Голод, как известно, — не тетка. Где же мышиный «город»? Кажется, нашла. На нос, конечно, можно рассчитывать, но сейчас, пожалуй, лучше послушать, что делается внизу, под снегом. Может, запищит полевка или донесутся звуки, свидетельствующие, что какой-нибудь обитатель «города» завтракает сухой травой. Лиса усаживается поудобнее. Она способна услышать писк, раздавшийся от нее даже в 250 метрах. За целых полкилометра обнаруживает она, что на опушке в березняке перелетают с ветки на ветку тетерева. А если на таком же расстоянии от нее пролетит ворон, она непременно поднимет голову и проводит его взглядом.
Под стать лисице волк. Вот что пишет о нем знаток животных Н. А. Зворыкин: «Судя по поведению волка, из всех органов чувств слух его стоит на первом месте. Я не сомневаюсь, что волк слышит на расстоянии километра глухой шорох лыж даже по жухлой снежной пелене…»
Белый медведь различает скрип шагов человека, идущего против ветра, за двести метров, а шум вездехода или трактора он способен услышать задолго до того, как о их приближении догадаемся мы. Медведь может уловить эти звуки на расстоянии нескольких километров. Прекрасен слух и у косули. Она слышит шелест листов полевой тетради за 100 метров.
Несмотря на разнообразие слуховых органов животных и простоту некоторых из них, все они довольно тонкие «приборы». Наше ухо способно воспринимать столь слабые звуковые волны, что барабанная перепонка перемещается под их давлением всего лишь на 0,000000001 сантиметра — расстояние в десять раз меньшее диаметра самого маленького атома — атома водорода. А уши кузнечика слышат колебания, амплитуда которых составляет половину диаметра того же атома.
Обычно, когда речь заходит о том, кто же из животных является чемпионом слуха, называют летучих мышей. И действительно, ни одно из существ, обитающих на -Земле, не может соперничать с ними. Летучие мыши способны воспринимать ультразвуки очень высокой частоты.
Несколько лет назад были проведены опыты. У остроухих ночниц и больших подковоносов вырабатывали условный рефлекс на звуковой раздражитель, частоту которого меняли, причем звучал он то слева, то справа от места старта летучих мышей. Если зверьки выбирали направление правильно, их ждало вознаграждение — мучные черви. Когда эксперименты закончились, оказалось, что летучие мыши довольно четко реагировали даже на сигналы, частота которых была 200 тысяч герц.
Рукокрылые распространены почти по всему земному шару, нет их лишь за Полярным кругом. Летучих мышей насчитывают 800 видов. И, конечно, сигналы их отличаются и по частоте и по интенсивности. Наибольшей интенсивностью обладают ультразвуки, издаваемые зверьками, которые питаются насекомыми и рыбой: у них она по сравнению с таковой у других видов выше в 1000 раз. Чтобы обезопасить себя от сверхсильных звуков, мыши или складывают ушную раковину, или закрывают наружный слуховой проход. Успешно справляются уши мышей и с другой не менее важной задачей: улавливают эхо, которое в 2000 раз слабее посланного сигнала.
Из всех зверьков наиболее чувствительный слух, по-видимому, у большого рыболова, который живет в дуплах и пещерах по берегам озер и морей. Эти зверьки пеленгуют ультразвуками плывущую в воде рыбу. При прохождении импульса в воду и обратно теряется 99 процентов его интенсивности, т. е. происходит падение энергии почти в миллион раз, однако уши рыболова улавливают и такую малость, и в его цепких лапах оказывается добыча.
Ультразвуки, правда, гораздо меньшей частоты, чем летучие мыши, издают и слышат и многие другие животные. Кузнечики воспринимают колебания до 100 килогерц, саранча — до 90, сверчки — до 50, пауки — до 45 килогерц. Верхний диапазон слуха у сороки и серой неясыти — 21 килогерц, у снегиря — 25, зяблика — 29, а у скворца — 35 килогерц. Обнаружена ультразвуковая сигнализация у рыжих полевок, лесных и жел-тогорлых мышей. Недавно установлено, что и ежи воспринимают звуки от 250 герц до 45 килогерц. А что собаки слышат звуки, не доступные человеческому уху, известно давно. Многих, кто приходил в цирк смотреть выступления известного дрессировщика Дурова, приводила в изумление собака, которая умела «читать мысли». Все же объяснялось очень просто: она выполняла приказы, которые дрессировщик отдавал ей ультразвуковым свистком.
Судить о том, развит ли слух, можно и по тому, насколько тонко животные могут различать частоты. Человек наиболее чувствителен к звукам с частотой от 1000 до 4000 герц. В этом диапазоне он способен отличить один звук от другого, если разница в частоте будет равной 5 герцам. В противном случае звуки ему будут казаться одинаковыми. Из птиц близки к человеческим дифференциальным порогам попугаи: они могут отличать частоты приблизительно так же, как и люди.
Способности голубей и кур, у которых звуковое общение развито меньше, в несколько раз ниже.
