Чувства животных (Роберт Бертон) - часть 2

направили нас по верному пути, были исследования, показавшие, что при деформации ушной
раковины человеку становится трудно точно определять положение источника звука. Если бы
ушная   раковина   служила   просто   коллектором   звуков,   наподобие   слуховой   трубки,   то   ее
деформация привела бы только к ослаблению способности уха слышать очень тихие звуки;
оказалось, однако, что ушная раковина предназначена еще и для каких-то других целей.

Первоначально возможности таких экспериментов были ограничены, поскольку ушные

раковины человека можно деформировать лишь до известного предела, не рискуя вызвать
необратимые   повреждения.   Кроме   того,   ушные   раковины   человека   невозможно   заменить
ушными раковинами других конфигураций и оценить их эффект. Проблема была решена,
когда изготовили модели ушных раковин человека с вмонтированными в слуховой проход
микрофонами. Воспринятые такими моделями звуки передавались затем экспериментатору с
помощью специальных наушников. Опыты показали, что хрящевые бугорки в наших ушных
раковинах действуют подобно дросселям, задерживая звук, когда он входит в ухо. Величина
этой задержки зависит от угла, характеризующего направление на источник звука. Оценивая
разницу   во   времени   прихода   звука   к   каждому   уху,   мозг   способен   определить
местонахождение источника звука. Если этот источник расположен прямо впереди или сзади,
звук   приходит   в   оба   уха   одновременно;   если   он   находится   слева,   то   требуется   больше
времени, чтобы звук достиг правого уха, и т. д.

Существуют   два   других   способа,   с   помощью   которых   животные   определяют

местонахождение   источника   звука;   в   зависимости   от   размеров   головы   и   длины   звуковой
волны различные животные пользуются этими способами в большей или меньшей степени.
Даже   в   отсутствие   ушной   раковины   ухо   обладает   разной   чувствительностью   к   звукам,
приходящим   с   разных   сторон   (фиг.   7).   Используя   оба   уха,   можно   определить
местонахождение источника звука с помощью стереоскопического слуха, точно так же как
определяется расстояние с помощью стереоскопического зрения. Положение источника звука
оценивается на основе различной громкости звука в каждом ухе или времени его прихода в
каждое   ухо.   Если   частота   звука   превышает   15   кГц,   голова   служит   для   него   своего   рода
препятствием, подобно волнорезу, на задней стороне которого звуковые волны отсутствуют.
Вследствие этого ухо, расположенное ближе к источнику звука, регистрирует значительно
более громкие сигналы, чем то, которое находится дальше от него. Кроме того, оценивается и
разница во времени прихода звуковой волны к каждому уху. Если источник звука расположен
на   одинаковом   расстоянии   от   каждого   уха,   то   звуковая   волна   достигает   обоих   ушей
одновременно.   Если   голова   повернута   всего   лишь   на   5°   в   сторону,   разница   во   времени
составляет 0,00004 с, а при повороте на 90° эта разница составит 0,0005 с. При наличии
определенной разницы в громкости звука и во времени его прихода к ушам мозг способен
уловить  небольшие   различия   между  сигналами,  приходящими   от   каждого  уха.  Он  может
различать   сигналы,   отстоящие   друг   от   друга   во   времени   не   менее   чем   на   0,0001   с,   что
представляет собой сравнительно большой временной интервал. Этот недостаток в какой-то
степени корректирует дроссельная система, имеющаяся в наших ушах, или движения головы
из стороны в сторону, в результате чего каждое ухо по изменению громкости звука может
очень точно определять местонахождение его источника; точно так же поступает коза, когда
двигает ушными раковинами. Но даже все эти приспособления не очень эффективны при
определении местонахождения источника звука, и обнаружить его обычно помогает зрение.

Иначе   обстоит   дело   у   сипухи.   До   недавнего   времени   считалось,   что   совы   охотятся

исключительно с помощью зрения. У них большие глаза и, по-видимому, достаточно хорошее
зрение,   чтобы   они   могли   охотиться   даже   тогда,   когда   луна   и   звезды   скрыты   облаками.
Проведенные   в   последние   годы   опыты   показали,   что   на   самом   деле   сипуха   способна
обнаруживать свою жертву с помощью одного только слуха, набрасываясь на движущуюся
мишень   с   поразительной   точностью.   Опыты   проводили   в   темной   светонепроницаемой
комнате.   В   первой   серии   экспериментов   пол   в   комнате   покрывали   сухими   листьями   и
выпускали туда мышь. Можно было слышать, как мышь пробирается сквозь листья и затем
останавливается. Тотчас же было слышно, как сипуха покидает свой насест, и глухой звук

возвещал о том, что она уже на полу. Когда в комнате включали свет, видели, что мышь в
когтях у совы. Дальнейшие опыты показали, что сова попадала в цель гораздо чаще, чем
промахивалась, а если и промахивалась, то мыши удавалось ускользнуть только чудом.

Однако без тщательной проверки эти опыты еще нельзя было считать доказательством

того,   что   сова   определяет   местоположение   жертвы   по   создаваемому   мышью   шуму.   Хотя
светонепроницаемость комнаты и лишала сову возможности пользоваться зрением, она могла
обнаруживать мышь с помощью эхолокации, по запаху или теплу, излучаемому ее телом, так
же как змеи обнаруживают тепло, излучаемое телами животных (гл. 10). Эти возможности
были исключены в серии контрольных опытов, в которых по полу на веревочке протаскивали
бумажный шарик. Сова так же уверенно бросалась и схватывала бумагу; следовательно, для
обнаружения   своей   жертвы   она   пользовалась   только   слухом.   Чтобы   доказать   это
окончательно, мышь выпускали на голый пол, на котором она не производила никакого шума,
и в этом случае сова оказывалась совершенно неспособной обнаружить ее.

Тем не менее эти эксперименты еще не доказывают однозначно, что сипухи охотятся

только с помощью слуха. Их зрение  в десять, а  то и  в сто раз лучше  нашего, и  вполне
вероятно, что сипухи пользуются им, когда охотятся в сумерках или при свете луны. Если бы
сипухи полагались только на зрение, то в облачные или безлунные ночи они оказались бы на
голодном   пайке;   поэтому   хороший   слух   служит   им   ценным   запасным   средством   для
обнаружения жертвы. Нельзя считать, что у всех сов такой же хороший слух или такое же
хорошее зрение, как у сипухи. Домовый сыч и американская кроличья сова охотятся днем.
Вряд ли они очень часто пользуются слухом, хотя в темноте они видят не лучше, чем мы с
вами.

Способность сипухи и, как теперь известно, других охотящихся ночью сов так точно

определять местоположение своей жертвы по слуху отчасти обусловлена строением их уха.
Ухо этих птиц построено по такому же принципу, что и наше, но улитка у них прямая, а не
спиралевидная, и три косточки среднего уха заменены одной, называемой колонкой;  кроме
того,   у   птиц   обычно   отсутствуют   ушные   раковины.   Таким   образом,   основной   принцип
строения одинаков, но ухо совы имеет определенные особенности, которые усиливают его
чувствительность.

У сов большая барабанная перепонка, так что прилегающая к ней колонка передает

значительное   количество   звуковой   энергии   к   овальному   окну   улитки,   размеры   которого
относительно малы. Поэтому давление звука усиливается теоретически в 40 раз, а не в 18,
как в нашем ухе. У большинства птиц колонка примыкает к центру барабанной перепонки, а
у сов она расположена несколько эксцентрично, что обеспечивает дополнительное усиление
давления. Барабанную перепонку можно рассматривать как рычаг. «Точкой» опоры при этом
служит периметр перепонки, где ее края прикрепляются к кости. Когда барабанная перепонка
колеблется, ее  центр выпячивается больше, чем  края;  при этом она  действует  как  рычаг,
передвигая колонку вперед и назад. Сместившись от центра и оказавшись ближе к точке
опоры, колонка передвигается хоть и не так далеко, как если бы она находилась в центре, но
зато с большей силой. Таким образом происходит усиление попадающего в ухо совы звука,
прежде чем он будет передан внутреннему уху.

