Der Vibrationssinn der Grillen

Summary

• 1. Thresholds for sinusoidal vibrations were determined in freely-moving crickets by recording the summated responses from the leg nerves. The animals were placed on a electrodynamic vibrator. The vibration was measured with calibrated accelerometers and indicated in cm/sec² (peak value).

• 2. The threshold curves for the different legs have a well defined maximum of sensitivity which varies little within the normal range of leg positions (Figs. 3, 4). The subgenual organ complex is the sense organ for vibrations, since selective destructions abolish the responses. In the forelegs, unknown receptors proximal to the femur-tibia joint are responsible for a sensitivity below 200 Hz.

• 3. In the middle legs the sensitivity for acceleration is a maximum between 700 and 1000 Hz (Fig. 7). At 800 Hz the minimal acceleration threshold is 0.18 cm/ sec² (corresponding to a peak-peak displacement of 1.4 · 10⁻⁸ cm).

• 4. In the hindlegs the maximum is found between 400 and 500 Hz (Fig. 10) and the minimal threshold at 500 Hz is 0.11 cm/sec² (2.2 · 10⁻⁸ cm).

• 5. If measured in acceleration, the forelegs have the lowest sensitivity (800 to 1000 Hz, minimal threshold 0.3 cm/sec², Fig. 12), but the displacements are similar to the middle legs and hindlegs (1.9 · 10⁻⁸ cm).

• 6. The frequency of maximum sensitivity does not change when the hind leg is artificially damped with a mass (Fig. 13). This means that the sensitivity for vibrations cannot be much affected by any resonance properties of the entire leg. The best frequency of the hindlegs is about half of that of the middle legs, and this difference is correlated with the larger area (1.7 times) and greater thickness (1.6 times) of the subgenual organ. These findings may suggest, that resonances of the subgenual organ itself are important for the reception of vibrations.

Zusammenfassung

• 1. Durch elektrophysiologische Ableitung summierter Antwortpotentiale von den Beinnerven frei beweglicher Grillen wurden die Rezeptionsschwellen für sinusförmige Vibrationsreize ermittelt. Die Tiere standen auf der Plattform eines elektrodynamischen Vibrators (Abb. 1). Die Vibrationsintensitäten wurden mit geeichten Beschleunigungsaufnehmern gemessen und in cm/sec² (Spitzenwert) angegeben.

• 2. Für die einzelnen Beine lassen sich Schwellenkurven mit einem deutlich ausgeprägten Empfindlichkeitsmaximum bestimmen. Die Lage des Empfindlichkeitsmaximums ändert sieh durch die normalen Variationen in der Beinstellung nur geringfügig (Abb. 3, 4). Durch Ausschaltversuche wurde gezeigt, daß der Subgenualorgan-Komplex für die Antwortpotentiale verantwortlich ist. Für die Vorderbeine bleibt nach Ausschaltung der Subgenualorgane eine Restempfindlichkeit mit einem Maximum um 200 Hz, für die Rezeptoren proximal vom Knie zuständig sein müssen.

• 3. Die Mittelbeine haben ihre maximale Empfindlichkeit für Beschleunigung zwischen 700 und 1000 Hz (Abb. 7). Die höchste gemessene Empfindlichkeit betrug bei 800 Hz 0,18 cm/sec². Die Schwingungsweite beträgt dabei 1,4 · 10⁻⁸ cm.

• 4. Die maximale Empfindlichkeit der Hinterbeine für Beschleunigung liegt zwischen 400 und 500 Hz (Abb. 10). Die höchste Empfindlichkeit betrug bei 500 Hz 0,11 cm/sec². Dabei beträgt die Schwingungsweite 2,2 · 10⁻⁸ cm.

• 5. Gemessen in Beschleunigung, haben die Vorderbeine die geringste Empfindlichkeit für Vibrationsreize (Abb. 12). Das Empfindlichkeitsmaximum liegt zwischen 800 und 1000 Hz. Die niedrigste Schwellenbeschleunigung betrug 0,3 cm/sec² bei 900 Hz (Schwingungsweite 1,9 · 10⁻⁸ cm).

• 6. Das Anbringen einer Dämpfungsmasse an das Hinterbein verändert die Lage des Empfindlichkeitsmaximums nicht. Es wird vermutet, daß das Schwingungsverhalten des Subgenualorgans im Blutkanal der Tibia die Lage des Empfindlichkeitsmaximums bestimmt. Gestützt wird diese Vermutung durch die Tatsache, daß das Hinterbeinsubgenualorgan eine etwa l,7mal größere Fläche und eine l,6mal größere Dicke als dasjenige des Mittelbeins hat, und daß in Übereinstimmung damit die Optimalfrequenz für das Hinterbein nur etwa die Hälfte von der des Mittelbeines ist.