Валерий Ильичев - Говорящие птицы
Было бы неправильным думать, что конгресс создал биоакустику. Она была и раньше, но была представлена как бы отдельными направлениями. Конгресс охватил их «обручами», определив объект исследования, основную проблематику, методики. В этом смысле его значение трудно переоценить. Конгресс очертил границы биоакустики и наметил тех ее партнеров из смежных наук, контакты с которыми к этому времени уже установились. Что же получилось в итоге?
Биоакустика как область зоологии изучает звуковое общение и ориентацию животных в естественных сообществах. Ее прежде всего интересует биологический сигнал: как он воспроизводится, как распространяется в разных Средах, как воспринимается, какую информацию песет. Эти вопросы связывают биоакустику с морфологией и физиологией слуха и голоса, этологией, занимающейся изучением поведения животных, и акустикой.
Биоакустику интересует звуковое общение животных в популяциях и биоценозах прежде всего с точки зрения тех преимуществ, которые оно дает. Благодаря общению возможности каждой особи ориентироваться в пространстве усиливаются. Благодаря общению животные могут совершать совместные коллективные действия. Благодаря общению от поколения к поколению передается накопленный популяцией опыт. В изучении этих вопросов партнером биоакустики выступает экология.
Биоакустику интересуют особенности звуковых сигналов, позволяющие видам и популяциям опознавать друг друга, а систематику различать их. Перспективы использования акустических средств управления поведением животных все более возрастают по мере того, как растет стремление человечества к разумному использованию природных богатств, мягкому воздействию на природные биоценозы.
Наконец, механизмы локации, акустической связи привлекают все большее внимание инженеров, работающих в области бионики. Компаньонами биоакустики выступают различные науки и сфера практической деятельности человека.
Биоакустика сегодня
Каковы же формальные атрибуты биоакустики сегодняшнего дня? Вся ее история после 1956 г. напоминала бурно протекающую цепную реакцию. Что ни год — международные симпозиумы, семинары, конференции, что ни год — монографии, большие сборники, сводки.
В 1958 г. первый большой симпозиум по акустическим репеллентам и их использованию в сельском хозяйстве собирает в Париже Рене Бюснель — директор лаборатории физиологической акустики (обратите внимание — Национального института агрономических исследований). К симпозиуму выпускается сборник. В этом же году в Блумингтоне собирается большой и представительный симпозиум по вопросам звукового общения животных. В итоге появляется еще один сборник.
В 1959 г. выходит интересная книга профессора Берлинского университета Г. Темброка «Голос животных» (второе название книги — «Введение в биоакустику»), В 1960 г. появляется сборник «Звуки животных и коммуникации», собранный и отредактированный двумя ведущими биоакустиками США — В. Ланьоном и В. Таволгой. В 1961 г. собирается второй симпозиум по акустическим репеллентам в Париже и, наконец, третий в 1963 г. в Ницце. На этот раз тема последнего симпозиума — птицы и самолеты. Возросли скорости самолетов, участились случаи столкновений самолетов с птицами, катастроф. Ученые собираются, чтобы обсудить способы и средства защиты самолетов от птиц. Акустические репелленты, по единодушному мнению участников симпозиума — единственное надежное средство. Но и оно встречает свои трудности.
1963 год — год выхода в свет Энциклопедии биоакустики — собранного и отредактированного Р. Бюснелем капитального обзора «Акустическое поведение животных», написанного на основании докладов, сделанных участниками I Биоакустического конгресса. Книга содержит все то, что накопила биоакустика до того, как официально стала биоакустикой. Что же, накопила она действительно очень много.
В 1963 г. на Багамских островах проходит крупный и очень представительный симпозиум по морской биоакустике, обсудивший проблемы биоакустики рыб, дельфинов, тюленей. В результате симпозиума выходят в Свет два увесистых тома докладов, один из которых под названием «Морская биоакустика» публикуется в нашей стране в русском переводе.
Начинают появляться монографии по биоакустике отдельных групп животных. Первая из них, посвященная рыбам, выходит в свет в СССР в 1965 г. Автор ее — В. Р. Протасов, сотрудник Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова АН СССР.
