Дельфины

Среди многочисленной литературы о дельфинах, появившейся в последнее время у нас и за рубежом, книга известного исследователя и популяризатора Энтони Олперса занимает особое место.

В этой книге не только собраны интереснейшие исторические сведения об образе жизни и удивительных способностях дельфинов, но к сделана первая, по существу, попытка обобщить и осмыслить накопленный опыт их изучения как в открытом море, так и в условиях океанариумов и лабораторий ученых.

Такие сведения помимо чисто познавательной ценности имеют большое значение для правильной постановки гидробионических исследований.

Но что же такое гидробионика и каковы

Коротко можно ответить, что это раздел бионики, занимающийся исследованием биологических особенностей и закономерностей, свойственных водным, преимущественно морским животным, и разработкой методов использования их в технических системах.

Иначе говоря, это соединение гидробиологии с техникой. Объектами изучения гидробиологии являются водные организмы вообще (гидробионты). В прикладных целях наибольший интерес из них представляют так называемые нектонные животные, обитающие в толще морской воды и активно в ней перемещающиеся. К числу нектонных животных относятся рыбы, китообразные и головоногие моллюски. И все они в той или иной степени наделены свойствами, изучение которых представляет большом интерес, особенно применительно к технике морского флота.

Так, например, теоретически можно предположить, что придание судну обтекаемых форм, создание специальных устройств и приспособлений позволяет достичь высоких скоростных и маневренных качеств рыб и китообразных, а применение простого принципа движения крупных моллюсков (например, кальмаров) сделает возможным создание эффективных гидрореактивных движителей различных судов.

Однако такое перенесение свойств живой природы в область инженерных решений немыслимо без глубокого и тщательного изучения их в условиях лаборатории и специальных сооружений.

Так возникла идея использования в качестве объектов гидробионических исследований морских животных, что потребовало постройки специальных искусственных водоемов — аквариумов и океанариумов — для их содержания.

Наиболее подходящими для гидробиологических исследований оказались дельфины, представители отряда китообразных из класса млекопитающих. Хорошо известны высокоразвитые умственные способности этих животных, их необъяснимое дружелюбное отношение к человеку. Дельфины прекрасно поддаются дрессировке, охотно вступают в контакт с человеком и хорошо себя чувствуют в условиях неволи. Это делает их незаменимыми лабораторными животными.

Вместе с тем, они наделены удивительными свойствами, представляющими собой пока еще загадки живой природы, которые ученым всего мира предстоит разгадать и в последующем использовать в технике.

Таких загадок, или секретов дельфина, по меньшей мере, пять. Одна из них — наиболее значительная — относится к области гидроакустики. Дельфины способны не только лоцировать самые мелкие предметы размерами до сантиметров, но и распознавать их структуру, материал. Гидролокационный аппарат дельфина весьма надежен и совершенен по своему устройству, а его эхолокационные сигналы обладают высокой устойчивостью, помехозащищенностью. С помощью эхолокационных сигналов дельфины распознают обстановку и безошибочно прокладывают свой курс в глубинах океана. Описаны случаи, когда дельфины, пользуясь своими гидроакустическими способностями, успешно проводили суда по сложным и опасным фарватерам.

Решение гидроакустической загадки дельфина может дать весьма полезный материал для конструирования гидроакустических станций и систем морских и, особенно, промысловых судов.

Не менее загадочна способность дельфинов выполнять различные задания человека. Благодаря высокоразвитому мозгу и привязанности к человеку дельфин легко приручается, вступает в контакт с людьми и становится не только удобным лабораторным животным, но и исполнителем довольно сложных заданий человека.

Так, например, специально обученные дельфины как связные обеспечивали работу подводной лаборатории «Солеб-2», а также использовались для розыска затонувших деталей на испытательном полигоне в США. Служебное использование дельфинов предполагает их обучение в специальных бассейнах и океанариумах, в процессе которого изучаются особенности высшей нервной деятельности этих животных и прививаются им необходимые условные рефлексы. Такие океанариумы строятся в настоящее время во всех странах мира, например, в США их имеется уже около 15, в Японии — 7, и т. д.

Крупные океанариумы, такие как Маринеленд в США, занимают значительные территории (больше 20 га) и в их состав входит более 15 водных бассейнов, в которых дельфинов содержат, исследуют, дрессируют и показывают зрителям в специальных цирковых программах. Научные исследования, таким образом, дополняются коммерческими мероприятиями, позволяющими полностью окупить расходы, связанные с постройкой и содержанием океанариумов.

Многие ученые, например, известный американский лингвист Джон Лилли, занимаются исследованиями языка дельфинов, на котором они, как предполагают, обмениваются информацией. Некоторые опыты, поставленные в лабораториях, действительно подтверждают наличие такой передачи информации; однако есть ли язык у дельфинов и может ли он быть расшифрован, пока еще сказать трудно.

Можно лишь уверенно говорить о наличии системы акустических смысловых сигналов, которыми дельфины пользуются в определенных ситуациях. Распознание значения этих сигналов позволило бы человеку не только общаться с ними, но и управлять их действиями.

Большой интерес представляет также гидродинамический секрет дельфинов.

Еще в 1936 г. американский исследователь Джеймс Грей на основании личных наблюдений и анализов сформулировал парадокс, согласно которому дельфин затрачивает на свое движение значительно меньшую мощность (в 7–8 раз), чем потребовалось бы для буксировки с такой же скоростью твердого тела аналогичной формы.

Парадокс Грея, имеющий большое значение с точки зрения целенаправленности гидродинамических исследований дельфинов, к сожалению, до сих пор не подтвержден необходимыми экспериментальными и теоретическими данными, но и не опровергнут. Различные ученые пока приходят к противоположным выводам в отношении существования этого парадокса.

Его сторонники утверждают, что длительная адаптация дельфинов к условиям жизни в водной среде привела к оптимизации их гидродинамических характеристик, в том числе формы тела, органов движения и управления, а также имеющихся у них биологических механизмов, приспособленных к скоростному плаванию. Эти механизмы (например, регулируемая упругая поверхность тела, демпфирующая возмущения в пограничном слое и образующая при быстром движении так называемую бегущую волну, температурный градиент на этой поверхности, а также специальная смазка ее, своеобразный двигательно-движительный комплекс, отличающийся высоким к. п. д. и др.) вместе с эффектом оптимальной формы тела неизбежно должны приводить к снижению сопротивления воды движению дельфина и тем самым ставить его в преимущественное положение по сравнению с аналогичными жесткими моделями.

Противники парадокса Грея основывают свою точку зрения на отсутствии, якобы, расхождений между расчетами мощности, затрачиваемой дельфинами на движение, и опытными данными испытаний по буксировке динамически подобных моделей.

Недостаточность фактического материала пока не позволяет отдать решительное предпочтение какой-либо одной из этих точек зрения. Однако почти все специалисты признают необходимость гидродинамических исследований, которые позволят разгадать этот секрет дельфина.