Валерий Ильичев - Говорящие птицы
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.
Из школьного курса анатомии мы помним о том, что голос человека связан с верхней гортанью, которая располагается в верхней части дыхательной трубки — трахеи, что органы слуха представлены ушной раковиной, тремя слуховыми косточками, длинной извитой улиткой и слуховыми центрами, которые венчает замечательное образование — слуховая кора.
У птиц все на первый взгляд похожее, но при ближайшем рассмотрении совсем-совсем другое.
Гортань нижняя, а не верхняя
Представим себе дыхательную трубку — трахею. В нижней ее части, там, где она разветвляется на бронхи, располагается особое образование — нижняя гортань. Здесь у птиц располагается голосовой аппарат. Верхняя гортань млекопитающих производит звук за счет колебания голосовых связок, окаймляющих единственную голосовую щель. А нижняя гортань птиц?
Общее строение нижней гортани — сиринкса птиц — показано на рис. 2. В качестве примера мы избрали нижнюю гортань врановой птицы — представителя отряда воробьиных, так же как и попугаи способных имитировать человеческую речь. В специальном разделе, ниже, мы расскажем о «говорящих» воронах, серых воронах, грачах, галках, сойках и сороках. Все они принадлежат к семейству врановых, которых, как и попугаев, принято считать «интеллектуалами» среди птиц.
Нижняя гортань птиц имеет две голосовые щели соответственно входам двух бронхов. И в каждой щели по две голосовые перепонки, располагающиеся друг против друга (одна выше другой), и по два мясистых образовании — голосовые губы, тоже расположенные подобным же образом. Из этой четверки по крайней мере одна губа и одна перепонка располагаются на одном уровне и прямо напротив друг друга. Сложная система голосовых мышц, прикрепляющихся к гортани снаружи, управляет положением губ и натяжением перепонок, произвольно меняя форму и размеры голосовых щелей. При этом обе щели отделены друг от друга высокой складкой, направленной в просвет трахеи, и поэтому самостоятельны. Чем сложнее и разнообразнее голос, тем больше мышц управляют движениями элементов гортани. У воробьиных с их сложной песней таких мышц пять или даже семь пар, у попугаев — три, у тиранновых птиц — две, у страусов, голубей, журавлей, чаек, удодов, стрижей — одна пара мышц. У пингвинов, казуаров, бакланов, аистов гортань лишена мышц вовсе. На рис. 3 мы видим строение нижней гортани волнистого попугайчика.
Рис. 2. Нижняя гортань птиц (крикс) (по: Chamberlain et al., 1968) Б — бронхи; К — козелок; НТМ — наружная тимпанальная мембранаМеханизм голосообразования у птиц пока еще недостаточно изучен. Во всяком случае, ученые предполагают, что нижняя трахея располагает двумя или даже четырьмя независимо действующими модуляторами — источниками звуков, которые возбуждаются при прохождении воздушной струи из бронхов в трахею. И что, следовательно, песни птиц обслуживают и содержат не одну, а две или больше «линий» связи.
На голос птиц, сформировавшийся в нижней гортани, влияет множество других образований. Это — разнообразные резонаторы, мягкие и твердые, меняющие свой объем и твердо фиксированные. Важным резонатором является трахея. Некоторым видам особенно важно усилить в голосе низкие частоты — ведь они лучше проходят сквозь листву, заросли, более «дальнобойны». Чем длиннее трахея, тем длиннее волны, тем ниже частота. У некоторых птиц трахея удлиняется настолько, что она не помещается в свое обычное ложе и, складываясь петлями, заполняет пространство киля грудины, пространство под легкими, под грудными мышцами. Например, у фламинго и журавлей число трахеальных колец может достигать нескольких сотен — такой длинной трахеей они обладают. И эти птицы имеют очень низкие, трубные голоса. А у уток таким резонатором служат костные лабиринты — полые сферические и полусферические, окружающие нижнюю гортань. Страус эму использует для этой цели мягкие трахеальные мешки. «Гудение» голубей зависит от резонирующих свойств пищевода, к которому близко примыкает трахея.
А верхняя гортань, есть ли она у птиц? Мы уже говорили, что этот вопрос многократно обсуждался учеными в течение трех столетий. Неоднократно исследователи приходили к альтернативному решению и тогда изучение «противной стороны» замирало на десятки лет. Однако альтернативное решение оказалось как раз и наименее удачным. Сравнительно недавно английским орнитологом В. Торпе было показано, что верхняя гортань играет в голосообразовании птиц второстепенную, но вполне определенную роль-роль «старт-стоп» модулятора.
