s: Analisis: oscilloscope and film (Busnel & many others)

Meilensteine der Bioakustik: Alexandre Yersin (1854)

Mémoire sur quelques faits relatifs à la stridulation des Orthoptères et leur distribution géographique en Europe.

Bulletin des Séances de la Société Vaudoise des Sciences Naturelles 4: 108-128

aus Ragge & Reynolds 1998, p 65

38 acrídidos, diferencias entre Chorthippus mollis,C. brunneus and C. biguttulus,„estridulacion muda“ de larvas

Milestones: Analysis

Estructura temporal con oscillogramas y Recordine

René-Guy Busnel (1954)L`Acoustique des OrthoptèresI.N.R.A, Paris, 433 pp.

H. Autrum, W. Jacobs, W. Loher, F. Schaller;M.C. & R.G. Busnel, L. Chopard;W.B. Broughton,J.B.S Haldane,D. Ragge, Sir B.P. Uvarov

F. Pasquinelly & M.C. Busnel: Études préliminaires sur les mécanismes de la production des sons par lesOrhtoptères, l.c., p. 146 (Fig. 1)

Ephippiger bitterensis FIEB

Ephippiger vicheti

Oscilloscopio + camara:oscillograma

Meilensteine der Bioakustik: Spektralanalysen

Sonagraph MEDAV

FastFourierTransform

Analisis y grabacion:

From sonagraph to Matlab

MEDAV-> PC -> PDA (t.b.c) -> smartphone?

Schallwahrnehmung bei Insekten

Producción de sonidos entre los insectos

A Simplified winged-insect phylogeny showing the evolutionary origin of complete metamorphosis (adapted from Grimadi and Engel 2005; Figure 4.24, page 146. Danley et al. BMC Genomics 2007 8:109 doi:10.1186/1471-2164-8-109

Insect sound production

Vibration Percussion Stridulation Klick Hissing : Esfinge de la muerte Totenschwärmer:

Acherontia atropos Esfinge del

Vibration

Vibration, „tremulation“

Neuroptera: Chrysopinae (Chrysopa: Florfliege; „lacewing“)

wingvibration (Drosophila: Fruchtfliegen)

Percussion

Percussion, „drumming“

Plecoptera: Steinfliegen ( „stoneflies“)

Acroneura carolinensis

Acroneura evoluta

Quelle:Stewart & Sandberg 2006

Stridulación entre los Curculionidae

Coleoptera

Trigonopterus-Stridulation: Riedel & Riede, in prep.

Chicharras (Cicadidae – Homoptera)

„click mechanisms“

Orthoptera – Geradflügler – ToLhttp://tolweb.org/Orthoptera

Ensifera --------- Caelifera

estridulaciónEnsifera Acrididae

Registracion opto-electronico y neurofisiología

Elsner 1994: The search for the neural centers of cricket and grasshopper song (Fig. 7)

Methode zur optoelektronische Bewegungsregistrierung: Helversen & Elsner 1977

Acrididae: Gomphocerinae as model organisms for bioacoustics, behavioural studies and neuroethology

O. v. Helversen & D. v. Helversen 1994: Forces driving coevolution and song recognitio in grasshoppers. Figs. 6,7

Acrididae (Caelifera) como “model organisms” para la bioacústica, etología y neurofisiología:

Fonotaxis y AAM (estímul desencadenador) Dagmar und Otto von Helversen

Dagmar und Otto von Helversen: Pattern recognition and directional analysis: Routes and stations of information flow in the CNS of a grasshopper. In: Feliks G. Gribakin, Konrad Wiese, A. V. Popov (Hrsg.): Sensory Systems and Communication in Arthropods.

Localisacion del tympano

Tympanum der Noctuiden

Quelle: Yack & Fullard 1993

Recepcion de sonido entre los insectos

Skolopidium

Tympanalorgan Heuschrecke Caelifera: (Acrididae)

Schwabe 1906 (!)

Tympanalorgan Heuschrecke Caelifera: (Acrididae)

Schwabe 1906 (!)

Tympanalorgan Heuschrecke Caelifera: (Acrididae)

Schwabe 1906 (!)

Müller´s organ vibrating:Stimulated by distinct frequencies under

stroboscopic illuminationhttps://www.youtube.com/watch?v=4rzDk7zRlrQ

Riede, K. (1993): Prepulse inhibition of the startle reaction in the locust Locusta migratoria (Insecta: Orthoptera: Acridoidea).Journal of Comparative Physiology A 172,

351-358

Hören mit Antennen: Stechmücken (Diptera: Culicidae)

Quelle: I. Rechenberg, Bionik

Lagerung der Antennenschäfte im Johnstonschen Organ

Haar

Antennenbasis

PedicellusSinneszelleäußerer Skolopidienring

Basalplatte

innerer Skolopidienring

basale Skolopidien

NervenkomplexScapus

Die Skolopidien reagieren primär auf Zug

Hören bei Insekten:das Johnston´sche Organ

Hören mit Antennen: Stechmücken (Diptera: Culicidae)

Die Mücke besitzt ein Schallschnelle-Vektormessgerät. Die gefiederte Geißel wird von den longitudinal hin und her schwingenden Luftmolekülen mitgeschleppt..

Ingo Rechenberg:

Exotische Messprinzipien in der Natur