Тревор Кокс - Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Ранним весенним утром, когда я приехал в заповедник Хэм-Уолл в окрестностях Гластонбери, чтобы послушать выпь, над болотами висел густой, удушливый туман. Мы вышли очень рано, в пять утра, потому что выпь, подобно большинству птиц, встречает песней рассвет. Мой гид, Джон Древер, загрузил багажник автомобиля микрофонами странной формы, диктофонами и штативами. В вязаной шапочке, защищавшей от холода, он был похож скорее на вора-форточника, чем на общительного музыканта и специалиста по акустической экологии. Мы припарковали машину в заповеднике и пошли по тропинке к гнездам выпи, почти ничего не видя в густом тумане. Наконец мы наткнулись на скамью в засидке, сели и стали слушать.

Первый крик — похожий на сирену — послышался слева; ничего подобного я раньше не слышал. В «Собаке Баскервилей» злодей Джек Стэплтон пытается обмануть Шерлока Холмса, утверждая, что «глухое низкое рычание» и «тоскливый вой» [165]— это крик выпи, а не голос жуткой собаки. К несчастью для Стэплтона, выпь невозможно спутать с собакой [166]. Выпь, которую я слышал, вызвала у меня ассоциации с большой пивной бутылкой, в которую дует посетитель паба, или с кувшином из старомодного шумового оркестра. Через секунду к первой птице присоединилась вторая — справа, на чуть более высокой ноте. Мы перешли к другой засидке, где я оказался достаточно близко к птице и слышал подготовку к крику. Выпь четыре раза заглотила воздух, а затем издала семь низких отчетливых звуков, разделенных двухсекундными паузами. Но нам точно не известно, что именно делает выпь, готовясь к крику, — эта птица очень скрытная и хорошо маскируется. На редком видеоролике можно увидеть необычную прелюдию, когда при заглатывании воздуха горло выпи раздувается, а тело сотрясается в конвульсиях — как у кошки, которая отрыгивает шарик шерсти. Но кричащая птица остается практически неподвижной. Популяция выпи растет, и поэтому вполне возможно, что эту тайну вскоре удастся раскрыть. В 1997 г. в Великобритании насчитывалось всего одиннадцать самцов, издающих протяжные крики, а в 2012 г. их было уже не меньше сотни — это результат восстановления плавней, заросших камышом.

Ученые отмечали время, когда кричит выпь, чтобы попытаться понять назначение крика, а также его связь с успехом размножения. Тот факт, что самцы кричат перед спариванием, указывает, что самки оценивают конкурирующих самцов по силе звука. Выпь также кричит в период строительства гнезда, и это означает, что голос служит и для защиты территории.

Через полтора часа после нашего прибытия в заповедник начало светать, и выпи умолкли. Промерзнув до костей, мы пошли к машине. Внезапно я услышал гомон певчих птиц, окружавший меня со всех сторон. Оказывается, я так сосредоточился на низких звуках, издаваемых выпью, что не слышал высокочастотных трелей. В такой обстановке крик выпи легко принять за громкое свидетельство человеческой деятельности. Чтобы звук успокаивал, он должен быть явно естественным и не возбуждать нашу систему предупреждения об опасности. Если мы знаем источник звука или рядом есть специалист, который способен дать пояснения, мы причисляем звук к категории естественных и неопасных, и он нас успокаивает.

Месяца за два до путешествия в заповедник, где водится выпь, на конференции TEDx в английском Солфорде биолог Хизер Уитни рассказывала о том, как в процессе эволюции растения научились привлекать опылителей; например, некоторые орхидеи формой и запахом похожи на самок ос, и самцы, пытающиеся спариваться с цветком, разносят его пыльцу [167]. Это был очень интересный доклад, но больше всего меня взволновали новые акустические исследования, о которых Хизер рассказала мне позже, в кафе. Один из ее коллег обнаружил растения, листья которых имеют особую форму, чтобы привлечь опылителей — летучих мышей.

За пределами человеческого слуха лежит удивительный ультразвуковой мир. Летучие мыши слышат звуки, частота которых в основном превышает 20 000 Гц, или 20 кГц (1 кГц = 1000 Гц), верхний порог нашего звукового восприятия. Через три месяца после конференции TEDx я присоединился к группе из двух десятков человек, которые отправились на прогулку к летучим мышам в вересковые пустоши около деревни Гринмаунт в Англии. Встреча была назначена на парковке местного паба. Узнать гида было несложно — Клэр Сефтон, на футболке и чехле сотового телефона которой были изображены летучие млекопитающие, излучала энтузиазм. Ее научные интересы лежали в другой области, а конференции по летучим мышам были ее хобби; кроме того, она выступала в роли ветеринара-добровольца. Прежде чем мы отправились на прогулку в Керклис-Вэлли, она показала нам двух своих пациентов. Одним из них была большая летучая мышь, самый крупный представитель этого семейства в Великобритании, — с рыжевато-коричневым мехом, очень симпатичная, похожая на большую мышь с крыльями. Животное открывало рот и скалило зубы: Клэр сказала, что летучая мышь «нас внимательно рассматривает», посылая сигналы эхолокации. Второй пациент — обычный крошечный нетопырь, который за ночь может проглотить до 3000 насекомых, хотя длина его тела всего около 4 сантиметров.

Частота сигналов эхолокации слишком высока для человеческого уха, и на помощь нам пришло электронное оборудование. Клэр раздала детекторы летучих мышей: черные коробочки размером с первые сотовые телефоны, с двумя ручками настройки с надписями «Усиление» и «Частота». Когда начало темнеть, наш маленький отряд охотников за летучими мышами зашагал по тропинке между деревьями, сжимая в руках шипящие детекторы. Около старого железнодорожного моста мой прибор издал серию щелчков, словно кто-то быстро хлопал в ладоши. «Нетопырь», — сообщила Клэр, узнав животное по ритму сигналов. Каждый щелчок на самом деле был «писком», коротким импульсом с постепенно уменьшающейся частотой. Скорость следования сигналов меняется по мере приближения летучей мыши к объекту — пока импульсы не сливаются в один. В этот момент детектор издавал звук, похожий на рычание.

На следующий день я изучил несколько записей сигналов обыкновенного нетопыря. Лучший способ представить каждый сигнал — это спектрограмма, поскольку на ней отображается изменение частоты со временем. Спектрограммы, которые чаще используются для анализа речи, прекрасно подходят для визуализации звуков. На рис. 3.2 темные наклонные линии показывают, как за короткое время одного импульса (7 миллисекунд) частота уменьшается с 70 до 50 кГц.

Но как я мог слышать этот звук на детекторе, если его частота намного превышает границу диапазона моего слуха? Ультразвуковой микрофон воспринимает писк летучей мыши и изменяет тональность, приспосабливая ее к человеческому слуху [168].