Bioacustica de los insectos

1. Bioacústica de los insectos -
I. Introducción

Sonido y vibracion

Historia

Generación („cantar“, mejor: stridular)

Recepcion („oír“, escuchar?)

Neuroetología
Klaus Riede, Forschungsmuseum Alexander Koenig, Bonn

2. Bioacústica
Etymologie:tics - ακουειν (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

3. 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)

4. 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

5. Milestones:
Analysis
Estructura temporal con oscillogramas y Recordine
René-Guy Busnel (1954)
L`Acoustique des Orthoptères
I.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 les
Orhtoptères, l.c., p. 146 (Fig. 1)
Ephippiger bitterensis FIEB
Ephippiger vicheti

6. Oscilloscopio + camara:
oscillograma

7. Meilensteine der Bioakustik:
Spektralanalysen
Sonagraph MEDAV
FastFourierTransform

8. Analisis y grabacion:

9. From sonagraph to Matlab
MEDAV-> PC -> PDA (t.b.c) ->
smartphone?

10. Schallwahrnehmung bei Insekten

11. 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

12. Insect sound production

Vibration

Percussion

Stridulation

Klick

Hissing : Esfinge de la muerte
Totenschwärmer:
Acherontia atropos

Esfinge del

13. Vibration
Vibration, „tremulation“
Neuroptera: Chrysopinae (Chrysopa: Florfliege; „lacewing“)
wingvibration (Drosophila: Fruchtfliegen)

14. Percussion
Percussion, „drumming“
Plecoptera: Steinfliegen
( „stoneflies“)
Acroneura carolinensis
Acroneura evoluta
Quelle:
Stewart & Sandberg 2006

15. Stridulación entre los Curculionidae
Coleoptera
Trigonopterus-Stridulation: Riedel & Riede, in prep.

16. Chicharras (Cicadidae – Homoptera)
„click mechanisms“

17. Orthoptera – Geradflügler – ToL
http://tolweb.org/Orthoptera
Ensifera --------- Caelifera

18. estridulación
Ensifera Acrididae

19. 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

20. 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

21. 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.

22. Localisacion del tympano

23. Tympanum der Noctuiden
Quelle: Yack & Fullard 1993

24. Recepcion de sonido entre los
insectos

25. Skolopidium

26. Tympanalorgan Heuschrecke
Caelifera: (Acrididae)
Schwabe 1906 (!)

27. Tympanalorgan Heuschrecke
Caelifera: (Acrididae)
Schwabe 1906 (!)

28. Tympanalorgan Heuschrecke
Caelifera: (Acrididae)
Schwabe 1906 (!)

29. Müller´s organ vibrating:
Stimulated by distinct frequencies under
stroboscopic illumination
https://www.youtube.com/watch?v=4rzDk7zRlrQ

31. 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

32. Hören mit Antennen: Stechmücken (Diptera:
Culicidae)
Quelle: I. Rechenberg,
Bionik

33. Lagerung der
Antennenschäfte im
Johnstonschen Organ

34. Haar
Antennenbasis
Pedicellus
Sinneszelle
äußerer Skolopidienring
Basalplatte
innerer Skolopidienring
basale Skolopidien
Nervenkomplex
Scapus
Die Skolopidien reagieren
primär auf Zug
Hören bei Insekten:das Johnston´sche Organ

35. 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