О чем говорят животные: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Как и нотная запись, музыкальная стенография опиралась на человеческий слух. А у него есть ограничения. Мы не слышим звуки высокой частоты, мы не в состоянии уловить быстрые изменения частоты звука, т. е. частотную модуляцию, а она как раз и является одним из главных признаков, характеризующих песню данного вида. Наши уши не воспринимают и очень короткие паузы и быстрые трели. Ну, а запись песен особыми значками? Чем она не устраивала специалистов? Она не передавала ни тембра, ни видовых интонаций. По ней можно было судить лишь о ритмике и общем темпе песни.

Однако действительно ли единственным прибором зоологов были собственные уши, как я сказала в начале этого рассказа? Не погрешила ли я против истины? Не стоило ли рассказ построить иначе? Ведь техника все же была.

Веками люди пытались «поймать» и сохранить звук, но смог это сделать выдающийся американский электротехник и изобретатель Томас Алва Эдисон. Чуть больше ста лет назад, в то время, когда к голосам животных стали проявлять особый интерес, была изобретена «говорящая машина». Фонограф Эдисона — первый в мире звукозаписывающий и звуковоспроизводящий аппарат — состоял из валика, который вращался с помощью обычной ручки и был обернут оловянной фольгой. На этой фольге звук «чертил» бороздку. В рупор произносились слова, а на другом конце его находилась мембрана, соединенная с иглой. Под давлением звуковых волн мембрана начинала колебаться, и игла оставляла на фольге углубления. Если надо было прослушать запись, иглу ставили на звуковую дорожку, барабан вращался и мембрана излучала звуки, аналогичные записанным.

«Чудо-машины» фонографы победно шествовали по миру. На них записывали голоса глав государств, великих актеров, музыкальный фольклор. А одна из английских газет поместила даже объявление, что в Лондоне открывается училище, где с помощью фонографа будут обучать человеческой речи попугаев.

Первые записи голосов птиц были сделаны в 1898 году и в том же году на XVI Орнитологическом конгрессе в США они уже демонстрировались. В конце XIX века записали и стрекотание кузнечиков, сверчков и звуки, издаваемые обезьянами. Хотя фонограф был и первым переносным звукозаписывающим аппаратом, однако он мало что мог дать специалистам. С такой техникой нельзя было проводить полевые работы, да и качество записей оставляло желать лучшего.

Мытарства, длившиеся десятилетия, закончились сравнительно недавно. Магнитофоны — именно они — коренным образом изменили положение дела, дали возможность оперативно запечатлевать звуки, издаваемые животными. О качестве записей, сделанных на магнитной ленте, говорить не приходится: оно общеизвестно. Другое преимущество — эти записи можно использовать многократно. И, наконец, еще одно их громадное достоинство состоит в том, что они позволяют использовать объективные методы анализа сигналов. Звуковые колебания превращают в электрические и всесторонне исследуют с помощью очень точных приборов: спектрометров, сонографов, осциллографов. Сонограммы и осциллограммы показывают общую структуру сигнала, его общий рисунок, количество слогов, из которых он состоит, длительность слогов и интервалов между ними. Кроме того, по осциллограммам можно получить представление, как с течением времени меняется интенсивность звука, а по сонограммам — частота звука, т. е. узнать характер частотной модуляции в сигналах. Итог: за последние два десятилетия биоакустика получила сведений о голосах животных гораздо больше, чем за все предыдущие века.

Год от года растет и число магнитных дисков с записанными на них сигналами самых разных животных и число фонотек — хранилищ запечатленного звука. В фонотеках мира теперь есть записи многих видов членистоногих, рыб, рептилий, птиц, млекопитающих, представлены все моря и континенты. Большими коллекциями располагает фонотека Корнелльского университета (США). Лишь один каталог записей голосов, хранящихся в ней, составляет 17 объемистых томов. В каталоге звукозаписей Британской радиовещательной компании — более 400 видов голосов птиц. В Швеции, ГДР, ФРГ, Франции и других европейских странах тоже собраны коллекции записей.

Первая фонотека в нашей стране была создана в Ленинградском государственном университете 20 лет тому назад. Основу коллекции составили записи профессора А. С. Мальчевского. Ленинградцы располагают такими редкими записями, как крик самки филина, звуки, издаваемые средним кроншнепом, гаршнепом. У них есть уникальные записи говорящих птиц. Всего в фонотеке ЛГУ хранятся записи 700 различных сигналов 80 видов птиц. В отличие от фонотеки ЛГУ фонотека МГУ, организованная несколько позже, имеет больше всего записей звуков рыб: акул, осетров, вьюнов, зеленушек, морских петухов… Однако крупнейшее в СССР собрание звукозаписей находится в самой молодой фонотеке нашей страны, созданной в Академии наук СССР при Институте биологической физики в подмосковном городе Пущине. Возглавляет ее доктор биологических наук Б. Н. Вепринцев, его записи составляют и ее основной фонд. Вепринцев побывал с магнитофоном в Рязанской и Орловской областях, на островах Белого моря, в Закавказье, Средней Азии, на Дальнем Востоке… Ему удалось записать голоса свыше 300 видов животных, большей частью птиц. Б. Н. Ве-принцевым был организован и выпуск серии грампластинок «Голоса птиц в природе». Их появление дало возможность зарубежным орнитологам познакомиться с голосами птиц фауны СССР и, несомненно, способствует обмену научным материалом между советскими учеными и исследователями разных стран.

