长白山两种蝗虫鸣叫

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1、长白山区两种蝗虫鸣叫比较陈陵峰杜欢杜伟樊瑞文高季玲贾小红索小军万欣辛芳芳张晓静张瑶张怡赵亚萍周丽娜邹莹莹任炳忠*（东北师范大学生命科学学院吉林长春130024）摘要：直翅目昆虫的鸣声,对于种内传递信息和种间保持生殖隔离有重要意义。本实验研究的对象是鸣蝗属狭隔鸣蝗Mongolotettixangustiseptussp.nov和黑翅雏蝗Chorthippusaethalinus(zubovsky)两种蝗虫,其鸣叫的主要方式是前翅和后腿股节的摩擦。本文对鸣声数据进行了时域与频域分析。并对音锉形态进行了详细分析，如

2、音齿形状、数量、密度、音齿间距、音齿宽度、音齿列长度等。对其鸣叫的分析应用了CooleditPro2.0版声音分析软件，对其形态的分析则应用了体视镜进行计数并拍照。结果显示此两种蝗虫鸣叫的频率成分呈现宽带噪音特点。关键词：昆虫鸣声时域频域音齿1引言鸣声是昆虫间信息交流的方式之一，在种内个体求偶、报警等多种行为活动中起着至关重要的作用。经过长期的自然选择和进化，鸣声随不同种类、个体、性别、龄期及所处环境不同而产生显著的功能性分化【1】。直翅目昆虫靠发生器摩擦产生鸣声。其发生器由声锉和刮器两部分组成。蝗虫身体的一

3、部分形成颗粒状的突起——声锉，身体的另一部位形成刮器，两者相互摩擦发声。声锉及组成声锉的声齿，不同的种类差别较大。在我国11种发生方式中最为常见的事后足腿节——前翅型，即声锉和刮器分别位于后足腿节上或前翅上，二者摩擦发声。其腿部的摩擦发声是通过基节和后动肌来启动的，这些肌肉有双功效，在飞行时，他们使翅向下压下，这两种肌肉同时收缩，但是在退步运动即发生时，它们则是交替收缩的【2】。本文所研究的狭隔鸣蝗和黑翅雏蝗就属于上述发声类型。目前在蝗虫鸣叫行为方面，国外研究比较多，如Ragge等(1998)12对西欧直翅目

4、昆虫鸣声的研究【3】,Reynolds(1980)对雏蝗属Chorthippus一些种类鸣声的研究【4】。国内外亦有一些报道，印象初（1982）曾对我国蝗总科的发声器进行了细致的研究，并发现我国蝗虫总科的发声器有11种不同的类型，林凤鸣对黄星蝗的发声器亦有详细的研究【5】。但是国内对直翅目鸣叫行为的研究，主要都集中于蟋蟀和螽斯。例如李恺、郑哲民对棺头蟋属六种常见蟋蟀鸣声特征与种类鉴定的研究【6】，石福明，杨培林对鼻优草螽和苍白优草螽鸣声和发声器的研究【7】等。近年来，随着电子技术的迅速发展和计算机应用的普及，

5、昆虫鸣声特征的分析已达到数字化的水平，借助计算机技术，就能对能序列、脉冲组等进行分析，也能客观准确地记录鸣声的脉冲持续时间、间隔等。本文应用计算机技术对两种蝗虫的鸣声进行了研究。上世纪70年代，随着扫描电镜的发明和使用，人们在扫描电镜下观察了7科21种蟋蟀的声锉和声齿结构，发现声锉和声齿特征在种间存在明显差异【8】。本文用体视镜对两种蝗虫的声锉和声齿结构进行观察。2材料与方法2.1实验材料本实验采用长白山常见种狭隔鸣蝗和黑翅雏蝗。每个物种采集十至二十头样本，取平均值进行相关数据的记录。具体采集信息如表1所示物

6、种地点时间生境样本数狭格鸣蝗Mongolotettixangustiseptussp.nov中国，吉林，长白山，五道江口2011//7/11禾本科植物12黑翅雏蝗Chorthippusaethalinus(zubovsky)中国，吉林，长白山，五道江口2011//7/13禾本科植物15表1.实验对象采集信息2.2实验方法2.2.1声音处理方法录音应用SONYPCM—D50型数字录音棒（采样率为96kHz）在距离鸣叫个体6—30cm处,用话筒正对鸣叫个体直接录取单头雄性的鸣声[5].录制完成后对其进行捕捉，带1

7、2回实验室进行种类鉴定，并制作标本。鸣声分析通过CooleditPro2.0系统软件进行分析。分析的数据主要包括脉冲组的持续时间，脉冲间隔，脉冲组中脉冲个数，单个脉冲持续时间等以及频域中的频率范围以及语谱图的相关分析。2.2.2音齿处理方法音锉分析方法如下，将每个雏蝗和鸣蝗的后足自基部剪下，分别放在小纸包里，应用体视镜(moticam25065.0MPixelUSB2.0)观察各个雏蝗和鸣蝗后足上的音齿，分别记录音齿列长，音齿密度，音齿间距，音齿宽，音齿数，然后算平均数，方差，计数结果如表2所示。3实验结果3

8、.1鸣声分析结果3.1.1狭隔鸣蝗3.1.1.1狭隔鸣蝗鸣叫时域分析我们所取得声音样品时长为24.374s，平均每次鸣叫中脉冲组数为14个，脉冲组的持续的平均时间是0.5609s，脉冲组间隔的平均时间是1.269s。平均每个脉冲组的脉冲个数为6，脉冲间隔的平均时间是0.05429s,脉冲的平均持续时间0.055s。该声音样本的波形图如下所示：(a)(b)12(c)3.1.1.2狭隔鸣蝗鸣叫的频域分析