Однако   сове   мало   иметь   острый   слух   —   она   должна   еще   знать,   откуда   доносится

слабый   шорох,   производимый   мышью.   Другими   словами,   она   должна   уметь   определять
местонахождение   источника   звука.   Сова   пользуется   тем   же   средством,   что   и   мы   с   вами,
различая громкость приходящих в каждое ухо звуков и оценивая разницу во времени их
прихода.

Мелкие птицы, например воробьи, садовые славки и др., не могут пользоваться вторым

способом, поскольку у них очень маленькие головы и интервал между приходом звуковой
волны в одно и другое ухо слишком мал, чтобы его можно было уловить. У сов головы
значительно больше, благодаря чему и интервал достаточно велик, чтобы сова его ощутила.

Для   определения   местонахождения   источника   звука   могут   также   использоваться   и

различия в громкости звука, слышимого каждым ухом; эксперименты, в которых применялся

вставленный   в   ухо   совы   микрофон,   показали,   что   оно,   подобно   уху   козы,   более
чувствительно к звукам, идущим спереди, чем к звукам, приходящим откуда-либо еще. Это
происходит потому, что у сипухи вокруг каждого уха имеется кожная складка, наподобие
ушной   раковины,   которая   концентрирует   звук.   Более   того,   хотя   уши   расположены
симметрично по бокам головы, эти складки занимают несимметричное положение, благодаря
чему увеличивается разница в громкости звуков, достигающих обоих ушей, и удается более
точно   определить   локализацию   их   источника.   Поворачивая   голову,   сова   определяет,   при
каком положении головы громкость звука, приходящего в каждое ухо, максимальна. Таким
образом, она фактически определяет два пеленга на источник звука.

Что же может противопоставить мышь способности совы находить и почти без промаха

схватывать свою жертву? Убивает ли сова без разбора любую мышь, так что каждая мышь
имеет одинаковые шансы быть съеденной, или же существует известная избирательность, как
можно   было   бы   ожидать,   если   верна   теория   о   выживании   наиболее   приспособленных?
Исследования взаимоотношений хищника и жертвы показывают, что хищники, как правило,
не   убивают   случайных   особей.   Большая   часть   их   попыток   поймать   жертву   завершается
неудачей, а в случае успешной охоты жертвой обычно становятся животные молодые, слабые
или оказавшиеся в неблагоприятных условиях, что увеличивает их шансы попасть в лапы
хищника.   Мыши,   которых   выпускали   в   комнате   с   сипухой,   были   в   явно   невыгодном
положении. Они попадали в незнакомое место, которое им нужно было исследовать. Если бы
мышам дали время освоиться, поймать их было бы труднее.

Опыт   с   сипухой   показал,   что   сова   может   охотиться,   руководствуясь   только   слухом;

однако следует учитывать, что выводы, полученные в экспериментах, часто вводят  нас в
заблуждение,  если мы   без  всяких  оговорок  применяем  их к  реальной  ситуации.  На  воле
мыши, полевки и другие мелкие животные не создают сильного шума. У каждой мыши есть
своя система трасс, проложенных в траве или подлеске, по которым она неслышно бегает,
находясь в относительной безопасности. Можно притаиться на поросшей травой лужайке,
прекрасно зная, что там есть мыши, и не уловить ни малейших признаков их передвижений.

Чаще всего попадают в когти хищника те мыши, которые оказываются вне системы

своих   трасс.   Это   молодые   мыши,   еще   не   освоившие   мест   обитания,   или   те,   которые
вынуждены   из-за   перенаселенности   покинуть   привычную   сеть   дорог.   У   них   есть
единственный способ защиты — замереть при малейшем признаке опасности. Однако опыты
показали, что к тому времени, когда мышь обнаружит опасность, сова, как правило, уже
знает, где находится ее жертва. Кроме того, у совы есть другое преимущество, поскольку она
летает почти бесшумно. Маховые перья ночных сов имеют мягкие опахала, благодаря чему
значительно   ослабляется   шум   крыльев,   рассекающих   воздух.   Мыши   остается   надеяться
только на то, что сова криком выдаст свое присутствие. Раньше считали, что сова кричит для
того, чтобы напугать мышь и выгнать ее на открытое место, однако, как оказалось, крик совы
вызывает скорее обратный эффект. Услышав этот крик, мышь замирает.

Не все мелкие животные живут в таких местах, где можно легко спрятаться от сов в

густом   подлеске.   Некоторые   обитают   в   пустынных   или   полупустынных   местностях,   где
трудно  найти  укрытие.  Замечательная  особенность  многих  мелких  пустынных животных,
таких, как слоновая землеройка, африканский тушканчик и кенгуровая крыса, обитающая в
сухих местностях на западе США и в Мексике, состоит в том, что у них очень большие
барабанные   полости,   образованные   куполообразными   косточками,   которые   расположены
позади нижней челюсти и окружают среднее ухо. Эта особенность характерна также и для
более крупных обитателей пустыни, например для антилопы мендес, живущей в глубинных
районах пустыни Сахара. Уже давно предполагали, что такие большие барабанные полости
связаны с наличием острого слуха. Некоторые опыты, проведенные на кенгуровых крысах,
очень четко показали, что и в самом деле эти животные обладают хорошим слухом, который
предупреждает их о приближении врагов.

Кенгуровая   крыса   —   и   не   кенгуру,   и   не   крыса.   Это   небольшое   животное,   которое

похоже   на   мышь   и   одновременно   очень   напоминает   кенгуру.   У   нее   большие   и   сильные

задние   лапы,   с   помощью   которых   она   прыжками   передвигается   по   земле,   используя   для
поддержания   равновесия   свой   длинный   хвост.   Кенгуровая   крыса   —   ночное   животное;   в
темноте она выходит на поиски пищи (зерна), которую собирает в защечные мешки и уносит
про запас в свою нору.

Зоологи изучали кенгуровую крысу главным образом из-за ее способности питаться

сухой пищей и обходиться без воды, но нас интересуют ее большие тонкие как бумага ушные
кости, которые образуют полость среднего уха. Две эти полости по объему даже больше, чем
мозг животного. Внутри барабанной полости обнаружены некоторые из тех приспособлений,
обеспечивающих   повышенную   чувствительность,   которые   имеются   и   в   ухе   сипухи:   у
кенгуровой крысы большая барабанная перепонка, а стремечко плотно примыкает к очень
маленькому овальному окну. Сравнение площадей барабанной перепонки и овального окна
показывает, что среднее ухо усиливает звуки почти в сто раз.

Большой   объем   барабанной   полости   у   кенгуровых   крыс   также   повышает

чувствительность   их   уха.   Это   было   проверено   на   анестезированных   животных,   в   улитку
которых аккуратно вводили маленькие электроды. Затем на крыс воздействовали звуками
различной   частоты   и   с   помощью   электродов   регистрировали   кохлеарные   микрофонные
потенциалы. Было обнаружено, что кенгуровые крысы проявляют особую чувствительность
к звуковым колебаниям частотой от 1000 до 3000 Гц. Когда барабанные полости чем-нибудь
заполняли, чувствительность ушей сразу резко падала, хотя крысы продолжали реагировать
на звуки того же диапазона частот.

