A shift toward harmonics for high-frequency calling shown with phylogenetic study of frequency spectra in Eneopterinae crickets (Orthoptera, Grylloidea, Eneopteridae)

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Abstract:

Dominant frequency is an important feature of cricket song, as it can be used for species recognition and mate choice. The dominant frequency usually ranges from 2 to 8kHz and corresponds to the fundamental frequency of the song. In preliminary studies we documented high-frequency songs in the subfamily Eneopterinae. To analyse this phenomenon further, we investigate the spectral properties of these cricket songs. Based on the analysis of the frequency spectra in reference to phylogeny, we show that a shift of dominant frequency from the fundamental toward the second or the third harmonic of the song occurred in the Lebinthini tribe. In this clade the upper harmonics (second or third) become the most powerful frequencies of the song. From an evolutionary point of view, we document a case of convergence toward high-frequency calling between species of Eneoptera Burmeister, 1838, which emit alternatively low and high fundamental frequencies, and the Lebinthini, which emit high frequencies using upper harmonics. Functional hypotheses are discussed to explain how these high frequencies could be produced.

La fréquence dominante du chant d’appel est une propriété importante chez les grillons, car elle peut intervenir dans la reconnaissance spécifique et le choix des mâles par les femelles. Elle est généralement comprise entre 2 et 8kHz et correspond à la fréquence fondamentale du chant. Nous avons montré dans des travaux préliminaires que des grillons Eneopterinae émettaient leur chant d’appel dans des fréquences beaucoup plus hautes. Pour préciser ces observations, nous avons analysé le spectre de fréquence du chant d’appel de ces espèces. Sur la base de l’étude des spectres en référence à la phylogénie, nous montrons qu’il s’est produit un glissement de la fréquence dominante chez la tribu Lebinthini. Dans ce clade, les fréquences harmoniques (seconde ou troisième) deviennent plus puissantes que la fréquence fondamentale. D’un point de vue évolutif, nous documentons un cas de convergence vers les hautes fréquences chez des espèces d’Eneoptera Burmeister, 1838, qui émettent alternativement des basses et des hautes fréquences fondamentales, et chez les Lebinthini, qui émettent des hautes fréquences en utilisant les harmoniques. Nous présentons des hypothèses fonctionnelles susceptibles d’expliquer comment ces hautes fréquences sont émises.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2007

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