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

Клэр смогла узнать голос обыкновенного нетопыря, потому что каждый вид летучих мышей использует для эхолокации свою частоту и детектор издает разные звуки. Например, большая летучая мышь издает звук, похожий на звучное причмокивание, сопровождающееся слабым гудением. Специалисты могут по характеру сигналов также определить, чем занята летучая мышь: слетела с насеста, ищет еду, просто летает или переговаривается с сородичами.

Меня особенно удивило то обстоятельство, что голосовой и слуховой аппарат летучих мышей практически не отличается от человеческого. Чтобы издавать звуки такой высокой частоты, животные должны максимально использовать возможности организма млекопитающих. Некоторые виды летучих мышей способны издавать звуки частотой 200 кГц, а это означает, что щели между их голосовыми связками открываются и закрываются 200 000 раз в секунду. Правда, в их голосовом аппарате присутствует важное усовершенствование: тонкие и легкие мембраны на голосовых связках, способные вибрировать с очень высокой частотой.

Рис. 3.2. Сигнал обычного нетопыря

Летучие мыши не только берут очень высокие ноты, у них еще необыкновенно громкий голос. Сила звука может достигать 120 децибел — аналог рева пожарной сирены с расстояния всего 10 сантиметров [169]. Такие уровни звука могут повредить слуховую систему млекопитающего, поэтому мышцы в ушах летучей мыши рефлекторно сокращаются, смещая крошечные косточки среднего уха, что ослабляет вибрацию, передающуюся от барабанной перепонки к внутреннему уху. У человека тоже есть этот акустический рефлекс, но его эволюционное назначение остается неясным. Возможно, он защищает наш слух от слишком громких звуков — как у летучих мышей. Или уменьшает громкость собственной речи, чтобы человек мог расслышать другие звуки [170].

Мы сошли с тропинки и, спотыкаясь о корни деревьев (не взять фонарь на ночную прогулку было ошибкой), побрели через лес к небольшому пруду. Но наши страдания окупились сполна — мы услышали, как над водой охотится на насекомых ночница Добентона. Эти животные устроили гнездо под гигантским кирпичным мостом, и наши приборы периодически оживали, издавая звуки, напоминающие отдаленную пулеметную стрельбу. Вооруженный детектором, я смог оценить, как много летучих мышей обитают в долине. Просто удивительно, что раньше я ничего не знал об этих окружающих меня звуках. В одном из интервью Крис Уотсон, занимающийся записью звуков природы, объяснял, что, слушая летучих мышей, преследующих добычу, совсем по-другому взглянул на озеро Вирнви в Уэльсе: «Это место полностью изменилось, в ультразвуковом диапазоне из мирного и безмятежного места, каким его воспринимало человеческое ухо, оно превратилось в кровавое побоище» [171].

Что еще мы не слышим? В своей лаборатории в Бристольском университете в Англии Марк Холдерейд так обстоятельно и с таким энтузиазмом отвечал на мои вопросы, что я чуть не опоздал на поезд. Он объяснил мне, что летучие мыши слышат не только насекомых и друг друга, но и звуки, отражающиеся от растений. Марк и его коллеги исследовали кубинскую лиану Marcgravia evenia, листья которой особенно хорошо отражают ультразвук, что выделяет ее на фоне остальных растений в джунглях. Лиана имеет изогнутый стебель с кольцом листьев на конце. Последний лист расположен вертикально над цветком и образует вогнутую полусферу, отражающую ультразвуковые сигналы летучих мышей.

Когда животное летит сквозь лес, оно слышит очень сложный сигнал отражения от всей растительности. Эхо мерцает и постоянно меняется. Но последовательность звуков, отражающихся от вогнутого листа лианы, остается почти неизменной, независимо от угла отражения. Поэтому лиана оказывается единственным объектом в джунглях, дающим стабильный ответ на сигнал эхолокации. Более того, полусфера листа фокусирует и усиливает ультразвук, так что летучая мышь может слышать растение издалека. Марк и его коллеги подтвердили эти акустические свойства лианы лабораторными измерениями, использовав крошечный динамик для излучения ультразвука и микрофон, воспринимающий отражения от листа.

Но есть ли у нас доказательства, что летучие мыши обращают внимание на сигнал, отраженный от листа? Обучив животных находить кормушку в лаборатории, наполненной искусственной листвой, исследователи продемонстрировали, что в присутствии полусферического листа лианы животные находят пищу в два раза быстрее. В джунглях лиана повышает свои шансы на опыление, привлекая летучих мышей вогнутым листом; сами летучие мыши высасывают из цветка нектар [172].

В лаборатории Марка я увидел также высушенных мотыльков с необычно длинным хвостом. Подобно лиане, эти мотыльки эволюционировали, чтобы приспособиться к эхолокации, которую используют летучие мыши. У некоторых видов развилась чувствительность к ультразвуку только для того, чтобы слышать летучих мышей. Длинный хвост служит ложной целью для эхолокации. Как истребитель выпускает ложные цели, чтобы обмануть управляемые радаром ракеты, так и мотылек жертвует хвостом-обманкой, чтобы защититься от летучих мышей. Желтая сатурния мадагаскарская в лаборатории Марка имеет раздвоенный хвост, каждая часть которого в шесть раз длиннее тела. Обе половинки оканчиваются завитками, и измерения Марка показывают, что хвосты эффективно отражают ультразвуковые сигналы, приходящие со всех сторон, имитируя отражения от крыльев меньшего по размерам мотылька. Марк продемонстрировал, что в 70 % случаев летучая мышь атакует хвост, а не туловище насекомого; мотылек теряет хвост, но сохраняет жизнь.

Крис Уотсон, увлекающийся записью звуков природы, называет океан «самой богатой звуковой средой на планете». «Мы высокомерно считаем, что живем на планете Земля, тогда как 70 % ее поверхности занимает океан», — отмечает он [173]. Иллюстрируя свою точку зрения, Крис рассказал мне об экспедиции в Арктику, где у побережья острова Шпицберген в архипелаге Свальбард он повстречал бородатых тюленей, поющих под толстым слоем льда. Он опустил гидрофоны (подводные микрофоны) в черную неподвижную воду через полыньи, проделанные тюленями. Криса заворожили голоса тюленей, — казалось, звуки приходят с другой планеты: «Это практически невозможно описать. Если использовать клише, это похоже на хор инопланетных ангелов» [174]. Тюлени издают тягучее, продолжительное глиссандо, не умолкающее несколько десятков секунд. Похожий звук можно извлечь из цуг-флейты, если из нее постепенно выдвигать поршень. По всей видимости, длинные глиссандо привлекают самок, так что продолжительность песни имеет значение.