Давний интерес инженеров, математиков и биологов к явлениям активной локации — эхолокации животных — выливается в симпозиум по этим вопросам, который собирается в 1966 г. в Фраскати. Участники симпозиума делают доклады и обсуждают механизмы локации дельфинов, летучих мышей, тюленей. К симпозиуму издается двухтомный сборник под названием «Сонары животных», составленный из полных текстов докладов участников.
В 1970 г. выходит из печати книга ленинградских биологов Э. Ш. Айрапетьянца и А. И. Константинова «Эхолокация в природе», обобщающая последние, новейшие достижения в области изучения локационных систем всех групп животного мира.
А что происходит за это время с биоакустикой птиц? Ее достижения также весьма внушительны.
В 1956 г. выходит в свет капитальная монография английского орнитолога В. Торпе «Обучение и инстинкт у животных», посвященная главным образом становлению у молодых птиц пения под влиянием различной звуковой среды. В 1961 г. этот же автор издает книгу «Песня птиц» и, наконец, в 1972 г. — «Дуэтное пение у птиц». В конце 1970-х гг. В. Торпе покидает свой пост научного руководителя отдела этологии Кембриджского университета. Его сменяет Роберт Хайнд. Сотрудники и ученики В. Торпе издают в его честь большой сборник — «Вокализация у птиц». Работы американского ученого Гринвалта завершаются отдельной книгой «Птичья песня — акустика и физиология». Вышедшая в 1972 г. «Биоакустика птиц» В. Д. Ильичева обобщает все имеющиеся сведения по голосу и слуху птиц.
И вместе с тем эти книги отражают малую толику той огромной работы, которая проводится. Биоакустика развивается так быстро, а книги пишутся и издаются так медленно, что многие из них устаревают, еще не увидев свет. Ученые предпочитают публиковать свои достижения в виде журнальных статей. Ежегодно более 2000 статей посвящается проблемам биоакустики. Это — результат труда больших коллективов ученых разных стран мира. В нашей стране — Московского и Ленинградского университетов, Института эволюционной морфологии и экологии животных и Института эволюционной физиологии Академии наук СССР, в США — Массачусетского технологического института, Корнеллского, Гарвардского, Принстонского, Техасского и Калифорнийского университетов, в Англии — Кембриджского университета, в ГДР — Берлинского университета, в ФРГ — Рурского университета и многих других.
Поскольку полноправным участником «говорения» птиц является человек, мы должны интересоваться сравнительными возможностями слуха и голоса обоих. В чем различен и в чем сходен слух и голос птиц по отношению к таковым человека? Этот вопрос имеет и эволюционное значение, поскольку касается места птиц в биоакустической эволюции. Один из авторов посвятил четверть века доказательству структурной и функциональной уникальности биоакустических систем птиц. Некоторые результаты его работ, а также работ его сотрудников и учеников по Московскому университету и Академии наук СССР излагаются ниже.
Прежде чем говорить о том, как птицы имитируют человеческую речь, мы должны кратко рассказать о тех их органах, которые обеспечивают излучение и восприятие звуков, позволяющих птицам общаться между собой.
О голосообразующих органах и органах слуха
Ибо всякое общение предполагает по крайней мере три основных звена. Первое звено — органы, излучающие звуки, органы голоса. Второе звено — сам сигнал, распространяющийся в воздушной среде в результате периодических колебаний ее молекул. Третье звено — органы, воспринимающие звук, слуховые органы. Если звуковой сигнал воспроизводится одним животным, а воспринимается другим и при этом поведение одного оказывает влияние на поведение другого, мы говорим, что животные общаются между собой.
Изучение органов излучения и органов восприятия звука в биоакустике птиц — самостоятельный и очень важный раздел. Он имеет общее значение и общий интерес для биологии. Прежде всего потому, что здесь мы не встречаем «привычных» для нас структур, свойственных человеку и другим млекопитающим.
Общаться между собой могут животные, принадлежащие к одному виду и разным видам, даже очень далекие в систематическом отношении. Например, на тревожный крик сороки реагируют волки и другие крупные хищники. Крик синицы, встретившей в лесу филина, призовет на помощь многих пернатых. Поэтому «диалог» человека с говорящим попугаем — это тоже общение, только на основе заученных попугаем чужих сигналов.