Следовательно,   большие   барабанные   полости   должны   улучшать   слух   кенгуровой

крысы.   Причина   этого,   по-видимому,   заключается   в   том,   что   при   нормальных   размерах
среднего   уха   колебания   барабанной   перепонки   ослабляются   из-за   давления   воздуха   в
расположенной   позади   нее   барабанной   полости.   Если   барабанная   полость   мала,   то
барабанная перепонка, вдавливаясь в полость, быстро создает в ней повышение давления,
которое   противодействует   этому   движению,   а   если   барабанная   полость   велика,   такого
противодействия   нет   и   барабанная   перепонка   может   свободно   колебаться.   Это   особенно
справедливо   в   отношении   звуков   низкой   частоты.   Низкочастотные   колебания   вызывают
наиболее сильные колебания барабанной перепонки, а именно к колебаниям низкой частоты
более всего и чувствительны кенгуровые крысы, что отличает их от большинства других
мелких  млекопитающих, воспринимающих лучше всего звуки выше 3000 Гц.

Следующий   этап   этих   экспериментов   заключался   в   том,   чтобы   выяснить,   имеет   ли

какое-нибудь значение для кенгуровой крысы чрезвычайно высокая чувствительность ее уха
к звуковым колебаниям. Достаточно ли оно чувствительно, чтобы предупредить животное о
появлении   хищников?   Кенгуровые   крысы   ведут   ночной   образ   жизни;   следовательно,   их
смертельными врагами являются ночные хищники. В пустынях США это совы и гремучие
змеи. Поэтому были проведены эксперименты, подобные ранее описанным опытам с сипухой
и мышью, но на этот раз кенгуровых крыс заставляли вступать в единоборство с сипухой и
гремучей   змеей.   Оба   хищника   могут   охотиться   в   темноте:   сипуха,   как   было   доказано,   с
помощью слуха, а гремучая змея — воспринимая тепло, излучаемое телом жертвы. Сначала
кенгуровую крысу помещали в клетку с совой. Пользуясь красным светом, которого не видят
крысы, можно было наблюдать сцену охоты в «полной темноте». Оказалось, что при каждом
нападении совы кенгуровая крыса отпрыгивает в сторону. Это было захватывающее зрелище:
когда   сипуха   вот-вот   должна   была   схватить   ничего,   казалось   бы,   не   подозревающую
кенгуровую крысу, крыса быстро подпрыгивала и приземлялась в 25…30 см от того места,
где   она   только   что   находилась,   предоставляя   сове   хватать   лишь   землю.   То   же   самое
происходило и при нападении змеи. Наконец, чтобы доказать, как важны для кенгуровой
крысы   такие   большие   барабанные   полости,   проводили   следующий   опыт:   эти   полости
заполняли   пластилином,   и   кенгуровые   крысы   теперь   до   последнего   мгновения   так   и
оставались в полном неведении о грозящей им опасности.

Предстояло решить еще один последний вопрос. Перья сов имеют мягкие опахала, так

что эти птицы летают бесшумно. Как же в таком случае кенгуровая крыса обнаруживает

сову? Когда проводились описанные выше эксперименты, включали магнитофон, установив
максимальное  усиление.   Тщательный   анализ   записи   показал,   что,   когда   сова   нападает   на
свою жертву, слышится слабый шуршащий звук с частотой до 1200 Гц. Змея при нападении
также производит звуки частотой до 2000 Гц. Эти частоты относятся к тому диапазону, в
котором наиболее чувствительно ухо кенгуровой крысы, хотя их интенсивность настолько
мала, что она соответствует пределу чувствительности магнитофона.

Итак, в процессе эволюции сипуха выработала способ обнаруживать свою жертву и

скрывать   свое   присутствие.   Ее   жертвы   научились   прятаться   или   выработали   способы
быстрого   обнаружения   опасности.   Однако   ни   в   одном   случае   эти   способы   не   являются
совершенными: иногда мышь слишком медлительна, а иногда сове приходится поголодать,
так что между хищником и жертвой существует некое равновесие.

ГЛАВА 3

Узнавание по звуку

Жужжание пчелы и стрекотание кузнечика — привычные звуки теплого дня — для

нашего уха представляют собой просто приятные голоса лета. И в самом деле, до недавнего
времени   казалось,   что  в   жужжании   пчелы   не   больше   смысла,   чем   в  шуме   самолета.   Но
исследования   показали,   что   звуки,   которые   производят   своими   крыльями   некоторые
насекомые, являются жизненно важным средством общения. К примеру, они могут служить
элементами брачного поведения, а у пчелы жужжание, создаваемое крыльями, делающими
до 200 взмахов в секунду, может усиливать значение хорошо известного «виляющего» танца
(гл.   7)   и   нести   какую-то   информацию   о   местонахождении   источника   нектара.   Другие
насекомые производят звуки более сложными способами. Стрекотание кузнечиков и сверчков
также  является  брачной  песней,  но насекомые  производят  эти  звуки  при  помощи  трения
ногой по зубчатому краю крыла или посредством трения крыльев друг о друга.

Трудно   представить   себе,   что   такие   сравнительно   примитивные   животные,   как

насекомые, получают удовольствие от ухаживания и особенно от  «песен»; однако ритуал
ухаживания — это не только способ, с помощью которого животные разного пола находят
друг друга, а зачастую и приводят друг друга в состояние готовности к размножению, но
также   и   гарантия   того,   что   животное   спарится   только   с   особью   своего   вида,   а   не   с
представителем какой-либо родственной формы. Эти факторы так же важны для насекомых,
как и для птиц и млекопитающих, однако значение их в поведении стало ясным только после
создания аппаратуры для «подслушивания» звуков, издаваемых насекомыми.

Поскольку животные издают звуки, кажется вполне вероятным, что они должны уметь

их воспринимать, т. е. у них должны быть органы слуха. В настоящее время известно лишь
несколько   видов   насекомых,   у   которых   найдены   органы   слуха;   возможно,   по   мере
дальнейшего   исследования   эти   органы   будут   найдены   и   у   других   насекомых.   Строение
органов   слуха   насекомых   очень   разнообразно:   от   простых   волосков,   выступающих   из
твердого покрова  насекомых и прикрепленных своим основанием  к отдельной  сенсорной
клетке, до весьма сложных структур, напоминающих уши позвоночных. Однако сходство в
этом случае лишь внешнее. Не совсем верно говорить об ухе насекомых, поскольку такое
«ухо»   функционирует   иначе,   чем   ухо  позвоночных,   и  чувствительно   к   другим   свойствам
звука.

В начале этого века наши знания обогатились данными энтомолога Регена, который

проводил эксперименты со сверчками. Посадив самца под стеклянную чашку, он обнаружил,
что находящиеся поблизости самки не обращали на него никакого внимания, хотя он был
хорошо   виден.   Однако,   когда   звуки,   издаваемые   самцом,   передали   по   телефону,   самки
собрались вокруг громкоговорителя. Таким образом, самок привлекал звук, а не вид самца.
Эти   опыты   позволили   в   какой-то   степени   выяснить   физиологические   механизмы   слуха
сверчков. Оказалось, что воспроизводимые громкоговорителем звуки привлекали самок даже
тогда,   когда   были   сильно   искажены   и   человеку   казались   совершенно   непохожими   на

стрекотание сверчка. Другие насекомые также обладали способностью распознавать звуки,
ничего не означавшие для человека.

