黑蝉发声膜的超微结构及其声学功能

黑蝉Cryptotympana atrata Fabricius的发声膜依次由上表面、蜡层、横向几丁质纤维层(H-CFL)、纵-横向和纵向纤丝层(V-HFL和VFL)、真皮层、类脂质层、腊层和下表面组成,具有适合于发声功能的结构特性,而明显区别于其他昆虫的一般角质板。上表面为直径约0.28—0.4μm的纤维网状结构,具有保护功能;但其边缘为直径约2.7μm的拱形纤维束和高约4μm的两棘突起的组合结构,具有加固和弹性阻尼功能。下表面是由直径约8μm的纤维束骨架伸延和交织成直径约0.7—1.0μm的纤维网状结构,具有支撑和保护功能。H-CFL通常为28层,而肋间膜逐渐变薄,凹端约为6层,形成适合于长肋阻尼振动的刚-柔结构。长肋加厚段由H-CFL的片层伸延、加密和增厚而成的几丁质体,共腹端形成适合于阻尼振动的弧形“关节”状节构。每条长肋上方的短肋是由两侧间膜的H-CFL,V-HFL和VFL伸延和交织而成的加厚几丁质体,具有阻尼功能的质量块。

鸣鸣蝉(Oncotympana maculaticollis Motsch)鸣声的变频特性及其动力学过程

本文揭示了鸣鸣蝉鸣声的变频特性,并给出了相应的动力学过程。每个单次叫声的前奏和尾声基本上是以主峰频率约4000Hz的基本音(BS)为主音的单音色声,其高潮声多数由5—8个变音节(VTS)“Wéi ying”组成的音变调声。VTS的变频过程由前混音、BS为主音的“Wéi”、中混音和BS的3—5倍频次音(IS_2)为主音的“Ying”组成。BS的1.5—2倍频次音(IS_1)为低强度伴音。变频过程中发音肌的收缩速率虽无明显变化,约220±25Hz,但颤动特性有明显差异,其准正弦和锯齿形颤动分别激发BS,IS_1和IS_2。腹部伴音的上、下运动速度分别平均约2.5—5cm/s和5cm/s。