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Title
Competition for call frequencies, and the evolution of sensory and behavioral adaptations in a tropical cricket community / by Arne K. D. Schmidt
Additional Titles
Competition for call frequencies, and the evolution of sensory and behavioral adaptations in a tropical cricket community
AuthorSchmidt, Arne K. D.
CensorRömer Heinrich ; Balakrishnan Rohini
Published2012
DescriptionXV, 129 S. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Diss., 2012
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Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (GND)Regenwald / Grillen / Akustische Kommunikation / Regenwald / Grillen / Akustische Kommunikation / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-44373 Persistent Identifier (URN)
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Competition for call frequencies, and the evolution of sensory and behavioral adaptations in a tropical cricket community [25.42 mb]
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Abstract (German)

Akustische Kommunikation in artenreichen Lebensräumen wie dem tropischen Regenwald istbesonders durch das Problem der Signalüberlappung und Maskierung unterschiedlicher Sendergeprägt, mit der Folge, dass die Erkennung, Unterscheidung und Lokalisation artspezifischerakustischer Signale erheblich beeinträchtigt werden kann. Daher sollte der akustische Raum (derÜbertragungskanal für Schall) effizient zwischen den jeweiligen Arten/Sendern aufgeteilt werden.In der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel einer artenreichen tropischenGrillengemeinschaft untersucht welche physiologischen und verhaltensrelevanten Mechanismendazu beitragen, eine innerartliche Kommunikation unter der hohen Geräuschkulisse andererArten zu gewährleisten.Mittels neurophysiologischer Experimente konnte ich drei proximate Mechanismen aufdecken,die zu einer erheblichen Verbesserung der neuronalen Repräsentation von arteigenen Signalenunter hohen Lärmbedingungen des Regenwaldes führen: (i) ein auf die Gesangsfrequenzen scharfabgestimmtes Empfängersystem, (ii) ?spatial release from masking? und (iii) ?gain control?.Der akustische Raum wird durch die Grillengemeinschaft so partitioniert, dass es zu keinernennenswerten Maskierung der jeweiligen Signale kommt. Dies wird hauptsächlich durch einedeutliche Reduzierung der Überlappung der Gesangsfrequenzen zwischen den Arten realisiert.Zum anderen zeigte sich auch, dass das räumlich-zeitliche Aktivitätsmuster der Arten zu einerweiteren Reduzierung des Maskierungspotentials und zur Aufteilung der Ressource akustischerRaum beiträgt.Eine weitere wichtige Funktion des Hörsystems der Grille ist die Lokalisation vonSignalquellen. Richtungshören wird durch ein umgestaltetes Tracheensystem ermöglicht, somitdienen die Tympanalorgane als Druckgradientenempfänger. Anhand einer umfangreichenmorphologischen Vergleichsstudie wurde versucht nachzuvollziehen, wie ein solch ausgeklügeltesSystem im Laufe der Evolution entstanden sein könnte.

Abstract (English)

In species-rich biomes such as tropical rainforests the efficiency of intraspecific acousticcommunication will strongly depend on the degree of signal overlap. Signal interferencedeteriorates detection, recognition, and localisation of conspecific signals. Thus, thecommunication space should be partitioned sufficiently to reduce masking interference and topromote intraspecific communication.In the present thesis I used a comparative approach of an acoustically communicating tropicalcricket community to explore both physiological and behavioural mechanisms contributing toenable successful communication under high background noise.Neurophysiological experiments on the peripheral auditory system in tropical cricket speciesrevealed three proximate mechanisms that contribute to an excellent neuronal representation ofconspecific signals despite the masking background of heterospecific sender: (i) a sharply tunedfrequency selectivity, (ii) spatial release from masking, and (iii) gain control or selective attention.The community organisation of a tropical cricket assemblage showed significant reductionof signal overlap of calling frequencies between species, suggesting that frequency partitioningof calling songs might be an evolutionary outcome of selection against interspecific frequencyoverlap. Moreover, the spatio-temporal distribution of senders further reduces the chances formasking events.The second important task of the hearing system in crickets is related to sound sourcelocalisation. Directional hearing in these insects is achieved by an acoustic tracheal apparatus,a sound mediating mechanical system working as a pressure difference receiver. I focused onthe role of morphological differences of such a sophisticated system between a large number ofspecies comprising hearing and non-hearing taxa and try to draw conclusions about the evolutionof the pressure difference receiver.

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