Эта загадка разрешилась спустя несколько лет, когда был разработан метод регистрации

импульсов, пробегающих по нерву, который отходит от органа слуха насекомого. С помощью
такого метода стало возможно записать точную реакцию органа слуха на определенный звук
и   таким   образом   установить,   на   какие   свойства   исследуемого   звука   отвечает   этот   орган.
Метод   регистрации   в сущности  очень  прост:  к   нерву  насекомого,  идущему  от   одного  из
органов   слуха,   присоединяют   тонкие   проволочные   электроды.   Проходящие   по   нерву
импульсы   усиливаются   и   подаются   на   осциллоскоп.   Эти   эксперименты,   проводимые   под
наркозом на саранче, сверчках и других крупных насекомых, сходны с опытами по изучению
чувствительности уха кенгуровой крысы, которые были описаны в предыдущей главе. На
анестезированных насекомых воздействовали звуками различной частоты и регистрировали
характер   ответа.   Оказалось,   что   разные   насекомые   чувствительны   к   весьма   различным
диапазонам частот. У сверчков обнаружена чувствительность к частотам 250…10000 Гц, у
кузнечиков — к частотам 800…45 000 Гц, относящимся главным образом к ультразвуковому
диапазону, а некоторые ночные бабочки из семейства Noctuidae реагируют на звуки частотой
до   150000   Гц.   Биологическое   значение   способности   этих   бабочек   слышать   ультразвуки
станет   понятным   в   следующей   главе,   где   показано,   что   они   способны   улавливать
ультразвуковые   импульсы,   которыми   пользуются   летучие   мыши   для   обнаружения   своей
жертвы.

Осциллограммы, полученные в экспериментах, описанных выше, свидетельствуют  о

том, что ни одна характеристика попадающего в слуховой орган звука, за исключением его
интенсивности, не влияет на характер нервного ответа. По мере увеличения громкости звука
возрастает частота бегущих по нерву импульсов. Не заметно никакой реакции на частоту
звука, аналогичной возникновению кохлеарных микрофонных потенциалов в ухе человека.
Было   обнаружено,   например,   что   органы   слуха   саранчи   очень   чувствительны   к   звукам
частотой   около   8000   Гц,   но   ответ   нерва   на   такие   звуки   не   имел   никаких   характерных
признаков. Однако опыты Регена показали, что насекомые способны различать отдельные
звуки, поскольку самок сверчков привлекали звуки, издаваемые только самцами того же вида.
По-видимому,   существует   какая-то   особенность   звука,   которую   могут   анализировать
слуховые органы и которую сверчки способны распознавать. Дальнейшие эксперименты с
использованием осциллоскопа показали, что особенностью звука, к которой чувствительны
насекомые, является импульсная модуляция.

Фиг. 8. Амплитудная модуляция

А. Смодулированные звуковые колебания частотой 1000 Гц. 
Б.   Модулирующие   колебания   частотой   400   Гц   наложены   на   несущие   колебания,

имеющие частоту 1000 Гц. 

В.   Модулирующая   волна   «прерывается»,   благодаря   чему   получается   импульсная

модуляция. 

Звук чистого тона, т. е. звуковые колебания постоянной частоты, называется  несущей

волной   (фиг. 8, А ). Не меняя ее частоту, можно изменять ее амплитуду, или интенсивность.
Более того, это изменение можно производить через равные промежутки времени, так что
амплитуда будет меняться с определенной частотой независимо от частоты несущей волны
(фиг. 8, Б).  Следовательно, частота изменения амплитуды накладывается на частоту несущей
волны. Первая называется частотой модуляции несущей волны.  В примере, показанном на
фиг. 8,  Б,    частота модуляции равна 400 Гц, а частота несущей волны составляет 1000 Гц.
Модуляция не обязательно должна представлять собой ритмические изменения амплитуды,
показанные на фиг. 8, Б;   она может проявляться в разбиении несущей волны на отдельные
импульсы   (фиг.   8,  В  );   в   этом   случае   она   называется  импульсной   модуляцией.    В
радиотелеграфии   используется   один   из   видов   импульсной   модуляции:   генерируемая   в
передатчике несущая волна модулируется при помощи ключа в серии точек и тире (азбука
Морзе).

Фиг. 9. Упрощенная схема характера звуковых колебаний в двухфазной «песне» сверчка

Возвратимся   вновь   к   насекомым.   Чувствительность   этих   животных   к   импульсной

модуляции   показывает,   что   они   общаются   между   собой   с   помощью   своеобразной   азбуки
Морзе. Стрекотание самца сверчка представляет собой звуки, модулированные импульсами
определенной конфигурации (фиг. 9), которая имеет особое значение для самок того же вида.
Если  орган слуха  находящегося под  наркозом насекомого стимулировать звуком частотой
8000   Гц,   в   характере   нервных   импульсов   не   наблюдается   никаких   специфических
особенностей.   Но   когда   этот   звук   модулируется   частотами   до   300   Гц,   нервы   передают
вспышки импульсов, соответствующие модулирующим частотам. Картина этих вспышек не
меняется при изменениях несущей частоты.

Этим   объясняется,   почему   самки   сверчков   в   экспериментах   Регена   реагировали   на

искаженные звуки, передававшиеся по телефону. Ухо человека чувствительно к изменениям
частоты   несущей   волны,   тогда   как   орган   слуха   сверчка   чувствителен   только   к
модулирующим   частотам.   Телефон   искажал   несущие   волны,   а   не   характер   модуляции,
поэтому насекомые не обнаруживали никакой разницы в сигналах.

Различия   в   особенностях   слуха   насекомых   и   человека   определяются   строением   их

органов   слуха.   Последние   улавливают   либо   изменения   давления,   которое   оказывают   на
мембрану   звуковые   волны,   либо   степень   ее   смещения   под   действием   этих   волн.   Ухо
позвоночного животного представляет собой детектор давления, состоящий из камеры  —
среднего уха, на одну сторону которой натянута мембрана — барабанная перепонка (фиг. 10,
А  ).   По   обе   стороны   мембраны   поддерживается   одинаковое   давление   с   помощью
своеобразного клапана — евстахиевой трубы, которая открывается в заднюю часть ротовой
полости.   «Пощелкивание»,   возникающее   в   ушах,   когда   мы   взлетаем   на   самолете   или
съезжаем вниз с крутого холма, обусловлено открыванием евстахиевой трубы, для того чтобы
впустить   или   выпустить   воздух   и   таким   образом   выровнять   давление   на   барабанную
перепонку.   Следовательно,   среднее   ухо   представляет   собой   замкнутую   камеру,   в   которой
поддерживается постоянное давление, и поэтому небольшие колебания давления снаружи от
барабанной   перепонки   при   действии   звуковых   волн   заставляют   ее   колебаться;   колебания
барабанной перепонки создают изменения давления, которые передаются во внутреннее ухо.

Фиг. 10. Схематическое изображение уха позвоночного, чувствительного к давлению (А), и принципиально отличающегося от него органа слуха

насекомого, который воспринимает перемещение воздуха (Б)

Ухо позвоночного представляет собой закрытую камеру, а слуховой орган насекомого

— камеру, открытую с одной стороны. 

Органы  слуха кузнечиков (фиг. 11), сверчков, ночных бабочек и родственных видов

представляют   собой   детекторы   смещения.   Они   называются  тимпанальными   органами
(tympanum — барабан) по сходству с мембраной барабана; однако в отличие от барабанной

перепонки позвоночных тимпанальная полость у насекомых с одного конца открыта (фиг. 10,
Б ). При действии звуков на мембрану практически не возникает никакой разницы в давлении
по обе стороны от нее и поэтому мембрана изгибается в соответствии с перемещениями
воздуха. Чувствительные клетки располагаются у края мембраны и регистрируют степень ее
изгиба.   Волоски   и   антенны,   выполняющие   роль   органов   слуха   у   некоторых   других
насекомых, действуют по существу сходным образом, с той разницей, что они не окружены
камерой.   Поскольку   давление   действует   во   всех   направлениях   одинаково,   одним   ухом,
лишенным   ушной   раковины,   позвоночное   не   может   определить   направление   звука.
Смещение   же   является   направленным;   максимальное   смещение   происходит   тогда,   когда
мембрана расположена как раз напротив источника звука и, таким образом, органы слуха
насекомых   могут   определять   направление   звука.   Это   означает,   что   насекомое   может
определить, откуда приходит звук, даже с помощью одного из органов слуха, и блокирование
второго   практически   не   мешает   самке   сверчка   определить   местонахождение   «поющего»
самца.

