Analyse der schlagauslösenden Bewegungsparameter einer punktförmigen Beuteattrappe bei der Aeschnalarve

Summary

This study analyses the predatory strike response of the dragonfly larva Aeschna cyanea M. towards a moving spot of light. Its aim is to determine the single parameters of movement of the spot which release the strike and the most effective combination of these parameters.

As the velocity of a continuously moving lightspot is increased the number of strikes rises to a maximum (at 2.5 cm/sec) and then declines to 0 (at 41.0 cm/sec). Both uniform and non uniform velocities give curves of similar shape but different magnitudes.

In the presentation of a sequence of discontinuous movements (where the spot moves across a part of the screen and then disappears) the duration of a single movement is important: Unidimensional oscillations must last 3 to 6 sec in order to release predatory strikes; twodimensional zigzag movements, much more effective, need last only 0.8 sec.

In the optimal velocity range, increasing the amplitude of a movement from 0.25 to 2.00 cm produces a progressive decrease of the response rate. The comparison between these amplitudes and the size of the field of the frontal ommatidia, which fixate the prey, suggests that the spot stimulates these receptors continuously only when it moves with small amplitudes. — However, this preference for small amplitudes does not exist in those individuals which have rapid fixation- and following-reactions and which thus can track the stimulus.

Comparison between the four patterns of movement which have been presented (one- and two-dimensional oscillations, circular and random movements) suggests that the spot releases more strikes the more exactly its movement covers the frontal fixation plane.

The most effective stimulus for eliciting strikes was found to be a twodimensional zigzag oscillation. This movement consists of a small (0.2–0.4 cm), rapid (2.5 cm/ sec), vertical oscillation, which progresses slowly (0.3 cm/sec) sideways. This movement combines the optimal values of all parameters and stimulates with the optimal velocity the greatest possible number of frontal receptors in a given time.

Zusammenfassung

Bei der Libellenlarve Aeschna cyanea M. werden die einzelnen, für die Auslösung des Fangschlags relevanten Bewegungsparameter einer punktförmigen Beuteattrappe und die wirksamste Kombination dieser Parameter bestimmt.

Als Beiz dient der beliebig bewegbare Leuchtpunkt eines Oszillographen, der auf die ebene Mattscheibe eines Versuchsaquariums projiziert wird. Die Schläge der frei beweglichen Larve werden vom Beobachter gezählt oder elektrisch registriert.

Die Bahngeschwindigkeit von kontinuierlich gebotenen Bewegungsreizen wirkt sich stark auf die Schlagzahl aus: Die Schläge nehmen von 0,005–2,5 cm/sec zu, nehmen von 5,1 cm/sec an wieder ab und hören bei 41,0 cm/sec ganz auf. Die Veränderung der mittleren Geschwindigkeit von Sinusschwingungen und Zufallsbewegungen bewirkt ähnliche Reaktionskurven wie die Veränderung der gleichmäβigen Geschwindigkeit von Dreiecksschwingungen und kreisförmigen Bewegungen; eine gleichförmige Optimalgesohwindigkeit wird jedoch stärker beantwortet als eine periodisch schwankende.

Bietet man eine Folge von diskontinuierlichen Bewegungsreizen, die nach einer einmaligen Durchquerung eines begrenzten Feldes der Projektionsfläche verschwinden, so spielt die Dauer einer Einzelbewegung eine Rolle. Um die Schläge voll in Gang zu bringen, müssen eindimensionale Schwingungen 3–6 sec dauern, ein viel intensiver wirkender zweidimensionaler Reiz (Zickzackbewegung) jedoch nur 0,8 sec.

Im optimalen, relativ hohen Geschwindigkeitsbereich läßt die Erhöhung der Bewegungsamplitude von 0,25 auf 2,0 cm die Schlagzahl progressiv absinken. Der Vergleich zwischen diesen Amplituden und dem Öffnungswinkel des frontalen, die Beute fixierenden Ommatidienfeldes zeigt, daß der Leuchtpunkt nur bei sehr kleinen Ablenkungen die frontalen Rezeptoren kontinuierlich reizt. — Die Bevorzugung von raschen Bewegungsreizen mit kleiner Amplitude besteht nicht bei Larven, die durch prompte Fixier- und Folgereaktionen den Leuchtpunkt in ihrer frontalen Fixierebene bewahren.

Der Vergleich zwischen den 4 in dieser Untersuchung erzeugten Bewegungsmustern (ein- und zweidimensionale Schwingungen, Kreis- und Zufallsbewegungen) zeigt, daß eine Bewegung um so mehr Schläge auslöst, je vollständiger sie auf dicht aneinanderliegenden, zweidimensionalen Bahnen das frontale Ommatidienfeld abtastet.

Die optimale Reizkombination (Zickzackbewegung) besteht aus einer kleinen (0,2–0,4 cm) Vertikalschwingung mit optimaler Geschwindigkeit, die sich langsam (0,32 cm/sec) seitlich verschiebt. Dieser Reiz stellt die Verbindung der optimalen Werte aller Bewegungsparameter dar und bewirkt, daß pro Zeiteinheit eine möglichst große Zahl frontaler Rezeptoren mit der optimalen Bahngeschwindigkeit gereizt wird.