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Sinnesorgane im Bereich des Flügels der Feldgrille (Gryllus campestris L.) und ihre Bedeutung für die Kontrolle der Singbewegung und die Einstellung der Flügellage

Sense organs in the wing region of the field cricket (Gryllus campestris L.) and their role in the control of stridulation and wing position

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Summary

The location, structure and function of some thoracic and tegminal sense organs in the field cricket have been investigated.

  1. 1.

    Within the pterothorax inserted at the end of each subalar sclerite, was found a stretch receptor with one multipolar sensory cell and, closely related to it, a chordotonal organ with five scolopidia extending between the tergum and the pleurum. In the male, each forewing bears a sensory pad with sensilla trichoidea on both the upper and lower sides at the end of the file (subcosta).

  2. 2.

    The stretch receptor responds in a phasic-tonic fashion. An upward movement of the wing gives rise to a transient maximum excitation followed by a plateau; a downward movement is associated with an initial silent period of some seconds. During the tonic plateau the impulse frequency depends on the wing position.

  3. 3.

    A method for recording nerve impulses in the free-moving insect is described. In the unrestrained, resting cricket, the stretch receptor fires during the expiratory phase of the breathing movements. In the walking cricket, this receptor is mainly active before the subalar muscle contracts. In the singing male the stretch receptor also discharges before the contraction of the subalar muscle and at a rate of 1–3 spikes/sound-pulse.

  4. 4.

    The chordotonal organ responds to substrate vibrations. Its impulse frequency does not seem to be related to the wing position.

  5. 5.

    Section of the nerves which carry all sensory input from the wing region does not change the rhythm of singing and flying. The position and movements of the tegmina during singing, however, are controlled by sensory organs. Among these the subcostal sensory pads play an important role: As soon as they are lacquered, the male cannot take up the normal singing position of the tegmina and stridulatory movements become soundless.

  6. 6.

    When both subcostal sensory pads are removed the males show no preference for the normal (right over left) wing position.

Zusammenfassung

Lage und Bau einiger thorakaler und tegminaler Sinnesorgane der Feldgrille Gryllus campestris L., ihre mit elektrophysiologischer Methode meßbare Tätigkeit bei künstlichen und natürlichen Flügelbewegungen und ihr Einfluß bei der Kontrolle der Flügellage wurden untersucht.

  1. 1.

    Innerhalb des Pterothorax inseriert am caudalen Ende jedes Subalarsklerits ein Streckreceptororgan mit einer multipolaren Sinneszelle. In unmittelbarer Nähe dieses Receptors spannt sich zwischen Tergum und Pleurum ein Chordotonalorgan aus. Auf den Vorderflügeln der Männchen liegt am Ende der Schrilleiste (Subcosta) ein Sinnespolster mit Sensilla trichoidea auf der Ober- und Unterseite des Flügels.

  2. 2.

    Der Streckreceptor reagiert phasisch-tonisch, bei Aufwärtsbewegung der Vorderflügel mit der Ausbildung einer Erregungsspitze, bei Abwärtsbewegungen mit einer Schweigeperiode von einigen Sekunden. Die stationäre Impulsfrequenz ist von der Flügellage abhängig.

  3. 3.

    Eine Methode zur Registrierung von Nervenimpulsen beim frei beweglichen Insekt wird beschrieben. Beim ruhenden Tier feuert der Streokreceptor während der Exspirationsphase der Atmungsbewegungen; bei der laufenden Grille entlädt er sich bevorzugt unmittelbar vor der Kontraktion des Subalarmuskels; beim singenden Männchen bildet der Streckreceptor 1–3 Impulse/Silbe, ebenfalls kurz vor der Kontraktion des Subalarmuskels.

  4. 4.

    Das Chordotonalorgan reagiert auf Erschütterungs- und Vibrationsreize, tonische Antworten in Abhängigkeit von der Flügellage scheinen zu fehlen.

  5. 5.

    Ausschaltversuche zeigen, daß der Rhythmus des Singens und Fliegens durch den Ausfall von Afferenzen aus dem Flügelbereich nicht beeinflußt wird. Hingegen werden Stellung und Bewegung der Flügel während des Singens durch Sinnesorgane kontrolliert. Nach Ausschaltung der subcostalen Sinnespolster kann die normale Singstellung der Tegmina nicht mehr eingenommen werden, der Gesang wird tonlos.

  6. 6.

    Die Ausschaltversuche am subcostalen Sinnespolster liefern auch einen Beitrag zum Rechts-Links-Problem bei der Flügellage der Feldgrillen: Tiere mit lackierten subcostalen Sinnespolstern bevorzugen nicht mehr die Normallage (rechts über links).

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  1. Dieter Möss

    Present address: , Hamburger Allee 72, BRD-6000, Frankfurt a M. 90, Deutschland

Authors and Affiliations

  1. Zoologisches Institut der Universität zu Köln Lehrstuhl für Tierphysiologie, Deutschland

    Dieter Möss

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  1. Dieter Möss
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Meinem Lehrer, Herrn Prof. Dr. F. Huber, danke ich für das Thema, für gewinnbringende Diskussionen und stetige Unterstützung. Die Stiftung Volkswagenwerk und die Deutsche Forschungsgemeinschaft förderten diese Untersuchungen durch Mittel, die Herrn Prof. Dr. F. Huber zur Verfügung gestellt wurden.

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Möss, D. Sinnesorgane im Bereich des Flügels der Feldgrille (Gryllus campestris L.) und ihre Bedeutung für die Kontrolle der Singbewegung und die Einstellung der Flügellage. Z. Vergl. Physiol. 73, 53–83 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00297702

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