Чувства животных и человека

Милн Лорус Джонсон

Всякий раз, когда мы едем в поезде, мы слышим свисток или гудок паровоза как звуки постоянной высоты. Однако, когда мы стоим на железнодорожной платформе и к нам приближается на полной скорости паровоз, высота звучания его свистка или гудка резко падает в тот момент, когда он проносится мимо нас. Такое изменение высоты звука, названное по имени его открывателя эффектом Допплера, вызвано движением поезда сначала по направлению к нам, а затем от нас. По мере приближения паровоза его свисток порождает звуковые волны, которые «сжимаются» за счет собственной скорости поезда, и при этом для тех, кто стоит впереди, на платформе, длина волн укорачивается и звук становится более высоким. Когда же поезд проносится вдоль платформы и удаляется от нас, звуковые

волны, создаваемые свистком, возвращаются к нам удлиненными за счет скорости паровоза; это приводит к снижению высоты звука. Точно так же если насекомое удаляется от подковоноса, то высота звучания эха, которое достигнет ушей этой летучей мыши, будет ниже, чем у исходного сигнала, тогда как эхо от приближающегося насекомого будет иметь более высокую частоту. Конечно, летучая мышь, обладающая способностью воспринимать любое эхо в тот момент, когда звук продолжает выходить из ее гортани, сможет получить еще больше информации по слегка измененной частоте отраженного звука.

Очень распространенные в Северной Америке и Европе обыкновенные или гладконосые насекомоядные летучие мыши принадлежат к виду ЧМ летучих мышей; они издают ультразвуки, длящиеся лишь тысячные доли секунды. И в течение этого времени высота звука плавно модулируется. Многочисленные мелкие гладконосые летучие мыши начинают свой крик на частоте 90 000 колебаний в секунду и кончают на частоте 45 000. У этого вида животных каждый звуковой импульс состоит примерно из 50 колебаний; среди них нет и двух одинаковой частоты.

Обычно ЧМ летучая мышь во время полета повторяет сигналы по 10–20 раз в секунду. Однако стоит ей уловить интересующее ее эхо, как она сразу увеличивает частоту повторения импульсов до 200 колебаний в секунду и при этом уменьшает длительность каждого импульса до 0,001 секунды. Нередко частота повторения импульсов слегка возрастает, как если бы животное находилось в состоянии возбуждения, однако ЧМ-характеристики при этом не меняются. Описывая изменения сигналов красной летучей мыши ( Lasiurus), реагирующей на камешки или кусочки влажной ваты, которыми стреляли в воздух из рогатки, д-р Гриффин истолковывал эти звуки как «путт… путт… путт…. путт…. пут… пит… пит… пит… питиитиитпит-пит-пит-бизз» таким образом, будто эти животные расшифровывают свои эхо-сигналы, пользуясь чем-то вроде жаргона летчика-истребителя: «Июньский звук передо мною в двойке».

В группе ЧМ летучих мышей особый интерес вызывают животные, питающиеся рыбой. Однако еще никому точно не известно, насколько хорошо они могут с помощью эхо-сигналов обнаружить под поверхностным слоем воды гольянов. Наиболее известные летучие мыши Noctilio(живущие на северном побережье Южной Америки и еще севернее — до самой Мексики) вылавливают из воды гольянов с помощью острых, крючкообразных задних лапок. Noctilioумудряются схватывать рыбу из сосуда размером 200 x 75 сантиметров и глубиной 5 сантиметров; для этого они, умело маневрируя, пролетают в щель между полом и занавесью, даже если ширина входа очень невелика. Размах крыльев этой летучей мыши приближается к 50 сантиметрам, и ей слишком часто сопутствует удача при ловле рыбы, чтобы это можно было объяснить простой случайностью.

Noctilioназывают «заячьегубой летучей мышью», потому что нижняя губа у нее несколько отвисает. Вполне возможно, что во время ловли рыбы Noctilioсжимает губы и направляет звуковые сигналы вниз, к поверхности воды. Ее громкие модулированные сигналы, отражаясь от плавательного пузыря гольяна, вызывают вполне различимое эхо, которое возвращается к летучей мыши с такой быстротой, что она тут же опускает в воду лапы и хватает жертву. Noctilioлетает очень низко, над самой водой, и поэтому огромные потери звуковой энергии, которая тратится на двойной путь звуковой волны через толщу воды, вполне

компенсируются коротким расстоянием до отражающего объекта.