Рис, 3. Нижняя гортань волнистого попугайчика А — вентральная сторона; Б — дорзальная; В — латеральная (Evans, 1969)Голос, связанный с дыханием, с воздушной струей, называют дыхательным. Но птицы производят звуки и другими способами. Барабанят по дереву дятлы, потух собирает кур, стуча клювом по кормушке, голуби хлопают крыльями. Звуки такого не дыхательного происхождения называются инструментальными, или механическими. И птицы ими также широко пользуются.
Перо — музыкальный инструмент
Замечательная птичка стеганура использует в качестве источника голоса перья собственного хвоста. Можно сказать, что самцы этого вида поют хвостом. Внутренние рулевые перья лежат над хвостом и повернуты под прямым углом к последнему. Средняя пара рулевых, более широкая, имеет гофрированную поверхность, вторая от центра пара рулевых — зазубренные края. Трение этих перьев друг о друга вызывает жужжащие звуки.
Южноамериканские манакины имеют расширенные стержни перьев крыла, которые при резком складывании крыльев стучат, подобно трещоткам или кастаньетам.
Американский воротничковый рябчик во время тока хлопает крыльями, воспроизводя глухую дробь определенного ритма. Воспроизводимые таким образом инструментальные звуки являются необходимым компонентом токового поведения, заменяющего пение наших воробьиных птиц.
Вообще назначение инструментальных звуков в большинстве случаев такое же, как и дыхательных. Например, песни близких видов воробьиных часто особенно различаются. Это позволяет использовать песню в качестве опознавательного признака.
А инструментальные звуки? У многих видов они делают то же самое. Например, близкие виды бекасовых отличаются токовыми звуками, которые издаются благодаря вибрации узких и упругих перьев хвоста. Каждый слышал блеяние обыкновенного бекаса, токующего над болотом. Но у других бекасовых эти звуки другие.
Замечательным по своей сложности сигналом является барабанная дробь дятла. Это тоже инструментальный звук, но как сложно его происхождение. Во-первых, дятлы используют «инструмент» — особые сорта древесины, резонансные свойства которой дают звукоусиливающий эффект. Они выбирают сучки заостренной формы, которые фокусируют звук. Наконец, они барабанят с частотой, разной для каждого вида: черный дятел — желна около 16 раз в секунду, малый пестрый дятел около 26 раз. Барабанная дробь по своему звучанию напоминает песню и звучит она как единая трель 2,5 с. Этот сигнал, инструментальный по своему происхождению, выполняет многие функции. С его помощью близкие виды опознают и различают друг друга. Он выполняет территориально-защитные функции, используется как брачный сигнал и т. д.
Есть ли у птиц наружные уши?
На этот вопрос еще 30 лет назад ученые отвечали однозначно и не колеблясь: нет! Ведь птицы не имеют высоких кожных раковин, как у лошади, кошки или даже человека. Их ухо не сразу и найдешь, так оно прикрыто и «замаскировано» перьями.
У млекопитающих наружное ухо — важный отдел слуховой системы, который первым принимает сигналы среды, обрабатывает их и делает пригодными для восприятия. У птиц наружное ухо (рис. 4) — решетка из перьев, прикрывающих барабанную перепонку и защищающих ее от мусора, насекомых и вообще механических повреждений. Акустических функций оно не несет или почти не несет. Но как оно все же устроено?
У сов оно представлено двумя высокими подвижными складками, которые несут на себе перья особой структуры. На передней складке перья разрежены, на задней, напротив, загущены. Совиное «лицо» — круглое и плоское как раз и образуется этими складками. У козодоев ухо представлено невысокими валиками и перьями сходного строения. В ухе вальдшнепа, выпи мы тоже находим сходные черты. Черты, которые делают наружное ухо этих птиц похожим на рупор. Но не рупор, который, как у млекопитающих, вынесен наружу, а на рупор, погруженный в оперение и построенный из «птичьих» структур — перьев. Но ведь от этого рупор не перестает быть рупором и акустические свойства его не исчезают. Виды, которые мы перечислили, имеют общую особенность — они ведут ночной образ жизни. А это требует очень хорошего слуха. Ведь слух в условиях ограниченной видимости становится главным источником ориентации в пространстве. Так, может быть, рупорное строение уха и связано с его улучшенными акустическими функциями? Но прежде мы должны взглянуть на наружное ухо дневных птиц.
