9870 St Vincent Place, Glasgow, DC 45 Fr 45.

+1 800 559 6580

Бернгард Гржимек. Животные рядом с нами

Фото

Бернгард Гржимек. Животные рядом с нами

Читать книгу сначала: Животные рядом с нами

ЗАГАДКИ СЛУХА

Сидишь ночью на опушке и наслаждаешься безмятежным покоем, хотя вокруг все насыщено пронзительными звуками, издаваемыми мотыльками, другими насекомыми, летучими мышами. Но люди не слышат этого, подобно радиоприемнику старой марки, настроенному на узкий диапазон радиоволн. Вместе с тем у людей совсем не такой уж плохой слух, и дело лишь в диапазоне улавливаемых звуковых волн. К тому же не все живые существа, обитающие в этом мире, слышат в нашем понимании этого слова. Некоторые из позвоночных, например змеи, совершенно глухи; в мире безмолвия живут также черви, раки, моллюски. Иное дело зрение. Им владеет большая часть животных, хотя не у всех оно цветное и не всегда столь острое, как у человека и шимпанзе или, например, у орлов и канюков.

Если тронуть любую струну скрипки, она начнет колебаться, но частота колебаний будет различной, завися от длины, толщины и натяжения каждой из струн. Скажем, струна «а» колеблется с частотой 200 герц, а струна «б» — с частотой 65 герц. С такой же частотой колеблется воздух, приводимый в волновое движение. Достигнув уха, колебания воздуха раздражают определенные чувствительные клетки, а те в свою очередь посылают в мозг слабые электрические импульсы, воспринимающиеся им в виде звуков.

Вот у пруда пляшет рой комаров, но в тот момент, когда с железной дороги доносится пронзительный свист локомотива, весь рой, вздрогнув, тут же опускается. Можно решить, что комары услышали свисток. Но это будет поспешным суждением. Звук не обязательно слышать, его можно осязать. Совершенно глухой человек, приложив кончики пальцев к гортани другого человека, в принципе может понять его. Элен Келер была слепа и глуха. Но, обладая волей огромной силы, она сумела получить высшее образование. Более того, ей даже удалось научиться играть на органе и наслаждаться музыкой.

Комнатная муха взмахивает крыльями 320 раз в секунду, а пчела — 190. Редкие колебания, например с частотой 16 герц, воспринимаются как звуки очень низкой тональности, как гудение. Частые же колебания воздуха мы оцениваем как пронзительные, звенящие или жужжащие. Именно такие колебания вызываются крыльями насекомых. Среди птиц этим же свойством отличаются колибри, невероятно часто взмахивающие крыльями. Вероятно, поэтому по-английски их называют «хэмминг бёдз», то есть жужжащими птицами. Ни одно другое позвоночное животное не в состоянии так часто и долго махать крыльями, у него бы начались судороги.

Муха делает в секунду сотни взмахов крыльями, и, пожалуй, можно представить, что ее нервы воспринимают в отдельности каждое волновое колебание воздуха, возникающее в полете другой мухи при каждом взмахе ее крылышек. Возможно, что она воспринимает колебания в виде звуков, хотя это и не доказано. Если осторожно прикоснуться пальцем к камертону, звучащему на очень низкой ноте, то мы почувствуем его вибрацию. Следовательно, в одно и то же время слух воспринимает колебания в виде звуков, а осязание — в виде движения.

Если, имитируя звук з-з-з-иии, направить его источник на ярко окрашенную гусеницу бражника, то, придя в неистовство, она начинает дергать головой и кончиком хвоста вправо и влево. Это движение инстинктивное, и вызвано оно стремлением избавиться от страшного врага — осы-наездницы, которая издает похожий пронзительный звук, когда вонзает в гусеницу свой длинный меч-яйцеклад, чтобы отложить в ней яйца. Бесспорно, что гусеница реагирует на звук, но мы не можем утверждать, что она его именно слышит.

