Es lag Dutzende von Monaten im Untergrund und erstaunte mich den ganzen Sommer lang, als es sich öffnete

Nichts kündigt den Sommer besser an als das Zirpen der Zikaden. Diese auf Baumstämmen liegenden Insekten zwitschern unermüdlich und werden zu den enthusiastischsten Sängern des Sommers.

Bildquelle: Emily Stone

Die Alten sagten: Wenn die Zikaden zu zirpen beginnen, blüht die Pinellia ternata. Dies bedeutet, dass die erwachsenen Nymphen, die unter der Erde geschlafen haben, nach der Sommersonnenwende aus dem Boden ausbrechen und anfangen, hervorzukommen.

Danach müssen sich die männlichen Zikaden auf ihre lauten Stimmen verlassen, um innerhalb eines einzigen Sommers weibliche Zikaden anzulocken und so ihre Mission der Weitergabe ihrer Gene zu erfüllen.

Nach der Paarung legt die weibliche Zikade Hunderte von Eiern in die Ritzen von Grashalmen oder in die Rinde von Bäumen.

Weibliche Zikade legt Eier. Bildquelle: BBC Earth

Im Laufe der nächsten Wochen schlüpfen die flohähnlichen Larven (Nymphen), fallen in Richtung Boden und graben sich in die Erde ein.

Sie werden hier das nächste Jahr oder sogar mehrere Jahre leben, sich vom Saft unterirdischer Baumwurzeln ernähren und sich auf ihren nächsten Auftritt unter freiem Himmel vorbereiten.

Nr.01

Warum sind Zikaden so laut?

Stellen Sie sich vor, Sie hätten mehrere Jahre lang im dunklen Untergrund an Baumwurzeln genagt, hätten aber nur wenige Wochen Zeit, um eine Partnerin zu finden, sich zu paaren und sich in der Sonne fortzupflanzen, und um Sie herum gäbe es sogar Tausende von Konkurrenten. Angesichts dieses dringenden Wettrüstens konnte jede männliche Zikade nur verzweifelt schreien, um die Gunst der weiblichen Zikaden zu gewinnen.

Bildquelle: BBC Earth

Im Gegensatz zu den meisten Insekten verfügen Zikaden über eine einzigartige Struktur zur Geräuscherzeugung.

Im Allgemeinen denken wir bei „lauten“ Insekten an Grillen, Laubheuschrecken und Laubheuschrecken, von denen die meisten Geräusche erzeugen, indem sie zwei Körperteile aneinander reiben.

Bildquelle: LNZYX/ISTOCK/THINKSTOCK

Aber Zikaden sind anders. Die am häufigsten verwendete Struktur zur Geräuscherzeugung ist das Trommelfell. Jede männliche Zikade besitzt auf dem Rücken und den Seiten des ersten Hinterleibssegments ein Paar, das hauptsächlich aus rippenartigen Membranen an der Unterseite des Hinterleibs und daran befestigten Muskeln besteht.

Wenn das Trommelfell durch die daran befestigten Muskeln gezogen wird, führt dies zu einer Verbiegung der Knochen auf beiden Seiten des Körpers. Die Muskeln entspannen sich und versetzen sich dann in eine neue Position. Bei diesem Auf und Ab entsteht ein lautes Geräusch.

Bildquelle: wired

Die Frequenz der Trommelfellmuskelkontraktion kann 120 bis 480 Mal pro Sekunde erreichen, was für das menschliche Ohr ausreicht, um die endlosen Wellen der Vokalmusik wahrzunehmen.

Die männliche Zikade hat außerdem einen hohlen, ballonförmigen Hinterleib, der den vom Trommelfell abgegebenen Ton verstärkt. Da die Resonanzfrequenz des Bauchluftsacks mit der des Trommelfells übereinstimmt, können wir hören, wie der Ton allmählich lauter wird.

Bildquelle: wired

Um ihre Geräusche noch zu verstärken, singen männliche Zikaden manchmal gemeinsam im Chor und schaffen so ein unvergleichliches Orchesterstück, das allen weiblichen Zikaden der Welt gewidmet ist.

Darüber hinaus können manche Zikaden mit ihren Flügeln schlagen, um den Schall in verschiedene Richtungen zu lenken, wodurch die weiblichen Zikaden das Erlebnis eines 360°-Surround-Sounds erhalten. Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass der Körper der Zikade nichts weniger als ein natürliches Musikinstrument ist und dass die Interpreten sie selbst sind.

Nr.02

Wie erzeugen „dumme“ Zikaden Geräusche?