Фиг. 11. Упрощенное изображение слухового органа кузнечика, расположенного на его передней ноге

Воздушная трубочка открыта наружу, подобно камере на фиг. 10, Б. 1 — рецепторы;

2 — мембраны; 3 — воздушная трубочка. 

Существует предположение, что способность насекомых определять, откуда приходит

звук, связана с движениями их ног. Слуховые органы обнаружены у насекомых на различных
частях  тела.  У  кузнечиков и  сверчков эти  органы  находятся  на  голенях  передних  ног  —
нелепое   место   для   сенсорного   органа   с   точки   зрения   человека,   но   весьма   удобное   для
кузнечика;  ведь  функция  его  органа  слуха   — управлять  движениями  ног  таким  образом,
чтобы насекомое перемещалось в том направлении, откуда приходит звук. При движении
кузнечика   ноги   его   совершают   дугообразные   колебания   и   органы   слуха   сканируют
пространство по обе стороны от насекомого. Каждый слуховой орган очень чувствителен к
звукам,   приходящим   к   нему   под   определенным   углом.   Поэтому,   когда   ноги,   совершая

круговые   движения,   приближаются   к   источнику   звука   или   удаляются   от   него,   нервные
импульсы то резко усиливаются, то затухают, а центральная нервная система анализирует эту
информацию и определяет направление, откуда приходит звук.

Теперь мы располагаем значительно более полными сведениями о песнях сверчков, чем

когда-то показал Реген в опытах с телефоном. Во-первых, песни самцов привлекают только
девственных самок, а оплодотворенные самки не обращают на них никакого внимания. Во-
вторых, у каждого вида имеется несколько песен, исполняемых в различных ситуациях. У
некоторых видов число таких песен может достигать дюжины; это было давно подмечено
китайцами,   которые   держат   у   себя   сверчков   и   даже   разводят   их   из-за   песен.   Обычную
призывную песню сверчков исполняет либо одинокий самец, либо несколько самцов вместе.
Эти песни служат для того, чтобы привлечь самок или собрать самцов вместе, облегчая самке
их обнаружение. В присутствии самки самец исполняет «серенаду», сменяющуюся брачной
песней, непосредственно после которой происходит спаривание. Во время спаривания, если
самка выразит беспокойство, самец может начать петь другую песню; если же ему помешает
другой самец, они исполнят «дуэт соперников».

Кроме серенад и брачных песен, у сверчков и многих других насекомых существуют

сигналы тревоги и предостережения, обычно представляющие собой громкие звуки, которые
можно услышать, если прикоснуться к насекомому. По-видимому, эти сигналы служат для
отпугивания врагов. Существуют мухи, которые для своей защиты имитируют жужжание
осы,   чем   вводят   в   заблуждение   своих   врагов,   которые   ошибочно   принимают   их   за   этих
жалящих насекомых. Довольно обычна у безобидных насекомых и подражательная окраска,
имитирующая окраску ядовитых видов. Летом на лесных опушках над зарослями кервеля
парят   целые   рои   мушек,   брюшко   которых   имеет   полосатую,   черную   с   желтым   окраску,
напоминая   брюшко   пчел   или   ос.   После   того   как   птицы   съедят   несколько   ядовитых
насекомых, они начинают избегать любых насекомых с желтыми и черными полосками, в
том числе и совершенно безобидных. Одна из разновидностей таких парящих мушек в своей
мимикрии пошла еще дальше: она имитирует звуки, издаваемые осами определенного вида.
Оса   делает   150   взмахов   крыльями   в   секунду,   а   муха   —   147   взмахов;   такая   разница
практически неуловима для птиц, которые могли бы этими мухами питаться.

Брачные   песни   сверчков   и   их   ближайших   «родственников»   возникают   за   счет

ритмического потирания друг о друга различных частей их тела; звуковые органы  цикад
представляют собой парные пластинки, называемые цимбалами;  с помощью сильных мышц
цимбалы быстро притягиваются к телу насекомого, а затем, когда мышцы расслабляются,
занимают   свое   исходное   положение;   в  результате   этого  возникают   своеобразные   щелчки,
наподобие тех, которые получаются при нажимании пальцем на крышку жестяной коробочки
из-под монпансье.

Другие   насекомые,   например   пчелы,   общаются   друг   с   другом   с   помощью   звука,

создаваемого   движением   крыльев.   Каждый   вид   насекомых   производит   при   полете   свой,
отличный от других звук, по которому его можно узнать, точно так же как во время второй
мировой войны по шуму мотора узнавали самолеты задолго до того, как они появлялись в
поле зрения. Частота взмахов крыльев у насекомых может быть весьма различной: от 5 в
секунду у некоторых крупных бабочек до более чем 1000 в секунду у мелких кровососущих
насекомых. Осы делают в секунду 110 взмахов, комнатная муха — 190, а комары — около
500. Взмахи крыльев создают воздушные волны, точно так же как вибрирующий камертон.
Когда частота взмахов достаточно велика, мы можем слышать порожденные ими звуковые
волны   как   непрерывное   жужжание   или   гул.   Во   многих   случаях   издаваемые   насекомыми
звуки являются совершенно случайными и не играют никакой роли в их жизни, однако у
некоторых   насекомых   они   становятся   средством   общения,   как,   например,   искусно
исполняемые песни сверчков и кузнечиков.

Первым, кто начал исследовать значение звука, создаваемого движением крыльев, для

общения насекомых друг с другом, был изобретатель X. Максим. Он больше известен как
инженер и создатель пулемета; однако, обладая обширными знаниями и любознательностью,

он   исследовал   все,   что   казалось   ему   необычным.   В   1878   году   Максим   установил
электрические   фонари   для   освещения   территории   «Гранд   юнион   отель»   в   Нью-Йорке,   в
районе Саратога-спрингс. Электрическая цепь, в состав которой были включены эти фонари,
содержала   трансформатор,   работа   которого   сопровождалась   характерным   гудением,
обусловленным   вибрацией   сердечника.   Однажды   вечером   Максим   заметил,   что   вокруг
трансформатора   собралось   множество   комаров.   Возможно,   что   у   другого   человека   это
явление   вызвало   бы   лишь   мимолетный   интерес,   однако   Максим   остановился,   чтобы
рассмотреть   комаров  повнимательнее.   По   перистым   антеннам   он   определил,   что   все  они
самцы;   у   самок   комаров   антенны   по   форме   похожи   на   палочки   и   почти   не   имеют
ответвлений. Теперь необходимо было выяснить, что происходит вечером, когда включают
освещение.   Как   только   послышалось   гудение   трансформатора,   самцы   комаров   из   всех
близлежащих   мест   устремились   к   источнику   этого   звука.   У   Максима   возникло
предположение, что пара перистых антенн на голове каждого самца действует подобно ушам
и что комары летят к трансформатору, потому что он создает шум, напоминающий жужжание
самки. Эта гипотеза была проверена в экспериментах с камертоном, который имитировал
жужжание самки комара. Каждый раз, когда Максим ударял по камертону поблизости от
самца,   последний   поворачивался   прямо   к   вибрирующему   камертону   и   поднимал   свои
антенны. Таким образом, Максим показал, что комаров-самцов привлекает жужжание самок
и что гудение трансформатора вводило самцов в заблуждение. Максим не был натуралистом,
однако   острая   наблюдательность   и   проницательный   ум,   подкрепленные   простым
экспериментом, помогли ему продемонстрировать роль звука в жизни комаров. Эта история
представляет собой хороший пример того, как должно проводиться научное исследование.
Однако   финал   ее   был   неудачным.   Научный   журнал   не   принял   сообщения   об   этих
экспериментах, посчитав их слишком примитивными, и поэтому Максим опубликовал свои
данные в виде письма в газету «Таймс».