«Счастливо живут цикады, ведь у них немые жены»,— зло заметил древнегреческий историк и писатель Ксенофонт. И действительно, у кузнечиков и сверчков «поют» только самцы, и делают они это иначе, чем мы. Для того чтобы произвести звук, мы должны выдохнуть из легких воздух, заставляющий голосовые связки звучать. Голоса насекомых рождаются зачастую совсем в других частях туловища, например на брюшке или на ножках. Таракан музицирует, проводя лапкой по своего рода стиральной доске, которую он носит на брюшке. Кузнечики стрекочут, ведя зубчатой кромкой ножек по ребрам крыльев, так, как делаем мы, быстро проводя расческой по ребру игральной карты, заставляя ее издавать звук.

Цикады, конечно, не стали бы музицировать, если бы их не слышали другие цикады. И действительно, безмолвные самочки тотчас же устремляются к самцам, когда те начинают стрекотать. Дотошные исследователи, чтобы исключить возможность влияния на самок какого-нибудь запаха, издаваемого самцами, поместили музицирующих насекомых у микрофона, а отводную трубку положили в соседней комнате, где отдельно находились самки. И самки устремились к трубке, а не к своим суженым. Вероятно, и у них имеется орган, заменяющий им уши. Ученые тщательно его искали и обнаружили, но не на голове, как у людей и позвоночных, а на ногах. Эти «уши» представляют собой полости, обтянутые снаружи кожицей, играющей роль барабанной перепонки. Вокруг нее расположены чувствительные клетки. Как только барабанная перепонка под действием звука начинает колебаться, клетки передают раздражение, вызванное колебаниями, в мозг. То, что это действительно так, можно доказать просто и убедительно. Дело в том, что при стрекоте кузнечик, словно телеграфист, передающий азбуку Морзе, посылает отдельные, следующие через постоянные интервалы времени, звуки. Другой музыкант подстраивается таким образом, что его пение звучит в паузах выступления первого маэстро. Выходит чудесно, но лишь пока перепонки целы. Если же в них оказываются отверстия, то певцы начинают петь вразнобой, и с дуэтом покончено: они не слышат больше друг друга.

В коридоре нашей квартиры для детенышей гориллы повешены качели. Гориллята давно научились друг у друга тому, что рано или поздно начинает делать каждый ребенок, а именно: всякий раз движением тела слегка подталкивая спускающиеся качели, взмывать все выше. В зависимости от длины они качаются быстрее или медленнее, то есть длина качелей определяет частоту их колебаний. А у каждых качелей она своя, вполне определенная. И вот нашему маленькому толстяку Томасу приходится тратить больше усилий, чтобы подталкивать качели в определенном ритме. В этом и кроется тайна резонанса. Откиньте крышку фортепьяно, нажмите на педаль, чтобы ничто не мешало струнам звучать в полную силу, и громко пропойте звук любой высоты. Струна, настроенная на эту высоту звука, тихо задрожит и зазвучит. По этому же принципу действует и наше ухо, разве только «струн» в нем больше, более двадцати тысяч. В отличие от лягушек и кузнечиков, у которых барабанная перепонка, закрывающая резонаторное отверстие, находится прямо на поверхности тела, у собаки или человека она расположена в основании глубокой воронки — слухового прохода (см. рис.).

Слуховые косточки: молоточек, наковальня, стремечко,— сообщают уловленные ими колебания второй овальной мембране, закрывающей полость внутреннего уха. Внутреннее ухо — это длинный, изогнутый спиралью канал, наполненный жидкостью. Я изобразил его в виде изогнутой полукругом металлической трубки, так как он находится в неподвижных костях черепной коробки. Жидкости почти не сжимаются. Когда стремечко вдавливает мембрану в этот заполненный жидкостью канал, возникает волна сжатия. Она в свою очередь выгибает мембрану, закрывающую полукружный канал с другого конца. Таким образом, любое колебание воздуха, любой звук через барабанную перепонку передается волнами сжатия внутреннему уху. Вся полость внутреннего уха разделена продольной пленкой. От нее отходят слуховые волоски, наискосок протянутые к стенкам канала. Длина слуховых волосков различна: если в начале канала она составляет всего одну двадцатую миллиметра, то по мере приближения к U-образной петле канала она постепенно растет и доходит до половины миллиметра. В каждом ухе примерно двадцать тысяч слуховых волосков. На рисунке они изображены в виде нескольких фортепьянных струн. Я это сделал сознательно, чтобы напомнить об идее великого естествоиспытателя Гельмгольца, который предположил, что слуховые волоски являются некоторым образом струнами, каждая их которых настроена на строго определенную высоту (или частоту) звука. В зависимости от частоты колебаний, сообщаемой барабанной перепонкой жидкости, в резонанс с колебаниями входят совершенно определенные слуховые волоски — точно так же, как в фортепьяно. Каждый слуховой волосок соединен с нервной клеткой — рецептором. Если волосок колеблется, то в соответствующей нервной клетке возникает раздражение, передающееся определенным клеткам мозга, где и воспринимается нашим сознанием в виде звука. Только поэтому мы и можем наслаждаться операми Вагнера, а волки и любые другие высшие животные — общаться меж собой.

