Юрий Симаков - Животные анализируют мир
Если бы генератор звуков посылал их во все стороны, то отраженные сигналы были бы слишком слабы, дельфин не получал бы полного представления об окружающей обстановке. Нужен механизм, направляющий излучение узким пучком, как прожектор. И такое устройство есть. Это лобная кость. Не выпуклая, как у других животных, а вогнутая. По существу, рефлектор направляет звуки вперед, на оригинальное фокусирующее устройство — головную линзу.
У дельфина за рылом расположен выступ. Это жировая ультразвуковая линза, она фокусирует звуки, идущие от лобной кости-рефлектора. Меняя толщину линзы, дельфин может расширять или сужать звуковой пучок, посланный для лоцирования интересующего его предмета.
Послав ориентированный сигнал и приняв его отражение, животное узнает об общем распределении объектов локации. Дельфин выбирает какой-то предмет и вторично, уже направленно шлет сигнал, принимает эхо, старается скопировать его, снова и снова облучает объект до тех пор, пока посланный сигнал не будет полностью соответствовать эху. Эхо в этом случае станет самым сильным и будет отражаться лучше всего.
Помимо тонкой способности лоцировать предмет и находить сигналы, которые почти без потерь отражаются от исследуемого объекта, у дельфинов развита звукоподражательная способность. По звукоподражанию дельфины превосходят попугаев, так как могут «играть» запомнившейся им фразой, сжимая или растягивая ее во времени, так, как если бы пускать запись на магнитофоне то на малых оборотах, то на больших. В этом случае можно было бы слышать то голос Буратино, то длинный тянущийся полусонный бас. Помимо того, копируемую фразу или мелодию дельфины могут повторять с теми же временными интервалами, но на ультразвуковых волнах. Копируя человеческую речь, морской говорун издает Звуки довольно-таки высокой частоты. В точности его интонирования легко убедиться, прокручивая в три-четыре раза медленнее обычного магнитофонную запись.
Можно предположить, что любое эхо дельфин способен скопировать и повторить сколько угодно раз. Он может послать его направленно, вернее, усилить копию эха и передать другому дельфину. Получается, что одним криком дельфин может передать другому всю информацию об окружающей обстановке или же, если его это интересует, он сразу может послать звуковой образ того или иного предмета.
Во время оживленной беседы со своими сородичами каждый оратор посылает не отвлеченные звуки, а воспроизводит эхо-сигналы, пойманные при отражении от предметов. Другими словами, дельфины разговаривают на языке объемных звуков Опыты показывают, что дельфины могут понимать принятые сигналы, даже если разговор ведут особи, находящиеся на расстоянии нескольких тысяч километров и относящиеся к разным популяциям. Для сравнения можно напомнить, что типы из разных популяций часто не понимают друг друга, у них разный язык, и общаться они могут только через «переводчика» — есть и такие полиглоты среди дельфиньего племени. В этом отношении они стоят ближе к людям и другим животным, использующим звуковой язык, где звуки кодируют информацию. Дельфины же «говорят» на объемном звуковом языке, где звуки кодируют образ предмета. Это не исключает и абстрактных звуков, которыми передаются эмоциональные, тревожные и радостные сигналы, они, конечно, есть у дельфинов, но на первом месте, видимо, стоит объемный звуковой язык.
Поэтому-то в стаде могут жить и те особи, у которых работа звукогенератора почему-либо нарушена. Подобные случаи известны. Некоторые дельфины, отделенные от стада, начинают натыкаться на стенки бассейна и другие препятствия. Но в окружении своих соплеменников они избавляются от слепоты. Разгадка, скорее всего, в умении заболевших принимать предметные эхо-сигналы от других животных. Причем здоровые дельфины не просто копируют эхо-образы, но и усиливают их. И тем самым служат «слуховым аппаратом» для «тугоухих».
Но пока еще совершенно не ясно, как работает «живой прибор» по восприятию объемных звуков. Каким бы странным и необычным это ни показалось, все же можно предположить и даже проверить экспериментально, что ультразвук и эхо-образы воспринимают дельфиньи глаза.
Чешский ученый И. Поспешил нашел, что давление на палочки и колбочки сетчатки в некоторых случаях воспринимается в виде света. Упорядоченные ультразвуковые колебания воздействуют на пигментные зерна сетчатки, создавая области повышенного давления в возбужденных фоторецепторах. То, что нашим ухом воспринимается как свист дельфина, у самого дельфина может вызвать видимый образ. Следует напомнить, что ультразвук способен переходить из воды в глаз морского животного почти без потерь и искажения, ибо на его пуги нет резких перепадов плотности.
