Живые локаторы океана
Шрифт:
Нелегко обзавестись потомством и рыбам. Оболочки выметанных икринок под воздействием воды почти мгновенно, за 20–40 с, становятся непроницаемыми для сперматозоида. Чтобы за отпущенные природой мгновения произошла встреча икринки со сперматозоидом, чтобы течение не успело унести облачко молок, действия самцов и самок должны быть строго согласованы. Обмен информацией происходит на языке водяных струй. Самцы, ухаживая за самками, усиленно бьют хвостом, подавая сигнал к началу икрометания. Команды самца нетрудно имитировать. Двигая стеклянной палочкой около хвоста колюшки, можно заставить созревшую самку откладывать икру. Весной самке лосося, не нашедшей партнера, случается ошибаться, приняв за самца вибрирующее весло каноэ, и, откликнувшись на призыв, приступить к икрометанию.
Рыбы широко пользуются дистанционным осязанием. Оно для них более необходимо, чем зрение. Заядлые рыбаки знают, что при ловле щук не имеет значения, как выглядит блесна, – достаточно, чтобы она просто поблескивала в воде. Гораздо важнее, как она движется и вибрирует. Дистанционное осязание одинаково необходимо и для хищных рыб, и для вегетарианцев. Первым оно сообщает о приближении добычи, вторых предупреждает об опасности.
Обнаружение подвижных предметов – это пассивная локация. Рыбы оказались первыми животными, попытавшимися овладеть активной локацией. Им это удалось. Ученые уже давно заметили, что слепые рыбы способны обнаруживать неподвижные предметы, правда, только достаточно крупные.
Они не натыкаются на подводные камни, коряги, отлично чувствуют и дно, и поверхность воды. В аквариуме они ведут себя более осмотрительно, чем зрячие рыбы, и не натыкаются на его прозрачные стенки. Видимо, зрячих зрение иногда подводит. Активная локация основывается на том, что при движении в воде любой предмет вызывает ее волнообразные колебания.
Волны давления, распространяясь впереди плывущей рыбы, движутся гораздо быстрее нее. Они первыми докатываются до встречных предметов, отражаются от них, возвращаются назад и улавливаются волосковыми клетками органа боковой линии. Для морских глубоководных рыб, живущих в вечном мраке океанской бездны, активная локация имеет огромное значение и полностью заменяет зрение. В толще воды, где нет никаких предметов, кроме живых существ, легко анализировать окружающую обстановку, а достоверность полученной информации может быть очень высокой. Не случайно у глубоководных рыб боковая линия развита лучше, чем у живущих на мелководье.
Ориентация с помощью отраженных волн была особенно важна для древних водных животных. В те далекие времена водоемов с прозрачной водой на нашей планете, видимо, было немного. Так миноги и рыбы стали пионерами гидроэхолокации, первыми прибегнув к помощи проказницы феи, так жестоко наказанной разгневанной Герой.
Киты-акустики
Мелодии океана
Гидроакустика – относительно молодая наука. Ее развитие нередко подстегивали войны. Мысль о перспективности гидроакустической разведки возникла у Леонардо да Винчи почти пять веков назад. Он произвел первые в мире эксперименты по обнаружению вражеских кораблей путем прослушивания возникающих при их движении подводных шумов и создал первые приспособления для гидроакустических исследований.
До начала второй мировой войны гидроакустика была слабо развита, а биологическая акустика еще только зарождалась. Ученые не успели даже бегло изучить звуки океанских глубин. Однако уже было известно, что многие обитатели «мира безмолвия» – весьма шумные существа, но издаваемые ими звуки не привлекали особого внимания. Военные гидроакустики знали о них до обидного мало, а знание биологических шумов оказалось важнее, чем думали в мирное время.
Это уже отчетливо ощутило командование англо-американского флота, ведшего тяжелые бои с японскими агрессорами.
Происхождение многих шумов, возникающих в наушниках гидрофонов, было трудно определить. Нередко звуки, производимые стаей рыб, принимали за шум судовых двигателей.