Разговор разговору — рознь

Говорят… крыльями

Приближается вечер, и кузнечики, объединившись в хор, так жизнерадостно стрекочут, что их оптимизму можно лишь позавидовать. Однако, присев отдохнуть на опушке и внимательно понаблюдав за происходящим рядом, замечаешь, что соплеменники кузнечиков, хотя и обладают по сравнению с ними меньшими вокальными способностями, но тоже не молчат. Как недавно выяснилось, среди летающих, прыгающих и бегающих шестиногих существ любителей петь много. Уже сейчас известно около десяти тысяч видов насекомых, издающих звуки. Песни их можно услышать и утром, и днем, и ночью. Уверена, каждый согласится со мной, что без этих песен очарование природы было бы неполным.

Но каким образом выводят свои самые разнообразные мелодии существа, не имеющие голосового аппарата, с помощью которого поют, скажем, жаворонки или наводят тоску волки? Взять, к примеру, муху. Как она жужжит? Оказывается, очень просто: крыльями. «Что у мухи звук в крыльях, ты убедишься, слегка их подрезав или по меньшей мере слегка намазав медом так, чтобы она не вполне лишилась возможности летать. Ты увидишь, что звук, производимый движением крыльев, будет глухим и тем более изменится из высокого в низкий, чем больше будет помеха у крыльев».

У пчел тоже «звук в крыльях». Пчела, которая летит с нектаром и пыльцой, взмахивает крыльями 300 раз в секунду, ненагруженная — 440 раз, вот и получаются всем хорошо известные звуки. Крыльями «поют» осы, стрекозы, шмели, а нежная песенка комаров-звонцов возникает потому, что они успевают сделать в секунду 2200 взмахов.

Но если можно «петь» крыльями, отчего тогда не жужжат и не пищат бабочки, ведь они тоже машут крыльями? Все дело в том, что махаон, например, взмахивает ими 5 раз в секунду, брюквенница — 6, а траурница чуть больше — 10. Колебания воздуха, производимые их крыльями, настолько редки, что наши уши их не воспринимают, и полет этих бабочек нам кажется совсем беззвучным. Однако нет правил без исключений. По сравнению со своими дневными сестрами ночные бабочки — чемпионы: они взмахивают крыльями около 50 раз в секунду, в результате, когда они пролетают вблизи от нас, мы и слышим характерное гудение.

Насекомые — удивительные существа во многих отношениях. Вряд ли какой класс животных выдержит соперничество с ними по разнообразию в расположении звуковых органов. Всего их насчитывают 25 типов, и порой они находятся в самых неподходящих, конечно, с нашей, человеческой, точки зрения местах.

У кузнечиков звуковой аппарат располагается на надкрыльях. На правом надкрылье есть так называемое зеркальце — тонкая туго натянутая резонирующая мембрана. Она окружена толстой жилкой, образующей рамку. На левом надкрылье (оно лежит обычно на правом), на его внутренней поверхности, расположена жилка с мелкими зубчиками: число их может доходить до 80. Называется эта жилка стридуляционной. Как же кузнечик извлекает звуки с помощью своего «музыкального инструмента»? Когда он принимается сдвигать и раздвигать надкрылья, зазубренная жилка трется о рамку зеркальца и раздается стрекотание. По сравнению со сверчком кузнечик — левша. У сверчка стридуляционная жилка находится на правом надкрылье.

В Крыму, на Кавказе и в Ставрополье живут понерины — одни из самых примитивных муравьев. Некоторые из них устраивают свои гнезда под низким зеленым мхом в борах. Нелестное имя — бульдоги — эти муравьи получили за то, что вцепляются во врага мертвой хваткой. Но интересны понерины еще и тем, что могут издавать звуки, подобно кузнечикам и сверчкам, с помощью стридуляционного органа. Если взять увеличительное стекло, можно увидеть, как это происходит: между первым и вторым сегментом брюшка находится полоска тонких черточек, по которой ходит скребок. Родственники наших понерин, живущие в Австралии, имеют настолько сильно развитые звуковые органы, что даже получили название поющих муравьев. Стридуляционные органы, действующие по принципу «ногтем по гребню», имеют и жуки. Жук-могильщик двигает «ногтем», находящимся на конце надкрылий, по «гребню»— полоске с насечками, расположенной на брюшке. Сходные по строению стридуляционные органы существуют даже у личинок жуков-оленей, навозников, пассалид.

Если было бы возможно собрать всех поющих насекомых и устроить смотр певцов, самыми голосистыми среди них оказались бы цикады. Цикады, живущие в Южной Америке и Индии, издают звуки, которые по силе и резкости равны свистку паровоза. Чарлз Дарвин во время своего путешествия на «Бигле» слышал цикад, когда корабль находился в четверти мили от берега Бразилии.