Что касается рыб, то чемпионами слуха среди них являются обладатели веберова аппарата и плавательного пузыря. Молодые рыбки по сравнению со взрослыми воспринимают звуки более высоких тонов.
Когда звук характеризуется какой-нибудь одной частотой, его называют чистым тоном. Обычно чистый тон получают с помощью камертона и звукового генератора. В проведенном несколько лет назад эксперименте такие звуки использовали для проверки остроты слуха рыб. Одни из чемпионов — гольяны — продемонстрировали незаурядные способности. Запомнив однажды какой-то тон, они «держали его в уме» целых девять месяцев. Наиболее одаренные из них выучивали даже по пять звуков и ни в коем случае не путали тон, означающий, что сейчас будет чем поживиться, от более низкого или более высокого звука. Но гольяны оказались способными различать не только один тон от другого. Они могут дифференцировать звуки, отличающиеся на четверть тона. Гольяну с его острым слухом, конечно, надо отдать должное, но нельзя обидеть и карликового сомика. Эта рыбка замечательна тем, что чувствительность ее слуха поразительна. Уши карликового сомика улавливают такие же слабые звуки, как и уши человека.
Зачем олень шевелит ушами!
Было это несколько лет тому назад, в Черноморском заповеднике. Лесов там, как в средней полосе России, не найдешь, зато есть колки — зеленые оазисы, резко выделяющиеся среди степной или пустынной растительности. И вот однажды на одном из кордонов глазам моим предстало прекрасное зрелище: на фоне изумрудной листвы стоял ярко-рыжий с белоснежными пятнами олень. Его появление было неожиданным и сам он, застывший как изваяние, казался нереальным, если бы не уши. Они его выдавали. По ним было ясно — олень настороже, пытается уловить, ждет ли его какая опасность.
Еще в детстве, когда нам читают сказку про Красную шапочку и Волка, мы усваиваем, зачем нужны животным большие уши. Волк отвечает правильно: «Чтобы лучше слышать». Но не все животные используют уши в этих целях: у слонов, свиней, зайцев они служат в основном для того, чтобы регулировать температуру тела при жаре. Есть еще одна очень важная функция у ушей — защитная. Наружное ухо предохраняет барабанную перепонку и остальные структуры среднего уха от вредных воздействий. Благодаря ему в слуховом проходе вблизи барабанной перепонки все время поддерживается постоянный уровень температуры и влажности независимо от колебаний температуры и влажности во внешней среде. В результате барабанная перепонка всегда упруга. Однако эти уточнения хоть и нужны, все же они никак не умаляют правильности ответа Волка. А подтверждают его ответ эксперименты: при удалении ушных раковин у большинства животных значительно снижается чувствительность слуха. Раковины не только способствуют определению характера и направления звука, но усиливают попадающие в них звуки и выделяют наиболее важные для животного сигналы. Задача эта решается тем успешнее, чем больше уши по размеру, чем сложнее их внутренняя поверхность, на которой имеются специальные клапаны, наконец, чем подвижнее сами уши.
Все сухопутные животные определяют, откуда раздался звук, благодаря наличию двух ушей. Если источник звука справа, звук до правого уха доходит на какую-то долю секунды раньше, чем до левого. Мы замечаем эту разницу, хотя она подчас составляет всего 0,00003 секунды.
Олени и другие копытные животные, а также многие хищники не могут менять, как захотят, ни форму, ни объем ушной раковины. И поэтому, чтобы уши их улавливали звуки, действуя наподобие локаторов, они должны ими двигать в том или ином направлении. У некоторых групп животных число мышц, обеспечивающих перемещение ушных раковин в разных плоскостях, достигает 19. В результате с большой точностью анализируются участки пространства, которые их особенно интересуют. А способность двигать одним ухом независимо от другого дает возможность животным концентрировать свое внимание на двух звуках одновременно.
Чтобы ежи могли точнее определять, откуда исходит звук, природа снабдила их очень интересным приспособлением. В среднем ухе ежа кроме истинной барабанной перепонки обнаружена еще одна: ложная. Эта перепонка более тонкая, обычно слабо натянута и не очень упруга. Как считают ученые, она резко увеличивает воспринимающую поверхность среднего уха. Кроме того, эта перепонка, видимо, увеличивает силу звуковой волны и удлиняет интервал между поступившим в ухо первым сигналом и вторым, который передается через систему слуховых косточек и истинную барабанную перепонку. То, что два сигнала поступают в каждое ухо неодновременно, увеличивает возможности ежа. Это позволяет ему лучше слышать, откуда доносятся звуки, производимые другими ежами или добычей. Вовремя успевает он определить, с какой стороны приближается хищник (по звукам, сопровождающим его движение), и свернуться в клубок.
Из птиц, пожалуй, лучше всех распознают, откуда доносится звук, совы. Эксперименты американского орнитолога Роджера Пейна и советских исследователей В. Д. Ильичева и А. Г. Черного показали, что сипухи и ушастые совы, которые обладают наивысшей точностью локации, могут определить место, где находится мышь, с точностью до одного градуса.