Возможен и другой путь перевода ультразвукового сигнала в видимое изображение — с помощью эпифиза рудиментарного остатка третьего (теменного) глаза, который у большинства млекопитающих, несомненно, выполняет и эндокринную функцию. Когда во время нейрохирургических операций эпифиз раздражали электрическим током, у пациентов возникало ощущение света. Может быть, ультразвуковые колебания непосредственно воспринимаются эпифизом и позволяют дать дельфину не очень яркую, но все же объемную картину окружающего мира. Строя вышеизложенные гипотезы, никогда не следует забывать, что и сам слуховой аппарат этих животных, возможно, способен на прием объемных звуков. К сожалению, он еще плохо изучен физиологами.
Самые различные звуковые приборы
Человек слышит звуки частотой от тридцати до двадцати тысяч герц, а летучая мышь — до ста тысяч герц, хотя нижний предел примерно равен нашему. Так что этот крохотный летающий комочек, покрытый шерстью, живет в настоящем мире звуков. Так же, как и дельфин, это существо находит нужную ему пищу с помощью эхо-локатора. Сонаром летучих мышей ученые занимались более длительное время, чем звуковым локатором дельфина. Еще в 1793 году выдающийся итальянский исследователь Ладзаро Спалланцани установил, что летучие мыши ориентируются и находят свою добычу с помощью слуха. Однако понадобилось около ста пятидесяти лет, чтобы понять, что делают они это с помощью ультразвуковой локации. И здесь нельзя не оценить работ американских ученых Г. Пирса, Д. Гриффина и Р. Галамбоса, внесших неоценимый вклад в расшифровку работы ультразвукового локатора у летучих мышей.
Как и у дельфинов, у летучих мышей есть генератор ультразвука и приемники отраженного эха. И тот и другой прибор в процессе эволюции достигли совершенства. Гортань у летучих мышей очень широкая. Она, как резонатор, позволяет усиливать ультразвуки, создаваемые свистом. Но мыши издают не просто свист, не слышимый для нашего уха, а серию ультразвуковых щелчков. Перед взлетом мышь посылает пять — десять сигналов в секунду, начался поиск — частота возрастает до двадцати-тридцати щелчков, а насекомое мышь настигает при двухсотпятидесяти сигналах в секунду. Как мышь производит непрерывную серию сигналов-писков, пока неизвестно.
У разных видов летучих мышей генераторы отличаются по строению. У одних, гладконосых, звуки, как уже отмечалось, издаются гортанью, поэтому такая летучая мышь летает с открытым ртом. Большая часть гладконосых мышей живет на Североамериканском континенте, но и у нас есть их представители. Самые маленькие из них — нетопыри — встречаются в Подмосковье и почти по всей средней полосе России. В сумерках без труда можно увидеть, как они охотятся за насекомыми на фоне еще непомеркшего неба. Создавая серию сигналов, нетопырь, как и все гладконосые летучие мыши, посылает ультразвук по всем направлениям, а затем улавливает отраженный сигнал. Другая группа летучих мышей — подковоносые, которых можно встретить, например, на Кавказе, генерирует ультразвуковые сигналы не ртом, а носом. Вокруг их носа находится мясистый вырост, напоминающий подкову, который позволяет отражать ультразвук и собирать его в узкий пучок. Летает подковонос с закрытым ртом, импульсы длятся тысячную долю секунды, а у гладконосых это щелчок всего в одну миллисекунду (рис. 5). Поэтому, если подковонос переходит на низкую частоту, его сигналы напоминают тиканье наручных часов.
Рис. 5. Ультразвуковые импульсы летучих мышей: а — гладконосы; б — подковоносы
Приемник отраженных сигналов у летучих мышей — тоже совершенное устройство: ведь он способен услышать эхо, которое в две тысячи раз слабее посланного генератором сигнала. Вполне понятно, что для улавливания таких слабых сигналов нужны большие ушные раковины, и у некоторых видов они достигают почти половины общей длины головы и туловища. Так, у ушанов, размером восемь сантиметров, уши в длину равны четырем сантиметрам. Внутреннее ухо тоже имеет особое строение. Вспомним, что из среднего уха колебания передаются во внутреннее стремечко и часть уха летучих мышей, расположенная рядом со стремечком, сильно расширена.
