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Enregistrement W4309401319 · doi:10.1101/2022.11.13.516353

The ground offers acoustic efficiency gains for crickets and other calling animals

2022· preprint· en· W4309401319 sur OpenAlexafffund
Erin E. Brandt, Sara E. Duke, Honglin Wang, Natasha Mhatre

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueOrthoptera Research and Taxonomy
Établissements canadiensMichener InstituteUniversity Health NetworkWestern University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésAcousticsLoudnessCricketComputer sciencePhysicsBiologyEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Male crickets attract females by producing calls with their forewings. Louder calls travel further and are more effective at attracting mates. However, crickets are much smaller than the wavelength of their call, and this limits their power output. A small group called tree crickets make acoustic tools called baffles which reduce acoustic short-circuiting, a source of dipole inefficiency. Here, we ask why baffling is uncommon among crickets. We hypothesize that baffling may be rare, because like other tools they offer insufficient advantage for most species. To test this, we modelled the calling efficiencies of crickets within the full space of possible natural wing sizes and call frequencies, in multiple acoustic environments. We then generated efficiency landscapes, within which we plotted 112 cricket species across 7 phylogenetic clades. We found that all sampled crickets, in all conditions, could gain efficiency from tool use. Surprisingly, we also found that calling from the ground significantly increased efficiency, with or without a baffle, by as much as an order of magnitude. We found that the ground provides some reduction of acoustic short-circuiting but also halves the air volume within which sound is radiated. It simultaneously reflects sound upwards, allowing recapture of a significant amount of acoustic energy through constructive interference. Thus, using the ground as a reflective baffle is an effective strategy for increasing calling efficiency. Indeed, theory suggests that this increase in efficiency is accessible not just to crickets, but to all acoustically communicating animals whether they are dipole or monopole sound sources. Significance Statement Loudness is a crucial feature in acoustic communication. Animals attracting mates or warding off predators are expected to make themselves as loud as possible. Two long-standing, seemingly unrelated unsolved problems regarding loudness in the field of animal communication are: the rarity of acoustic tool use, and animals that call from reflective ground-like surfaces, known to be an impediment to sound propagation. These two ideas are related; by refocusing analysis from sound propagation to sound radiation, we show that the ground is not an impediment, but rather an acoustic aid that can boost loudness more than tool use. We also show that calling from a reflective surface is an alternative strategy to maximize call loudness that is available to all animals.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,945
Score d'incertitude au seuil0,892

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,042
Tête enseignante GPT0,252
Écart entre enseignants0,209 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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