Почти все совы, как известно, ночные охотники. Конечно, в лунные светлые ночи и в сумерках можно ловить добычу, пользуясь зрением. Ну, а что делать в остальные дни, когда на небе сплошь тучи и облака? Потуже затягивать ремень на животе? Но ведь так долго не продержишься, и выходит, что у сов волей-неволей должен был развиться прекрасный слух. Прежде чем рассказать о нем, надо сделать небольшое отступление.
Еще недавно считалось, что у птиц нет ушных раковин. Однако исследования профессора В. Д. Ильичева показали, что почти все птицы, как и звери, имеют ушные раковины, правда, весьма оригинальные: наружное ухо пернатых образовано специфически устроенными перьями.
Теперь вернемся к совам. Слуховой аппарат их во многом необычен. У некоторых видов ушные раковины достигают особенно больших размеров. Образованы они высокими кожными складками с растущими на них перьями. Часть перьев расположена впереди слухового отверстия, а часть — сзади. Жесткие перья слуховых раковин и перья, которые растут концентрическими рядами вокруг клюва, образуют так называемый лицевой диск. По характеру своего действия он больше напоминает ухо ночных млекопитающих, чем прочих птиц. Прежде всего, лицевой диск очень подвижен. Перемещаться может не только каждое перо (кстати, у ушастых сов их количество достигает 600, у чомги же, например, их всего около двух десятков). Передвигаются вперед и назад складки, слои перьев. Все это позволяет совам настраиваться на звуки определенного направления. Они настораживаются, как олени или козы, когда начинают усиленно прислушиваться, поводя своими ушами.
Есть еще одна редкая особенность у сов. Уши у них расположены резко ассиметрично. На правой стороне головы кожная складка находится над слуховым отверстием, направляя его ось вниз, а на левой стороне — наоборот, под слуховым отверстием. Эксперименты показали, что благодаря такому расположению ушей совы очень точно лоцируют звуки. Второе преимущество заключается в том, что локацию они могут осуществлять и в горизонтальной плоскости и в вертикальной.
Когда сова охотится, ей приходится улавливать довольно слабые звуки. Удается это и потому, что ее барабанная перепонка, имеющая форму шатра, сильно увеличена по сравнению с барабанными перепонками многих других птиц. Размер ее почти такой же, как у ягуара или льва. В результате давление звуковой волны, передаваемое во внутреннее ухо, усиливается без малого в 40 раз (у человека лишь в 18 раз).
Острота слуха сов, конечно, во многом зависит от развития слуховых центров головного мозга. Они у этих птиц отличаются большой сложностью. Если сравнить данные исследований, то окажется, что первое место принадлежит болотной сове: в ее слуховых ядрах 46010 нейронов, потом идет мохноногий сыч — 40360, неясыть — 39270, ушастая сова — 35870 нейронов. Чтобы было ясно, насколько велики эти цифры, для примера можно взять сизого голубя. В жизни этой птицы и общение и ориентация с помощью звука менее важны. У него слуховых нейронов чуть больше 8 тысяч.
Имея такой совершенный слуховой аппарат, сова, когда стемнеет, отправляется на охоту. Лучше всего ей, безусловно, подходят места, где мало травы или вообще ее нет: там полевки сове более доступны. Охотно посещают совы опушки, обочины дорог, островки редкого леса, одинокие деревья среди полей и лугов. Медленно облетая участок, ушастая сова слабо взмахивает крыльями, часто останавливается в воздухе или просто перелетает с одного дерева на другое, выбирая для посадки ветви на высоте от 3 до 9 метров от земли. Зная параметры сигналов, которые могут раздаться, она прислушивается.
Хорошо всем знакомые «ушки» совы никакого отношения к слуху не имеют. Больше того, когда сова настораживается, «ушки» исчезают, зато расширяется лицевой диск. Физиономия ее становится из мрачной удивленно-круглой. Услышав звук — писк грызунов, а чаще их шорох, сова мгновенно поворачивает голову, туловище и, сорвавшись с сучка, с большой скоростью — 5 метров в секунду — устремляется вниз по прямой, соединяющей ее голову с местом нахождения жертвы. Чтобы поддерживать определенное соотношение сигналов, поступающих в правое и левое ухо, пока сова летит, диск ее повернут таким образом, что линия взгляда совпадает с направлением движения. Не долетев 20—30 сантиметров до места приземления, она устанавливает лапы в точку, где перед этим была голова и, прищурив глаза, хватает полевку раскрытыми когтями. Вскоре лицевой диск совы снова будет в боевой готовности: семье сов для нормальной жизни нужно поймать в сутки не менее четырех зверьков.
Летучие мыши имеют уши еще лучше совиных. Эти внешне необычные зверьки используют и не очень распространенный в природе способ ориентации в пространстве и ловли добычи: эхо. Посылая сигналы-импульсы, летучие мыши улавливают их, когда они отразятся от препятствия — и тогда они его обходят, или от добычи, которая тут же ловится. Пространственный анализ их настолько тонок и точен, что по отраженным сигналам летучие мыши могут определять форму предмета, т. е., как и дельфины, способны к «звуковидению».