Частота самого низкого звука, который способен услышать человек, составляет 16 герц, а самого высокого — 20 000 герц. Зато верхняя граница колебаний, воспринимаемых собакой в виде звуков, находится на частоте 80 000 — 100 000 герц. Поэтому собак можно выдрессировать на звук свистков, которые совершенно не слышимы человеческим ухом. Кузнечики издают и слышат звуки частотой до 90 000 герц, навозные жуки — до 40 000, а у многих ночных бабочек диапазон слышимых колебаний начинается как раз на тех частотах, где человек слышать перестает. Верхний же предел слышимых ими колебаний равен 175 000 герц! Если с помощью свистков особой конструкции издать эти звуки сверхвысокой частоты, то ночные бабочки внезапно сделают в воздухе маневр или же упадут на землю. И у них есть на то все причины, так как подобные звуки испускают летучие мыши — главные их враги.

Еще в 1790 году итальянский ученый Спалланцани заметил, что летучие мыши уверенно летают по совершенно темной комнате. Совы же в подобных условиях наталкиваются на стены, так как для ориентации им нужен хотя бы слабый проблеск света. Летучие же мыши ловко уклоняются от столкновений с развешанными у них на пути проводами и ветками, и лишь когда им заклеивают воском уши, этой черной магии наступает конец. Прошло 150 лет, пока в 1940 году некий голландец и два англичанина независимо друг от друга обнаружили, что летучие мыши все время издают недоступные нашему слуху ультразвуки. Они отражаются от стен и предметов, и летучие мыши, хотя и не видят в темноте, что их окружает, точно ориентируются на слух. Сидя на месте, эти животные тем не менее знают, где стена гладкая и где шероховатая, где проходят трещины или находятся выступы, за которые при необходимости они цепко хватаются. Они пролетают в узкие щели и отверстия, не задевая стенок.

Птицы, в отличие от летучих мышей, воспринимают звуки в диапазоне слышимости человека. Правда, им доступны лишь восемь-девять октав, то есть в три-четыре раза меньше, чем человеку. Они столь же хорошо улавливают и различают отдельные звуки и, обладая абсолютным слухом, хорошо их запоминают и в точности воспроизводят. Многие птицы гораздо музыкальнее большинства людей. Черный дрозд варьирует свою тему, намечает ее пунктиром и изменяет темп и тембр звучания, расширяет и сужает интервалы, заимствует и улучшает мелодии. Короче говоря, он сочиняет. Недаром такие композиторы, как Бетховен и Моцарт, использовали «музыкальное наследство» птиц.

В книгах по биологии вплоть до нынешнего времени писали, что рыбы немы и глухи. Но вот исследователь по имени фон Фриш провел серию опытов. Включая звук одной и той же определенной частоты, он кормил гольянов, содержавшихся в аквариуме; при звуке другой частоты он их «наказывал», толкая тонкой стеклянной палочкой. И что же? Рыбки, которым приписывают совершенную глухоту, вскоре стали с нетерпением подплывать на один звук, а услышав другой — удирать и прятаться под камнями. Так обнаружилось, что почти у всех исследованных рыб более или менее хороший слух. Вода проводит звуки хуже воздуха [Вследствие значительной плотности воды по сравнению с воздухом затухание звуковых колебаний в воде в 1000 (по другим данных в 700) раз меньше, чем в воздухе. Повышенная плотность воды обусловливает и большую скорость распространения звука в ней. Наличие в океане недавно открытых подводных «звуковых каналов» показало, что при использовании современных гидроакустических средств связи удается достичь дальности их действия в сотни и тысячи километров. Этими каналами с успехом пользуются как морские млекопитающие (киты, дельфины, тюлени), так и рыбы. Причем, как показали эксперименты, рыбы используют для эхолокации не только звуковые, но и электромагнитные волны. Наличие у водных животных большого числа механизмов восприятия звука для сигнализации, локации, пеленгования и др. говорит о том, что акустическое информационное поле является для них одним из наиболее эффективных.— Прим. ред.], и, чтобы лучше слышать, многие рыбы пользуются плавательными пузырем, колебания которого передаются через систему звуковых косточек во внутреннее ухо. Исключительно тонким слухом обладают карпы, а форели, окуни, щуки и большая часть морских рыб туги на ухо. Киты и дельфины слышат хорошо.