Лишь   спустя   70   лет   жужжание   самок   комаров   стало   предметом   более   детального

изучения. Для исследования был выбран один из множества видов комаров,  Aёdes aegypti,
служащий переносчиком желтой лихорадки. Исследователи предположили, что если комаров
могут привлекать звуки, то, по-видимому, можно уменьшить их число и попытаться бороться
с этим заболеванием при помощи «заманивающих» ловушек, издающих такое же жужжание,
как самка комара. Уже первые эксперименты дали новые доказательства в пользу сделанных
Максимом   выводов.   Комары   спариваются   в   воздухе,   и   поэтому   для   изучения   поведения
самцов   самку   подвешивали   на   тонкой   проволоке.   Когда   она   махала   крыльями,   самцы
подлетали и спаривались с ней. Если же она переставала махать крыльями, самцы сейчас же
теряли к ней интерес и летели мимо, не обращая на нее никакого внимания. Дальнейшие
эксперименты показали, что самки привлекают самцов на расстоянии не более чем 25 см.
Это, к сожалению, заставило отказаться от попыток регулировать численность комаров в
естественных условиях, заманивая их в ловушки с помощью звука.

Как и предполагал Максим, антенны самцов представляют собой органы слуха. Самка

комара, распространяющего желтую лихорадку, взмахивает крыльями с частотой 450…600
раз в секунду, создавая слышимый шум такой же частоты. Эксперименты с камертонами,
создающими   колебания   различной   частоты,   показали,   что   самцы   отвечают   на   звуки   с
частотами от  300 до 800 Гц,  что довольно значительно перекрывает частотный  диапазон
звуков, издаваемых самками. В тщательных исследованиях было обнаружено, что при таких
частотах антенны самцов колебались в такт с вибрациями камертонов. Если на кончики этих
антенн   наносили   капельки   клея,   утяжеляя   их   настолько,   что   они   не   могли   вибрировать,
самцы переставали обращать внимание на призывное жужжание самок; таким образом было
доказано, что у комаров антенны и в самом деле служат органом слуха. Перистые антенны
самца (фиг. 12) действуют наподобие антенны радиотелескопа в Джодрелл-Бэнк, большая
поверхность   которой   дает   возможность   улавливать   очень   слабые   сигналы.   Вибрации
передаются   по   жгуту   антенны   к   его   основанию,   где   они   стимулируют   сенсорный   орган,
называемый джонстоновым органом.  Антенны колеблются наподобие мембраны в слуховом

органе   сверчка,   реагируя   на   перемещения   воздуха   под   действием   звуковых   волн.   Жгут
антенны соединен с шаровидным основанием посредством гибкой мембраны. К мембране
примыкают   сенсорные   клетки,   которые   регистрируют   степень   ее   изгиба   и   передают
информацию нервным волокнам, направляющимся к мозгу.

Фиг. 12. Перистые антенны комара колеблются в такт с приходящими звуковыми волнами, а их колебания в свою очередь стимулируют джонстоновы

органы, расположенные в луковицах у основания антенн

Способ привлечения самцов самками у комаров чрезвычайно прост: во время полета

движение крыльев самки создает характерный звук, на который и летят самцы; при этом
самцы не обращают внимания на других самцов, так как движения их крыльев слишком
часты и не могут стимулировать антенны особей того же пола. Однако и это еще не все:
система   привлечения   организована   даже   более   надежно.   Самцы   комаров   становятся
половозрелыми только через несколько дней после того, как вылупятся из куколки. До этого
времени волоски их антенн вяло свисают вдоль жгута, и поэтому самцы могут воспринимать
жужжание самки только в том случае, если она находится очень близко. Таким образом,
молодые   самцы   не   растрачивают   энергию   на   бессмысленное   разыскивание   самок,   а
приступают к ритуалу ухаживания лишь после того, как их антенны «распушатся», а сами
животные станут половозрелыми. На молодых неполовозрелых самок самцы не обращают
никакого   внимания,   так   как   такие   самки   слишком   медленно   машут   крыльями   и   создают
жужжание слишком низкой частоты, которое не может привлечь самцов. Все это наглядно
показывает, какого высокого совершенства может достигать регуляция поведения животного.
Изменения   органов   движения   и   слуха   при   помощи   простого   механизма   приурочены   во
времени друг к другу, в результате чего особи разного пола встречаются для спаривания в
соответствующее   время.   Чтобы   управлять   этими   изменениями,   физическими   по   своему

характеру, не нужны сложно организованные системы, и поэтому здесь нет необходимости в
сложных нервных и гуморальных регуляторных механизмах. Это очень выгодно насекомым,
нервные   клетки   которых   относительно   велики.   В   теле   насекомого   очень   мало   места   для
нервной   ткани,   поэтому   регуляторные   механизмы,   организующие   его   поведение,   должны
быть сведены к минимуму.

У плодовой мушки при ухаживании все происходит наоборот: самцы «поют» для своих

самок. Плодовые мушки — мелкие насекомые, которых обычно можно увидеть везде, где
хранятся фрукты. По своему виду они напоминают маленьких желтоватых или коричневатых
комнатных мух, которые медленно и тяжело летают со свисающим вниз брюшком, как будто
они еле-еле могут держаться в воздухе.

Существует и еще одно важное различие в брачных обрядах плодовой мушки и комара.

Жужжащая самка комара может привлекать самцов других видов, но спаривания при этом не
происходит,   поскольку   самец   способен   по   запаху   узнавать   самку   своего   вида.   Плодовые
мушки   находят   особей   противоположного   пола   не   только   по   запаху;   часто   они
руководствуются также зрением и слухом; при этом самка решает, какой самец ей подходит.

Существует около 2000 видов плодовых мушек, и некоторые из них настолько схожи,

что различия между ними обнаруживаются только с помощью очень сильного микроскопа.
Тем не менее можно содержать вместе очень похожие друг на друга виды плодовых мушек,
не опасаясь межвидового скрещивания. Весь ритуал ухаживания плодовых мушек в отличие
от комаров, переносящих желтую лихорадку, осуществляется на земле, и поэтому очень легко
пронаблюдать   за   всеми   их   ухищрениями,   хотя   до   сих   пор   из   2000   видов   изучено   лишь
несколько.   Ухаживание   самца   плодовой   мушки   за   самкой   представляет   собой   довольно
сложную церемонию, по окончании которой она принимает или отвергает его. Сначала самец
приближается к самке и постукивает ее по брюшку передними ножками. Затем он становится
позади самки или начинает кружить возле нее, все время выставляя напоказ свои крылья и
трепеща ими. По-видимому, церемония ухаживания стимулирует самку к спариванию и дает
ей возможность отличить самца своего вида от самца другого вида. Если самка не достигла
половой   зрелости   или   ее   поклонник   принадлежит   к   другому   виду,   она   начинает   громко
жужжать; такое жужжание самки означает, что она решительно отвергает ухаживание самца,
который в таком случае отступает.