Цикады не только голосисты. Древние греки считали их первоклассными певцами, они им поклонялись и посвятили Аполлону. Дошедшая до нас легенда рассказывает, как во время состязания арфистов Эвона и Аристона на арфе Эвона лопнула струна. И вдруг откуда ни возьмись прилетела и, сев на инструмент, громко запела цикада. Ее пение настолько всем понравилось, что она была признана победительницей.

В Греции и Китае, чтобы изо дня в день можно было слушать пение этих насекомых, их держали в клетках. Песни цикад и сейчас считают красивыми французы и индонезийцы. Однако мнение по поводу песен цикад далеко не единодушно. В противоположность древним грекам римляне терпеть не могли цикад, да и в наше время многие считают их пение, мягко говоря, не ласкающим слух. Однако, как гласит народная мудрость, о вкусах не спорят. Хорошо ли, плохо ли поют цикады — пусть решает каждый сам. Мы же постараемся по возможности незаметно подойти к цикадам, которые забрались на высокие стебли трав, и, поймав одну, попытаемся рассмотреть, каким образом распевает она свои песни.

«Инструмент», при помощи которого цикады извлекают звуки, располагается по бокам первого сегмента брюшка и представляет собой две выпуклые гофрированные мембраны. К ним подходят мощные мышцы, которые, сокращаясь, прогибают мембраны внутрь тела. Едва мышцы расслабятся, они возвращаются в прежнее состояние. Чтобы яснее представить себе происходящее, надо вспомнить, как можно заставить звучать консервную банку с выпуклым дном: то вдавливая его внутрь, то отпуская.

Но простимся с цикадами и, затаившись, посидим немного в лесу у дерева. Если повезет, удастся услышать такие звуки, что подумаешь: внутри ствола спрятаны часы. На самом деле все это хитрости жуков, которые живут в мертвой древесине,— точильщиков. Звуки, напоминающие тиканье часов, они издают, стуча головой о стенки своих ходов. Подобным образом поступают и солдаты термитов. А многие сеноеды, веснянки и жуки издают звуки, стуча кончиком брюшка. Для усиления звука кое-кто из них специально прикасается брюшком к сухим листьям или каким-то предметам, которые могут служить резонаторами.

Чтобы стрекотание было слышно издалека, древесный сверчок, который сам по себе сравнительно мал, прежде чем начать петь свою песенку, заранее подготавливается. Выбрав мясистый лист, он выгрызает в нем ямку в форме груши, которая соответствует размерам его тела. Потом всовывает туда голову и переднюю часть туловища, а крылья оставляет снаружи: прикрывает ими ямку. Лишь после этого сверчок принимается стрекотать. При таком резонаторе звуки получаются необычайно громкими.

Пожалуй, нельзя не отметить и изобретательность жука-бомбардира. Он устраивает «взрывы», выбрасывая из брюшка моментально испаряющуюся жидкость, которая состоит из азотнокислых солей и окиси азота. Бомбардир может устроить несколько «взрывов» подряд. В момент, когда они происходят, и раздаются своеобразные звуки.

Фантазии бомбардира недоступны бабочке мертвая голова. Однако она заслужила того, чтобы ее можно было выделить среди ближайших сородичей: не найдется, наверное, еще ни одного насекомого, звукообразующий орган которого ученые бы искали так долго.

Крупная (размах крыльев до 12 сантиметров) бабочка получила свое название потому, что темную пушистую ее спину украшает своеобразный рисунок, напоминающий человеческий череп. Издавна эта бабочка вызывала у людей разных стран страх. И дело было не только в ее внешности. Самый настоящий ужас наводила «заупокойная песня» бражника: мертвая голова — единственная бабочка, которая умеет кричать. Крик ее резкий и пронзительный. Но как он рождается? Первым решил ответить на этот вопрос французский физик и натуралист Рене Антуан Реомюр. Было это в тридцатые годы XVIII века, но лишь к 1950 году ученым удалось точно установить, каким образом издает бабочка звуки. Оказалось, что эпифаринкс (вырост на внутренней поверхности верхней губы) у мертвой головы по сравнению с другими насекомыми очень сильно развит. У бражника он подобен настоящей нёбной занавеси, снабжен мышцами, которые его поднимают и опускают. Он может даже совсем закрывать глотку. Исследования показали, что эпифаринкс представляет собой тонкую гибкую хитиновую пленку и принимает самое непосредственное участие в образовании звуков. Пленка эта вибрирует, как и наши голосовые связки.

Когда ученые записали на магнитофон и проанализировали крик бабочки с помощью осциллографа и других приборов, выяснилось, что он состоит из двух частей: низкого звука, длящегося 0,16 секунды, и пронзительного писка, продолжительность которого 0,07 секунды. При всасывании воздуха через хоботок в глотку эпифаринкс начинает вибрировать и возникает первый звук. Но вот бабочка начинает выдавливать воздух обратно. Эпифаринкс приподнимается и образуется писк.

Сигналы из плавательного пузыря