The effect of stimulus chirps on a cricket's chirping (Acheta domesticus)

Zusammenfassung

Spielt man einem territorialen männlichen Heimchen Zirplaute vor, so zeigen sich folgende Phänomene:

• 1. Ein Reiz-Zirplaut, der nicht mit einem Zirplaut des Heimchens koinzidiert, hemmt das Zirpen des Heimchens von der 40. bis zur 180. msec nach Reizbeginn.

• 2. Dieser Reiz erhöht die Zirprate des Heimchens additiv um etwa 0,3 Zirplaute/sec.

• 3. Etwa 99% dieses additiven Zuwachses schwinden mit einer Halbwertzeit von etwa 2 sec (phasischer Effekt), der Rest schwindet mit einer Halbwertzeit von etwa 140 sec (tonischer Effekt).

• 4. Die Einflüsse aufeinanderfolgender Reize überlagern sich, aber weder der phasische noch der tonische Gesamtzuwachs überschreitet dabei bestimmte Grenzen. Ein hinreichend großer tonischer Zuwachs bringt ein schweigendes Heimchen schließlich zum Zirpen.

• 5. Bei hinreichend hoher Reizrate versucht das Heimchen mit dem Reiz alternierend zu zirpen.

Das 1.–4. Phänomen wurden in einem mathematischen Modell dargestellt, das dann auf einem Analogrechner getestet wurde: Das Modell antwortete quantitativ in der gleichen Weise wie ein Heimchen auf alle Reizmuster. Alternierendes Zirpen wie im Phänomen 5 ergab sich direkt aus dem Modell und erfordert mithin keine gesonderte Erklärung.

Summary

The following phenomena were found when chirps were played to a territorial male cricket:

• 1. A stimulus chirp not coinciding with a chirp of the cricket inhibits chirping from the 40th to the 180th msec following the onset of the stimulus.

• 2. It additively increases the chirp rate of the cricket by approximately 0.3 chirps/sec.

• 3. About 99% of this additive increment decays with a half life period of approximately 2 sec (phasic effect), the rest decays with a half life period of approximately 140 sec (tonic effect).

• 4. The effects of successive stimulus chirps are superimposed, however neither the phasic nor the tonic total increment ever passes a particular upper limit. If the total tonic increment becomes large enough, a previously silent cricket will start to chirp.

• 5. If chirps are played at a sufficiently high rate, the cricket tries to chirp in alternation.

Phenomena 1 to 4 were represented in a mathematical model which was then tested on an analog computer: The model responded quantitatively in the same way as a cricket to all patterns of stimulation. Alternating chirping as in phenomenon 5 resulted directly from the model and thus does not require any special explanation.