Физические характеристики звуковых сигналов

При изучении физических характеристик звуковых сигналов насекомых основное внимание уделяется временным, частотным и амплитудным параметрам. До настоящего времени в биоакустике не существует общепринятой терминологии, поэтому используемые в дальнейшем термины требуют некоторых пояснений (рис. 7).

В большинстве акустических сигналов насекомых можно выделить элементарные звуковые посылки — пульсы, возникающие в результате однократного срабатывания фрикционного или тимбального органа (точнее при смещении их подвижных элементов в одном направлении). Иногда в заполнении пульсов различают щелчки — амплитудные всплески, соответствующие удару plectrum по единичному зубцу pars stridens.

У многих кузнечиков звук возникает не только при сдвигании надкрылий, но и при их раздвигании. Образующиеся в этом случае звуковые посылки мы называем интерпульсами. Периодически повторяющиеся группы пульсов образуют серии, которые в свою очередь могут объединяться в ритмически повторяющиеся фразы. Сигналы неопределенной длительности, состоящие из непрерывно чередующихся с одним и тем же интервалом пульсов, называют трелями.

Временные параметры. Только звуки, возникающие во время полета насекомых, представляют собой непрерывно длящиеся периодические колебания (рис. 7, 1). Во всех других сигналах заметна более или менее отчетливо выраженная амплитудная модуляция. Если ее глубина достигает 100%, то звуки распадаются на отдельные посылки (импульсно-модулированный сигнал) (рис. 8, 9).

Для большинства звуковых сигналов насекомых характерны быстрые переходные процессы (так называемый transient) и довольно крутые фронты пульсов, играющие определенную роль в восприятии и распознавании видоспецифических сигналов.

Длительность пульса колеблется у насекомых от 0,8 мс до 1 с, ;но в большинстве случаев она составляет 10—30 мс. Сравнительно простые сигналы состоят из трелей или стабильно повторяющихся серий, образованных более или менее стандартными пульсами (рис. 8, 9). Частота повторения пульсов в трелях и сериях лежит в пределах 5—800 в секунду. Серии .у изученных видов состоят из 2—70 пульсов. Их длительность колеблется от 15 до 1500 мс. Частота повторения серий варьирует у разных видов от 0,5 до 20 в секунду.

Результаты сравнительного акустического анализа свидетельствуют о том, что в сигналах насекомых можно выделить несколько ритмических уровней. Наиболее простые ритмы I порядка определяются закономерностями повторения пульсов, ритмы II порядка — временной организацией их простейших группировок (серий), а ритмы III и более высоких уровней возникают при закономерном повторении групп серий, т. е. фраз.

Помимо увеличения числа ритмических уровней усложнение сигнала может достигаться и другими способами: 1) закономерным изменением амплитуды пульсов в сериях (возрастанием от начала к концу, чередованием пульсов разной амплитуды и др.) (рис. 9,4,6; 10); 2) изменением длительности и частоты повторения пульсов в сериях (рис. 8,5,12); 3) чередованием серий и отдельных импульсов или разных серий (см. рис. 10; 44). У большинства прямокрылых при повышении температуры частота повторения пульсов и серий возрастает (обычно линейно), а их длительность сокращается. У некоторых кузнечиков (Atlanticus) возрастает также частота повторения щелчков (Walker, 1975b).