Скворец, а мяукает

Солнце стало делать первые шаги по небосклону, и лес начал оживать. Запела яркогрудая зарянка. В молодом ельнике принялись летать дрозды-рябинники, крича «тра-тра», «кра-рарарара». Один из них, усевшись на макушку, сильно дергает распущенным хвостом, нагибается и трясет крыльями, особенно старательно трещит. Вот где-то впереди раздались красивые трели черноголовой славки. Послышались нежно-переливчатые флейтовые звуки. Это запела маленькая с серовато-зеленой спинкой птичка — весничка. И все больше и больше голосов звучит в лесу.
Разнообразие птичьих звуков поразительно. Одни птицы поют только простенькие мелодии, другие выводят очень замысловатые, третьи не брезгуют экзотикой — то замяукают, как кошка, то затарахтят, словно идущий трактор, а четвертые без всяких усилий произносят человеческие слова настолько чисто, что очень часто люди, не видя «оратора», а только слыша его, поначалу не подозревают, что говорит птица.
Много было всяких предположений по поводу того, где рождаются звуки у птиц. Но в 1686 году французский ученый Д. Вернэ, придя на заседание Парижской академии с живым петухом, без лишних слов проделал серию опытов и доказал почтенной публике, что главный голосовой аппарат птиц — си-ринкс, нижняя гортань.
Устроен сиринкс у большинства пернатых достаточно сложно. Расположен он там, где проходит граница между дыхательной трубкой — трахеей и бронхами, и представляет собой своеобразную камеру. Внутрь ее от наружных стенок вдаются наружные голосовые перепонки — тонкие слизистые мембраны, а снизу, от места ветвления трахеи, — внутренние голосовые перепонки. Кроме голосовых перепонок есть еще эластичные утолщения — голосовые губы. А там, где внутренние стенки бронхов соединяются, расположен небольшой хрящ — козелок. Над ним возвышается полулунная складка. Козелок и полулунная складка разделяют голосовые щели. В результате в каждом бронхе образуется свой источник звука. Причем эти два модулятора совершенно не зависят один от другого, что дает птицам огромное преимущество: они могут одновременно исполнять две фразы своей песни или брать две разные ноты.

Читать далее «Скворец, а мяукает»

Почему лягушки такие голосистые!

Может, это кому-то покажется странным, но мне нравится лягушачье пение. Теплыми весенними вечерами и в летние дни я могу подолгу слушать их жизнерадостные рулады. Обнаружить солистов часто бывает непросто. Живут бесхвостые амфибии в самых различных местах, и, естественно, там же находятся их «концертные площадки». Обыкновенная квакша, которая большую часть жизни проводит на суше, забравшись на дубы, грабы, ивы или кусты, распевает свои песни на высоте не меньше метра. Жабы «поют», сидя на земле или в глубине нор. Жерлянки, которых легко узнать по брюшку (оно у них ярко-оранжевое или лимонно-желтое с синевато-черными пятнами), обычно кричат целый день, утихомириваясь лишь к ночи. При этом они держатся передними лапами за лист, стебель, а голову немного выставляют из воды. Скрытные чесночницы, обладающие способностью за две-три минуты зарываться в грунт и совершенно исчезать из виду, могут издавать звуки под водой.
Вряд ли нужен необыкновенный слух, чтобы разобраться: разные виды бесхвостых амфибий кричат по-разному. Песня зеленой жабы не очень громка, но мелодична, она напоминает «Пиццикато», исполненное на скрипке. Звуки обыкновенных квакш похожи на кряканье уток, а когда в конце апреля начнут подавать голос серебристо-голубые лягушки, которые носят название остромордых, создается впечатление, что журчит весенний ручей.
Амфибии произошли от древних кистеперых рыб. Но звуковые аппараты рыб, которым не нужна была большая мощность, так как вода обладает высокой звукопроводимостью, оказались неприемлемыми для использования их в воздушной среде. Требовались совершенно новые приспособления, и амфибии их «придумали»: появилась гортань, голосовые связки, а у многих и голосовые мешки: выступающие по бокам головы или под горлом «шары», которые иногда достигают внушительных размеров.
Лягушки — животные в общем-то мелкие, но звуки многие из них издают очень громкие. Особенно это осознаешь, если оказываешься в непосредственной близости от певцов. Однако рулады наших земноводных не идут ни в какое сравнение со звуками некоторых их родственников. Пение жаб Фаулера, живущих в США, слышно за несколько километров, вдобавок оно напоминает воинственные крики индейцев, что в свое время наводило ужас на завоевателей Америки. У лягушки-быка голосок тоже не из слабых. Когда раздается ее крик, несведущий человек решает, что кричит какой-то крупный зверь. За счет чего же земноводные могут быть такими голосистыми? Устройством, многократно усиливающим звук, являются голосовые мешки, они служат жабам и лягушкам резонаторами.

