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。

蚱蝉(Cryptotympana atrata Fabricius)发声器结构:发声膜与鸣声

蚱蝉单发声膜发出的click声波形由高幅值和低幅脉冲列(pulse train,PT)组成.高幅值PT含脉冲越多,主峰频率(main peak frequency,MPF)就越高.本文进一步阐明:1、高幅值PT多含有11个脉冲,当含有1,2,3个时,脉冲个数与MPF成准线性关系 超过三个为非线性关系.2、双发声膜发声的频带主要在2700Hz-6700Hz之间.数个click声组成的波形中,低幅值PT功率谱包络波近似于标准高斯型,MPF约为4900Hz;不同高幅值PT内含主脉冲的频率不同是MPF变化的主要因素.3、蚱蝉鸣声功率谱主要有三个子谱区A,B,及C,对应的频带依次约为2700Hz—3700Hz,3700Hz-5700Hz,及5700Hz—6700Hz.