Сколько раз расшумевшиеся косяки рыб давали повод для объявления боевой тревоги! Ложные тревоги чаще всего случались в сумерках. В это время некоторые рыбы поднимаются из глубины и крупными стаями подходят к берегам. Большая и дружная стая производит такую какофонию звуков, что заглушает даже шум судов. Никто и не подозревал, что молчаливые рыбы могут создать такой грохот и скрежет. Акустики были уверены, что перед ними враг. Наибольшую известность получил переполох в Чесапикском заливе [1] весной 1942 года.
1
Чесапикский залив находится на западном побережье США.
Гидроакустики службы береговой охраны обнаружили сильный подводный шум. Только работа двигателей множества подводных лодок могла вызвать подобную акустическую бурю. Немедленно была дана команда всем подразделениям приготовиться к бою с немецким десантом. Бой не состоялся. Военная разведка, как ни старалась, не смогла обнаружить ни одного вражеского корабля, ни одной подводной лодки. Тревога оказалась ложной.
Для повышенной подозрительности у союзников было достаточно оснований. Весной 1942 года немецкие и японские подводные лодки рыскали повсюду. Они выходили в море целыми отрядами. Немцы называли подобные соединения «волчьими стаями». Субмарины гроссадмирала Деница были снабжены шноркелями – длинными трубами с головкой на конце, предназначенными для забора воздуха и выброса выхлопных газов. Выставив ее из воды, лодка могла идти на небольшой глубине, невидимая даже днем. Командование частей береговой обороны постоянно находилось в нервном напряжении, уверенное, что с наступлением темноты на них в любой момент могут напасть вражеские миноносцы и подводные лодки. А враг действительно совершал дерзкие налеты.
Трагически погиб крупнейший корабль британского флота линкор «Ройял Ок». Он был потоплен немецкой субмариной в собственном доме, в святая святых британского флота – главной военно-морской базе Скапафлоу. Осуществить дерзкую операцию помогли вражеские акустики. Осторожно подобравшись ко входу в гавань, лодка дождалась английского транспортного судна, возвращавшегося на базу. Внимательно вслушиваясь в шум его машин и повторяя все маневры транспорта, подводная лодка пробралась в гавань и, выпустив торпеды, ушла в море, воспользовавшись растерянностью англичан.
Акустикам редко удавалось установить истинную причину ложных тревог. Неизбежная в таких случаях подозрительность дала повод для возникновения легенд о том, что японцы специально добивались того, чтобы звуки, работающих двигателей их кораблей были похожи на шумы рыбьих стай. Не могу поручиться, что эта легенда возникла без серьезных к тому оснований. В начале войны японцы сами сильно страдали от незнания биологических шумов моря. Теперь нам уже никогда не удастся выяснить, сколько раз рыбьи стаи заставляли затаиться японскую подводную лодку, услышавшую шум гребных винтов приближающейся мнимой эскадры союзников. С начала войны в Японии велись биоакустические исследования под руководством профессора Л. Хиямы, но они дали результаты только в 1944 году. Записи шумов биологического происхождения были переданы в руки конструкторов подводных аппаратов, и, по-видимому, японские ученые действительно делали попытку акустической мимикрии, подгоняя шум работающих двигателей под шум, издаваемый стаей рыб. Возможно, такая работа достаточно полно удалась лишь в отношении аппарата «кантон» («путь в рай») – человека-торпеды.
Во всяком случае, минилодкам со взрывчаткой и смертником на борту несколько раз удавалось прорваться к якорным стоянкам у островов Палад и Улити.
Немецкое командование тоже волновало, что их собственные субмарины производят весьма заметный шум. Даже в самые последние месяцы войны в Германии интенсивно изучались шумы моря. С участием акустиков была создана серия «Зеехунд» («Морская собака») – малошумовых подводных лодок. Каждая субмарина этой серии после спуска на воду обязательно проходила гидроакустическую паспортизацию на одной из морских исследовательских баз в Балтийском море. В свою очередь страны антигитлеровской коалиции совершенствовали аппаратуру акустической разведки. Советские корабли разных типов и военные суда наших союзников были оснащены первоклассными по тем временам гидроакустическими приборами. Это, несомненно, сказалось на результатах боевых действий. Еще до окончания войны Япония потеряла почти весь подводный флот. В организации акустической службы военным помогали биологи. А когда затихли орудия, исследования были продолжены с чисто научными целями.