У различных видов плодовых мушек процедура ухаживания происходит по-разному. У

одних главную роль играет запах, у других — зрительные сигналы, или звуки, или сочетание
всех трех раздражителей. У некоторых исследованных видов главную роль играет звук, и
самка примет самца только в том случае, если он «пропоет» нужную мелодию. Тщательные
исследования   показали,   что   описанную   выше   «демонстрацию   крыльев»   самцы   плодовых
мушек одного вида сопровождают почти одинаковыми песнями. Насекомые каждого вида
исполняют мелодию в своем ключе; при этом она в достаточной мере отличается от мелодий,
характерных даже для очень близких видов, чтобы предотвращать межвидовое скрещивание.

Записать   песни   плодовой   мушки   нелегко.   Длина   ее   тела   всего   около   3   мм;   она

производит настолько слабые звуки, что нет никакого смысла держать около нее микрофон в
надежде получить какую-нибудь запись. Единственный реальный способ зарегистрировать
звуки плодовых мушек состоит в том, чтобы заменить защитную металлическую сетку очень
чувствительного микрофона маленькой клеточкой из плексигласа. В эту клеточку выпускают
плодовых мушек, которые передвигаются фактически по мембране микрофона. При этом
необходимо   принимать   изощреннейшие   меры   предосторожности,   чтобы   избавиться   от
внешних   шумов,   искажающих   песни   плодовой   мушки.   Одна   такая   экспериментальная
установка состояла из нескольких картонных коробочек, вставленных друг в друга наподобие
набора кастрюль, между которыми была проложена стеклянная вата. Систему коробочек с
помещенными в нее клеточкой и микрофоном ставили на два разделенных прослойкой из
мягких резиновых шариков плоских камня, которыми мостят тротуары, и, наконец, все это
устанавливали на надутую автомобильную камеру. Такие ухищрения могут сравниться лишь
с   описанными   в   сказке   о   принцессе   на   горошине,   и   все-таки   исследователи   считали

необходимым   работать   ночью   или   по   выходным   дням,   чтобы   посторонние   шумы   не
испортили их записи.

Песни плодовой мушки по своим особенностям напоминают стрекотание сверчков. Они

являются   импульсномодулированными,   т. е.   представляют   собой   вспышки   звуковых   волн,
создаваемых   взмахами   крыльев.   Некоторые   плодовые   мушки   в   процессе   ухаживания
расправляют оба крыла, другие — только одно. Если мушка полностью расправляет крылья,
она машет ими почти с такой же частотой, как во время полета. У большинства видов частота
взмахов крыльями при полете составляет приблизительно 200 Гц и очень близка к частоте
звуковых волн в их песне. Другие плодовые мушки ухаживают за своими самками, лишь
частично расправляя крылышки, в результате чего они машут ими быстрее и создают звук с
более высокой частотой колебаний.

В импульсномодулированных звуках, создаваемых плодовыми мушками, переменными

являются три компонента: число волн в каждой вспышке, интервалы между вспышками и
частота волн в этих вспышках. Число волн во вспышках у различных видов почти неизменно.
Два других компонента в пределах вида постоянны, но сильно варьируют у разных видов.
Существует   два   почти   идентичных   вида   плодовых   мушек:  Drosophila   pseudoobscura    и
Drosophila persimilis.  В лабораторных условиях их можно заставить спариться и произвести
гибридное потомство. Это означает, что лишь с определенной натяжкой можно считать их
разными   видами,   поскольку,   согласно   общепринятому   определению,   вид   —   это   группа
особей,   неспособных   давать   плодовитое   потомство   при   скрещивании   с   особями,
принадлежащими   к   другой   группе.   В   естественных   условиях   указанные   два   вида   мушек
обычно   не   спариваются;   это,   по-видимому,   объясняется   различиями   в   длительности
интервалов   между   вспышками   звуковых   волн,   из   которых   состоят   их   песни.   Интервалы
между вспышками отражают частоту модуляции, к которой особенно чувствительны органы
слуха насекомых; в песне самца D. pseudoobscura  эта частота в пять раз больше, чем в песне
самца D. persimilis. 

Плодовые   мушки   —   одни   из   самых   распространенных   лабораторных   животных.

Огромное   число   видов,   высокая   скорость   размножения,   а   также   некоторые   другие
особенности  сделали  этих  мушек  стандартным объектом для  генетических  исследований.
Они легко доступны, поэтому их используют и в других исследованиях, таких, например, как
описаны   выше.   Однако   при   исследовании   большинства   насекомых   ставятся   более
практические   цели.   Насекомые   приносят   гораздо   больше   вреда   здоровью   и   имуществу
человека, чем какие-либо другие животные. В сельском хозяйстве у каждой новой культуры
быстро   появляются   свои   насекомые-вредители;   благодаря   современному   скоростному
транспорту насекомые-вредители неизбежно расселяются по всему свету, и поэтому многие
лаборатории и полевые станции целиком заняты поисками мер борьбы с этими насекомыми.
Целью   некоторых   проектов   была   разработка   метода   привлечения   насекомых   к   ядовитым
веществам   (это   более   надежно,   чем   распыление   ядохимикатов),   в   расчете   на   то,   что
насекомые в конце концов отравятся. Определенных успехов удалось добиться, привлекая
насекомых   пахучими   веществами   (см.   гл.   8),   однако   попытки   использовать   специфичные
звуки,   наподобие   тех,   которыми   привлекали   сверчков   или   комаров,   до   сих   пор   остаются
безуспешным.   Как   уже   было   показано,   самцов   комаров-переносчиков   желтой   лихорадки
привлекает жужжание самки только в том случае, если она находится на расстоянии не более
25 см. К сожалению, очевидное решение — записать на магнитофоне издаваемые самкой
звуки, а затем воспроизвести их через усилитель — в данном случае не подходит, так как по
какой-то непонятой  до  сих  пор причине  жужжание  самки  комара,  усиленное с  помощью
соответствующей   аппаратуры,   отгоняет   самцов   прочь.   Следует   заметить,   однако,   что
исследования звуков, издаваемых насекомыми, все еще находятся на самой ранней стадии. В
следующей главе будет описан другой, более перспективный способ борьбы с насекомыми.

ГЛАВА 4

Сонары у животных

Летучие   мыши   имеют   отталкивающий   вид:   уродливые   морды,   кожистые   и

морщинистые   крылья.   Многие   люди   очень   боятся   мышей;   этот   страх,   внушен
многочисленными рассказами  о том, что летучая мышь может  вцепиться в волосы. Если
четко сказать, что это маловероятно и что неизвестно ни одного достоверного случая, когда
бы летучая мышь действительно запуталась в волосах человека, то это вызовет целый поток
писем,   в   которых   будут   описаны   собственные   переживания   их   авторов.   А,   собственно,
почему бы летучим мышам попадать в чьи-то волосы? Теперь уже всем известно, что они
обладают системой эхолокации — сонаром; благодаря этому они могут в полной темноте
избегать   препятствий   и   ловить   насекомых,   которые   служат   им   пищей.   Издавая
высокочастотные ультразвуковые сигналы-писки и слушая невероятно слабое эхо, летучие
мыши   способны   с   почти   сверхъестественной   точностью   управлять   своим   полетом:   они
избегают   столкновения   с   натянутой   на   их   пути   проволокой,   которая   лишь   чуть   толще
человеческого волоса.