Von den weltweit über 3.000 Zikadenarten verwendet die überwiegende Mehrheit zur Lauterzeugung das Trommelfell, das wirksamste Stimmorgan, das die Überfamilie der Zikaden entwickelt hat.

Es gibt auch relativ wenige Zikaden, deren Stimmorgane denen von Insekten wie Grillen ähneln. Dabei reiben sie die Hinterkante des Vorderflügels und die Vorderkante des Hinterflügels mit den Aussprachezähnen aneinander, um Geräusche zu erzeugen.

Die Zikadenarten lassen sich anhand ihres Zirpverhaltens, Zirptyps sowie ihrer Frequenz- und Zeitbereichsmerkmale leicht unterscheiden, insbesondere ist die Identifizierung eng verwandter Arten derselben Gattung möglich. Beispielsweise haben zwei äußerlich schwer zu unterscheidende Arten von Bergzikaden offensichtlich unterschiedliche Zirprhythmen; Auch die Grüne Graszikade und die Blaue Graszikade, die wie Zwillinge aussehen, weisen deutliche Unterschiede im Zirpen auf.

Daher klingt das Zirpen verschiedener Zikaden für jede Zikade anders, was das Zirpen der Zikaden zu einer wirksamen Methode macht, eine Population von einer anderen zu isolieren – dem akustischen Isolationsmechanismus .

Bildquelle: yabai

Es ist jedoch erwähnenswert, dass Zikaden (Cicadidae, Cicadettinae) der Gattung Karenia celatata weder Trommelfelle noch Organe besitzen, die durch Reiben Geräusche erzeugen können, weshalb sie auch als „stumme“ Zikaden gelten. Wie rufen sie also ihre eigene Artgenossen?

Eine „dumme“ Zikade. Bildnachweis: Christian

Der Entomologe Christian Nansen von der University of California, Davis, und Professor Wei Cong vom College of Plant Protection der Northwest Agriculture and Forestry University haben diese Frage in ihrer Forschung beantwortet.

„Zikaden der Gattung Karenia verfügen zwar nicht über die für die meisten anderen Zikaden charakteristischen Trommelfellstrukturen zur Geräuscherzeugung, doch die Bezeichnung ‚stumm‘ ist irreführend, da sie sehr wohl Geräusche erzeugen“, sagte Nansen.

Die Forscher verwendeten eine hochauflösende Bildgebungstechnologie, um die Strukturen zu fotografieren, die an der Lautproduktion der „stummen“ Zikade beteiligt sind, darunter die Vorderflügel, Kiemendeckel, kreuzförmigen Grate auf der Körperoberfläche und die Flügelwurzeln. Sie stellten fest, dass sie alle morphologische Veränderungen durchliefen.

Mit anderen Worten: „Dumme“ Zikaden können Geräusche erzeugen, indem sie mit den Rippen der Vorderflügel gegen den Kiemendeckel schlagen, was eher dem Schlagen einer Trommel ähnelt als Geräuschen durch Kompression und Reibung des Trommelfells.

Achten Sie auf die Flügel. Quelle: Forschungsanhang

Wenn sein Klang zum Zirpen der Zikaden hinzukommt, ist es, als würde man ein Symphonieorchester mit unterschiedlichen Stilen und lauten Stimmen bilden. Gleichzeitig wird dieser neue perkussive Geräuschmechanismus auch zur innerartlichen Kommunikation bei der Karenia-Zikade verwendet und kann als zirpender Laut fungieren.

Darüber hinaus beobachteten die Forscher, dass, als das erste Männchen der Population begann, mit den Flügeln zu schlagen und Geräusche von sich zu geben, immer mehr Männchen in seiner Umgebung einstimmten und einen Chor bildeten. Sogar Geräusche, die durch Händeklatschen oder Klopfen auf Bambusstäbe erzeugt werden, können einen Zikadenchor auslösen.

Quellen:

1. Lei Zhongren, Zhou Yao. Merkmale des Zirpens von Zikaden und ihre taxonomische Bedeutung: Homoptera: Cicadoidea[J]. Acta Entomologica Sinica, 1994, 16(1):51-59. DOI:10.1007/BF02943514.

2. Warum sind Zikaden so laut?

https://www.britannica.com/story/why-are-cicadas-so-noisy

3. Wie erzeugen „stumme“ Zikaden ihre Rufe?

https://journals.plos.org/plosone/article? id=10.1371/journal.pone.0118554

ENDE

Autor: Fisch

Gewinner des Silberpreises für herausragende wissenschaftliche Popularisierungsarbeiten der China Science Writers Association

Für diejenigen, die gedämpften Fischkopf, würzigen Fischkopf und andere Fischkopf lieben