Из исследовавшихся пресмыкающихся плохо различают звуки ящерицы. Черепахи долгое время считались глухими на том основании, что к ним легко приблизиться сзади, а голову они втягивают, лишь увидев преследователя. Но однажды на панцире черепахи, прямо у головного отверстия установили молоточек из губчатой резины. Всякий раз, когда зуммер издавал определенный звук, молоточек ударял черепаху по голове. После того как это было проделано множество раз, черепаха стала втягивать голову при одном лишь звуке зуммера и продолжала поступать так даже после того, как молоточек был снят с ее панциря. Значит, черепаха тоже слышит. Ревут и реагируют на множество звуков и крокодилы.

Владельцы собак часто пишут мне о поразительных способностях собаки в области слуха. Находясь в квартире на пятом этаже, пес проявляет беспокойство, когда возвращающийся домой хозяин еще даже и не вошел в парадную дверь или когда его машина еще едет по соседней улице. Собаки слышат не только недоступные нашему слуху звуки, они превосходно определяют, откуда они исходят. Для рыб же это дело почти невозможное. Они чувствуют лишь, что где-то раздается чавканье, рев или ворчание — обиходные звуки, общепринятые у рыб. Но им трудно установить направление этих звуков.

Если, завязав нам глаза, попросят двух человек начать разговор в двадцати метрах от нас, то этим двоим придется отойти друг от друга на три метра, чтобы мы могли понять, что именно они говорят. Собака сможет явственно различить команды, когда это расстояние сократится до одного метра, а кошка услышит, что ее зовут, если оно будет составлять всего лишь шестьдесят сантиметров. Помимо слухового аппарата как такового, многим животным отлично помогают их большие, красивые, подвижные ушные раковины. Смотря на какой-то движущийся предмет, лошадь и уши поворачивает в том же направлении. Такие уши способны постоянно прослушивать окрестность во всех направлениях. И поэтому висячие уши многих искусственно выведенных пород собак являются для них большим недостатком. Когда возникает необходимость более или менее точно определить направление звука, им приходится наклонять голову. Звуки, еле улавливаемые человеком на расстоянии до трех метров, собака слышит на расстоянии в 24 метра. Один из зоологов исследовал слух двух воспитанных им ручных рысей. Он и другие люди слышали полицейский свисток на расстоянии, не превышавшем 2,5 километра, а три собаки, бывшие вместе с ним,— на расстоянии от 3,25 до 3,5 километра. Рыси же слышали его даже на расстоянии до 4,5 километра. Следовательно, о некоторых людях с полным основанием говорят, что у них «рысий слух». Собаки тоже очень хорошо различают близкие по частоте звуки.

В некоторых отношениях наш слух совершеннее зрения. Видя белый свет, мы не в состоянии сказать, представляет ли он смесь всех цветов солнечного спектра или же только дополнительных цветов — синего и оранжевого. А наше ухо на нечто подобное способно. Играющая скрипка издает звук определенной частоты и целый ряд обертонов, то есть звуков более высокой частоты. Смесь основного тона с обертонами и определяет тембр звучания инструмента. И мы, даже слушая концерт, передающийся по радио или записанный на пластинку, распознаем на слух скрипки, трубы, флейты по их тембру. А значит, наше ухо весьма хорошо оценивает отдельные звуки, из которых и складывается общее звучание.

Ну, а что было бы, если бы мы обладали слухом летучих мышей или кузнечиков? И как писали бы тогда свои симфонии и оперы наши композиторы?!

Читать книгу дальше: ЖИВОТНЫЕ И АВИАЦИЯ

РАЗДЕЛЫ
САЙТА

Индекс цитирования