Летучие мыши устают, как и люди. Такие уставшие или не вполне проснувшиеся к ночи животные часто натыкаются на препятствия, которых они с легкостью избегают, когда отдохнут или выспятся. Даже наиболее ловкие из них могут натолкнуться на проволоку диаметром 0,5 миллиметра, натянутую горизонтально, в четырех сантиметрах от водной поверхности резервуара для сточных вод. По-видимому, летучие мыши подлетают к этой воде, когда хотят пить, и, едва касаясь ее поверхности, чуть опустив нижнюю челюсть, подхватывают одну-две капли. Когда сильное эхо от их собственных криков возвращается к ним, отражаясь от поверхности воды, летучие мыши не могут уловить менее интенсивные эхо-сигналы от проволоки и, натыкаясь на нее, падают в воду. Они могут подплыть к краю резервуара и вскарабкаться на него или подняться прямо с водной поверхности, подобно гидроплану.

Недавно было предложено новое объяснение этих фактов. Летучие мыши живут довольно долго, и поэтому они приобретают определенные привычки, например запоминают маршруты, свободные от препятствий. Встречаясь с вновь появившимися препятствиями на знакомом пути, они легко приходят в замешательство, хотя, конечно, все время получают соответствующую эхо-информацию, поскольку во время полета они всегда издают короткие «зондирующие» звуки. Очевидно, привычка оказывается настолько сильной, что животные не верят своим ушам. Подобной невнимательностью вполне можно объяснить и то, что в результате сильных ударов при столкновении с самым высоким зданием в США — Эмпайр Стейт Билдинг — ежегодно гибнет много летучих мышей.

Натуралисты, изучающие способы эхо-локации, прекрасно сознают, что удачная охота у летучих мышей зависит не только от них самих. Эти животные пользуются удивительными приемами для обнаружения и преследования летающих в темноте насекомых; охотясь за ними, они управляют своими крыльями искуснее любой птицы. Но некоторые насекомые прибегают к контрмерам, а это уменьшает шансы на успех у их преследователей — летучих мышей. Многие мотыльки обладают пушистым покровом, а пушинки очень слабо отражают звуки. Другие виды мотыльков и по крайней мере некоторые жуки слышат звуки в двух диапазонах частот. В одном диапазоне они слышат звуки партнера, а в другом — воспринимают крики приближающихся летучих мышей. Когда насекомое принимает один или два звуковых сигнала высокочастотного диапазона, оно складывает крылья и камнем падает на землю, успевая спастись от летучей мыши, прежде чем станет ее жертвой.

В настоящее время подводные лодки и военно-воздушный флот оснащены подобными улавливающими устройствами, которые позволяют команде немедленно засечь момент, когда они входят в зону радиолокации. Если принять немедленные контрмеры, то зачастую можно обмануть оператора на удаленном радиолокаторе, и самолет или подводная лодка сможет беспрепятственно продолжать путь. Можно было бы создать соответствующую технику на основе изучения системы эхо-локации летучих мышей и системы защиты, применяемой насекомыми. Однако инженеры, работающие над улучшением защитных устройств, фактически игнорировали опыт животных, для которых подобные проблемы давно уже решены.

Летучие мыши — не единственные животные, умеющие ориентироваться в темноте при помощи эхо-сигналов. Некоторые виды мышей и землероек проявляют такое же умение на земле или особых приподнятых дорожках, на которых психологи проверяют способности животного ориентироваться в лабиринте. По-видимому, эти обитающие на земле животные тоже издают ультразвуковые крики и определяют свое местонахождение по направлению приходящих к ним эхо-сигналов. В диких малообжитых местностях эхо возникает, когда звук отражается от камней и стволов деревьев. Даже отсутствие эха — признак, по которому летучая мышь находит вход в пещеру или щель, — может иметь определенный смысл, если у животного плохое зрение или оно находится в условиях слабой освещенности.