Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность
Шрифт:
В 1960-е гг. ВМС США начали обучать дельфинов спасать гибнущих ныряльщиков, искать затонувшее оборудование и обнаруживать заглубленные донные мины. В 1970-е американские военные стали активно вкладываться в исследование эхолокации – не для того, чтобы узнать, как дельфины воспринимают мир, но чтобы по образцу более совершенного эхолокатора, созданного природой, доработать путем обратного проектирования тот, что имелся на вооружении у них. Научная станция в гавайской бухте Канеохе-Бей стала центром важных исследований, возглавленных психологом Полом Нахтигалем и инженером-электриком Уитлоу Ау{662}. «Дельфины были черным ящиком, и моя задача состояла в том, чтобы определить параметры этого ящика, – рассказывает Ау. – Мои дети ужасно огорчались – им так хотелось обниматься с дельфинами, а я им объяснял, что это не друзья, а просто подопытные». (Я любопытствую, остались ли они для него просто подопытными сейчас, спустя десятилетия
В Канеохе-Бей, где бутылконосых дельфинов – Гептуну, Свена, Эхику, Экахи и других – можно было содержать в больших вольерах, выгороженных в открытой воде, Ау с коллегами осознали, что эхолокация у дельфинов – способность гораздо более впечатляющая, чем можно было предполагать{663}. Животные определяли объекты по форме, размеру и материалу{664}. Различали цилиндры, заполненные водой, спиртом или глицерином. Идентифицировали удаленные цели с одного-единственного эхолокационного импульса. Уверенно находили предметы, погребенные под слоем донных осадков толщиной в метр или даже больше, и знали, из какого металла (сталь или латунь) эти предметы сделаны, – ни один искусственный эхолокатор на такие чудеса не способен до сих пор. По сей день «единственный эхолокатор на вооружении ВМФ, способный отыскивать заглубленные мины в акватории, – это дельфин», – говорит Ау.
Дельфины относятся к зубатым китам[203]. Входящие в ту же группу морские свиньи, белуги, нарвалы, кашалоты и косатки тоже пользуются эхолокацией, и многим это удается ничуть не хуже, чем уже знакомым нам бутылконосым. В 1987 г. группа Нахтигаля начала работать с малой косаткой Киной – шестиметровой черноспинной представительницей вида, известного своей сообразительностью и дружелюбием. С помощью эхолокации Кина различала пустые металлические цилиндры, которые человеческому глазу представлялись абсолютно одинаковыми, а толщина их стенок разнилась всего на волосок{665}. Самый незабываемый случай произошел, когда Кине во время эксперимента предъявили два цилиндра, изготовленных по одному и тому же чертежу. Но Кина, к всеобщему недоумению, снова и снова обозначала их как отличающиеся. И когда экспериментаторы измерили цилиндры заново, выяснилось, что один едва заметно расширялся у основания и поэтому был с этой стороны больше другого на 0,6 мм. «Это было нечто! – вспоминает Нахтигаль. – Мы заказали два одинаковых, токари считали их одинаковыми, а косатка говорит: "Нет, они разные". И оказалась права».
Еще дельфины умеют обнаруживать с помощью эхолокации скрытый объект, а потом опознавать его зрительно – даже на телеэкране{666}. Казалось бы, что тут такого необыкновенного, – но вы задумайтесь, что включает в себя это умение. Дельфин не просто вычисляет положение объекта в пространстве, но создает его мысленный образ, который можно передать другим чувствам. И проделывает он это с помощью звука – стимула, которому информационное изобилие и трехмерность обычно не свойственны. Услышав саксофон, вы можете угадать инструмент и определить, откуда доносится музыка, но флаг вам в руки, если вы попытаетесь определить форму инструмента по одному только его звуку. А вот ощупав саксофон, вы получите довольно подробное представление о том, как он выглядит. То же самое с эхолокацией. Это чувство нередко называют «звуковым зрением», но его с таким же успехом можно представлять как «звуковое осязание». Дельфин словно прощупывает окружающую среду фантомными руками.
Мне непривычно думать о звуке в таком ключе. За моим окном лают собаки, щебечут скворцы, стрекочут цикады, – все они что-то сообщают своим слушателям с помощью звука. Однако и воздух, и воды нашей планеты полнятся звуками, с помощью которых животные добывают для себя информацию, то есть предназначенными не для коммуникации, а для познания. У других чувств такая функция тоже присутствует, но эхолокация заведомо создана именно для изучения мира. И это особенно ощутимо, когда ею пользуется такое любознательное животное, как дельфин. «Они не ведут эхолокацию непрерывно, но, если подсунуть им что-нибудь новенькое, они это расщелкают в буквальном смысле слова, – рассказывает Брайан Бранстеттер, начавший работать с дельфинами на Оаху в 1990-е гг. – Когда я с ними плаваю, я слышу и чувствую щелчки, с помощью которых они меня обследуют!»