Достаточно немного понаблюдать за охотящимися летучими мышами, чтобы убедиться,

с   каким   удивительным   искусством   они   обнаруживают   свою   жертву.   Летучие   мыши
встречаются гораздо чаще, чем обычно думают. В сумерках их силуэты часто можно видеть
на фоне неба: как будто бы без всякой цели они бесшумно кружат в воздухе, порой вдруг
бросаясь   в   сторону,   а   затем   вновь   продолжая   свой   плавный   полет.   Каждый   такой
стремительный зигзаг означает преследование, а может быть, и поимку насекомого. Если
летучая мышь охотится над открытым местом, то можно проверить ее ловкость, подбрасывая
вверх   небольшие   камешки.   Отдыхая   в   Суссексе,   я   обнаружил   там   идеальное   место   для
наблюдения   за   летучими   мышами.   На   окраине   деревни   находилась   мусорная   свалка.   В
сумерках   она   становилась   местом   охоты   для   более   чем   пятидесяти   летучих   мышей.
Необычное   было   ощущение   —   без   сомнения,   ужаснувшее   бы   многих, —   когда   летучие
мыши кружили над головой, иногда всего лишь в 25…30 сантиметрах от нее. Подброшенные
в воздух камешки привлекали внимание летучей мыши, заставляя ее изменять направление
полета; при этом летучая мышь делала крутой вираж, снижаясь вслед за камешком, но затем
сворачивала в сторону и продолжала свой полет. Несомненно, она обнаруживала камешек с
помощью своего сонара, но не делала ошибки — не ловила и не глотала его. Каким же
образом летучая мышь узнавала, что камешек несъедобен? Может быть, сонар летучей мыши
настолько чувствителен, что позволяет ей на близком расстоянии улавливать различия между
насекомым и камешком; однако в таком случае летучая мышь вообще не стала бы следовать
за ним. Более вероятно, что летучая мышь в конце концов оценивает съедобность данного
объекта по запаху или по звуку, который он издает.

Однажды   мне   посчастливилось   наблюдать   настоящую   охоту   летучей   мыши.   Эти

животные иногда появляются и в дневное время, обычно во второй половине дня. Однако эта
мышь в течение нескольких дней летала при ярком полуденном солнце. Я впервые имел
возможность наблюдать за «настоящей» летучей мышью, а не за ее силуэтом. Тельце ее было
покрыто коричневой шерстью, а крылья в лучах солнца выглядели почти прозрачными. Пока
я наблюдал за ней, над лужайкой на высоте примерно 15 м появилась бабочка. Летучая мышь
начала преследовать ее, время от времени устремляясь к ней сверху, но при каждом таком
нападении   бабочке   удавалось   увернуться,   и   летучая   мышь   проносилась   мимо.   В   конце
концов бабочка скрылась в листве деревьев. Вероятно, эта летучая мышь была еще молодой
и неискушенной в охоте. Подтверждением этому послужило ее поведение, когда я бросал в
воздух камешки, пытаясь подманить ее к себе, чтобы лучше рассмотреть. Подобно своим
сородичам, которые охотились над мусорной свалкой, эта летучая мышь устремилась вниз
вслед за камешком, который тут же исчез. Летучая мышь поймала его и выпустила только
через   несколько   секунд.   Она   поймала   камешек   при   помощи   межбедренной   перепонки,
натянутой между задними конечностями и как бы дополняющей ее крылья. А может быть,
мне   просто   показалось,   что   все   происходило   именно   так,   поскольку   летучая   мышь
действовала с молниеносной быстротой и проследить за ней невооруженным глазом было

чрезвычайно трудно.

Цепь событий, разыгрывающихся в процессе ловли насекомых, изучали при помощи

киносъемки   и   фотографирования   с   использованием   мультивспышки.   В   последнем   случае
закрепленный неподвижно фотоаппарат соединяют с лампой-вспышкой, способной давать
очень   частые   разряды.   Затвор   фотоаппарата   открывают   и   дают   серию   вспышек.   Каждая
вспышка   создает   изображение,   в   результате   чего   на   одном   кадре   получается   ряд
последовательных изображений, снятых через очень короткие промежутки времени.

Летучих мышей выпускали в комнате, где они ловили плодовых мушек, бабочек или

даже   мучных   хрущаков,   которыми   «выстреливали»   из   пружинного   пистолета.   На
фотографиях было видно, что небольших насекомых, вроде плодовых мушек, летучие мыши
иногда ловили ртом, но, как правило, захватывали межбедренной перепонкой. Когда летучая
мышь готовится поймать насекомое, она выбрасывает вперед задние лапы, в результате чего
межбедренная перепонка выгибается наподобие ковша. Насекомое попадает в этот ковш, а
летучая мышь мгновенно опускает туда голову и схватывает насекомое ртом. Если летучая
мышь не совсем точно выбрала направление полета, она подталкивает насекомое в ковш
одним   из   своих   крыльев.   Эффективность   такого   метода   подтверждается   способностью
летучей   мыши   ловить  до   четырнадцати   плодовых  мушек   в  минуту;   вместе   с  тем  анализ
фотографий показал, что иногда она может поймать двух плодовых мушек за полсекунды.

«Радар»   летучей   мыши   —   излюбленная   тема   статей   под   рубрикой   «Впервые   это

придумала   природа»,   периодически   появляющихся   в   журналах.   Радар,   или
радиолокационная установка, был создан около тридцати лет назад. Радиолокация основана
на   регистрации   и   анализе   эхо-сигналов,   возникающих   при   отражении   радиоволн   от
удаленных  объектов;   с  помощью  радиолокации  устанавливают  местонахождение,  а  также
направление и скорость движения этих объектов. Летучие мыши создали подобную систему
примерно на сорок миллионов лет раньше, только вместо радиоволн они испускают звуковые
волны. С помощью своих «радаров», или сонаров, как их чаще называют, летучие мыши
способны в полной темноте обнаруживать насекомых, преследовать их и ловить на лету. По
мере   развития   радиолокационной   техники   становится   более   понятным   и   сонар   летучих
мышей, но механизм его действия кажется нам все более удивительным. Те примитивные
схемы,   которыми   сопровождаются   статьи   в   разделе   «Впервые   это   придумала   природа»
(звуковые волны, распространяющиеся от рта летучей мыши до насекомого и обратно к ее
ушам), отнюдь не дают нам точного представления об этом механизме, который настолько
сложен, что вызывает чувство благоговейного трепета перед красотой и великим искусством
природы.   Секрет   работы   сонара   летучей   мыши   еще   не   раскрыт;   однако   мы   постоянно
убеждаемся   в   том,   что   эти   животные   используют   средства   обнаружения,   которые
применяются   в   новейших   радарных   установках,   хотя   управляет   живой   «радиолокацией»
лишь небольшой участок крошечного мозга.

Первый   шаг   на   пути   к   открытию   сонара   летучей   мыши   был   сделан   в   1793   году

итальянским ученым Ладзаро Спалланцани. Спалланцани поймал на колокольне нескольких
летучих   мышей,   ослепил   их   и   выпустил   на   некотором   расстоянии   от   места   поимки.
Ослепленные летучие мыши вернулись на колокольню и даже ловили по дороге насекомых.
Примерно к тому же времени относятся опыты одного швейцарского натуралиста, который,
закупорив   уши   нескольким   летучим   мышам,   обнаружил,   что   животные   потеряли
способность ориентироваться, стали совершенно беспомощны и натыкались на все вокруг.
Стало ясно, что летучим мышам нужны уши, а не глаза, чтобы ориентироваться и ловить
насекомых.   Спалланцани   мог   только   предполагать,   что   эти   животные   способны   как-то
«видеть» с помощью ушей; однако вплоть до 1920 года никому и в голову не приходило, что
летучие мыши используют ультразвуки, т. е. звуки очень высокой частоты, которые человек
не   слышит.   Лишь   в   1938   году   Дональд   Гриффин   провел   в   Гарвардском   университете
большую   серию   экспериментов,   показавших,   каким   образом   летучие   мыши   с   помощью
ультразвуковой эхолокации избегают столкновения с препятствиями. Еще позднее ученые
выяснили, как мыши преследуют и ловят насекомых.