В эхолокации дельфинов много контринтуитивного, в том числе то, как они издают сигналы. На макушке у дельфина находится отверстие – дыхало, аналог нашей ноздри{667}. Непосредственно под дыхалом, в носовых ходах, расположены две пары так называемых «звуковых губ». Дельфин издает щелчок, с силой выталкивая воздух через эти губы, чтобы они завибрировали. Получившийся звук передается дальше и фокусируется толстой жировой подушкой – акустической линзой (это
Еще интереснее поступает крупнейший из всех зубатых китов – кашалот{668}. На его исполинский бочкоподобный нос может приходиться до трети длины шестнадцатиметрового тела, а звуковые губы в этом носу расположены ближе к переднему краю. Когда они вибрируют, звук в основном направляется назад, к голове кашалота. По пути он проходит через заполненный жиром резервуар, представляющий собой верхнюю часть спермацетового мешка (именно за ней охотились когда-то китобои), отражается от воздушной полости в тыльной части головы и вновь устремляется вперед, проходя через нижнюю часть спермацетового мешка (ее китобои считали бесполезной и называли бросовой, junk). В результате этих нелепых петляний рождается самый мощный из природных звуков – 236 дБ, сравнимый по громкости со взрывом{669} (поэтому, чтобы настроить гидрофон на запись щелчков кашалота, ученые взрывают в воде петарды). Кроме того, щелчки кашалота сфокусированы в чрезвычайно тонкий луч шириной около 4?. Если бутылконосый дельфин подсвечивает океан эхолокационным фонарем, то кашалот пронзает его лазером[204].
Эхо своих сигналов зубатые киты тоже ловят довольно причудливо{670}. В 1960-е гг. Кен Норрис, найдя на мексиканском берегу скелет дельфина, заметил на его нижней челюсти очень тонкий, почти просвечивающий участок. Эта полая пластина заполнена теми же жирами, из которых состоит акустическая линза. «Акустический жир» не используется организмом как источник энергии никогда, как бы дельфин ни оголодал. Он предназначен исключительно для того, чтобы подводить звук к внутреннему уху. То есть эхолокационные щелчки дельфин издает носом, а слушает эхо челюстью.
Несмотря на все свои причуды, зубатые киты во многом пользуются теми же эхолокационными приемами, что и летучие мыши. Когда им нужно больше данных, они ускоряют щелчки (как при терминальной трели) или объединяют их в пакеты (аналог стробогрупп){671}. Варьируя чувствительность ушей, они притупляют восприятие собственных громогласных сигналов и добиваются одинаковой устойчивой громкости любого принимаемого эха{672}. Однако у зубатых китов имеется в запасе еще несколько фокусов, которые летучим мышам недоступны. В воде звук ведет себя не так, как в воздухе. Он распространяется быстрее и дальше, поэтому радиус действия у дельфиньего эхолокатора такой, что и не снился летучим мышам[205]. В одном из первых своих экспериментов Ау установил, что дельфины вслепую обнаруживают стальные сферы на расстоянии в 100 м. Это довольно много: сами ученые на такой дистанции не могли без помощи бинокля проверить, правильно ли установлены цели, дельфинам же дополнительные приспособления не требовались{673}. Мало того, как выяснилось позже, животным приходилось работать в условиях повышенной трудности: экспериментаторы не знали тогда, что Канеохе-Бей кишит раками-щелкунами, которые поднимают невообразимый шум, постоянно клацая своими большими клешнями. Образно говоря, дельфины с помощью эхолокации отыскивали теннисный мячик на другом краю подводного футбольного поля во время проводившегося на этом поле рок-концерта. Как показали более поздние исследования, с помощью эхолокации дельфины обнаруживают объекты на расстоянии свыше 680 м{674}.
По-другому происходит в воде и взаимодействие звука с объектами{675}. Обычно звуковая волна отражается из-за смены плотности. В воздухе звук рикошетит от твердых поверхностей. Однако в воде он пронизывает мышечные ткани (плотность которых примерно совпадает с плотностью воды) и отражается от внутренних структур – костей и воздушных карманов. Если летучие мыши воспринимают только внешние контуры и текстуру своей цели, то дельфин «заглядывает» ей внутрь, так что если он примется обследовать вас с помощью эхолокации, то познакомится с вашими легкими и скелетом{676}. Скорее всего, он обнаружит и осколок снаряда в теле ветерана, и плод у беременной. Дельфины распознают наполненный воздухом плавательный пузырь, благодаря которому их основная добыча, рыба, удерживается в воде[206]{677}. Они почти наверняка различают разные виды рыб по форме этого пузыря. И замечают, не скрывает ли в себе тело рыбы что-нибудь странное – типа рыболовного крючка. На Гавайях малые косатки часто срывают тунца с удочки, и «они прекрасно знают, где в этой рыбе крючок, – заверяет меня изучающая их Од Пачини. – Они "видят" то, о чем мы с вами даже не подумаем, если у нас нет под рукой рентгеновского аппарата или сканера МРТ».