Читать далее «Почему лягушки такие голосистые!»

Сигналы из плавательного пузыря

В 1942 году на Атлантическом побережье США, у входа в Чесапикский залив, от которого рукой подать до Вашингтона, были установлены гидрофоны. Эти приборы, изобретенные в первую мировую войну и к сороковым годам уже достаточно усовершенствованные, предназначались для улавливания звуков в воде. В Чесапикском заливе гидрофоны должны были «нащупывать» шумы, производимые винтами фашистских подводных лодок микромалюток, и предупреждать о приближении врага. Однако ожидаемых, хорошо известных шумов в районе, находящемся под строгим наблюдением, слышно не было, зато в один из весенних дней, когда солнце давно зашло, приборы уловили какие-то непонятные звуки. Напоминали они удары отбойных молотков или треск огромного количества дрелей. Была объявлена военная тревога. Но враг не появился. На следующий день все повторилось. Опять объявили тревогу. И снова вражеских подводных лодок не было. Что же это за звуки? Отгадка привела в изумление многих. Призванные на помощь биологи выдали виновников происходящего. Ими оказались рыбы. В это время в Чесапикский залив приплыли квакуны, рыбы-барабанщики. По предположениям специалистов, их собралось там около 400 миллионов. Когда нескольких квакунов поймали и, посадив в аквариум, записали их голоса, а потом сравнили со звуками, зарегистрированными гидрофонами, сомнений не было: в заливе «пели» рыбы.
Другие звуки рыб — шумы, возникающие при движении их косяков, как выяснилось после войны, были хорошо известны японцам: они их имитировали, запуская свои «живые» торпеды для взрывов американских кораблей возле Каролинских островов. Американцы долго не могли понять, в чем причина гибели кораблей, пока случайно не обнаружили одну из таких торпед с погибшим японским майором. А что японцы действительно использовали шумы, производимые плывущими рыбами, стало окончательно ясно, когда у американцев. в качестве трофея оказался японский фильм о звуках моря и о способах их воспроизведения.
И хотя еще древнегреческие ученые писали о рыбьих «разговорах», хотя имелись сведения, собранные за века рыбаками, знавшими, что рыбы не немы, и существовали даже исследования зоологов, сообщение, что рыбы издают звуки, было сенсацией.

Читать далее «Сигналы из плавательного пузыря»

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.

Читать далее «Говорят… крыльями»

От нотных знаков до фонотек

Тиню, тиню, тиню,
Спрецию, э-Kia,
Кверек, пи, пи,
Тио, тио, тио, тике,
Квтио, квтио, квтио, квтио,
кв-тио,
Зкв, зыв, эыкв, зыкв,
Зи, зи, зи, эй, зи, эй, зи,
Кверек, тио, зквиа, пи, пи, кви!
Думаете, что это такое? Один из переводов на человеческий язык песни соловья, сделанный в прошлом веке. Конечно, можно по-разному отнестись к этому переводу, однако на протяжении многих десятилетий единственным прибором зоологов, изучающих голоса животных, были собственные уши и поэтому запись звуков была проблемой номер один. Но почему проблемой и зачем это было надо? Вначале записать услышанное старались, чтобы потом, воспроизведя, вновь насладиться пением понравившейся птицы. Однако вскоре стало ясно, что по песне, как и по размерам тела, окраске оперения, форме клюва, цвету глаз и другим признакам внешнего облика, можно судить, к какому виду относится птица. Знать структуру песен было необходимо и для того, чтобы определить, одинаково ли поют птицы, принадлежащие к одному виду, отличаются ли песни пернатых, живущих в разных географических областях.
Как только не пытались зафиксировать голоса животных! Записывали их в виде буквенных обозначений. Использовали нотную запись, а потом прибегали к помощи музыкальных инструментов. Считалось, что более или менее удачно можно воспроизвести звуки, издаваемые иволгой, на флейте, а призывные звуки чижей— на скрипке. Но этим поиск не ограничился. Была разработана целая система символов и создана музыкальная стенография. По одному из других методов услышанную песню следовало фиксировать особыми значками: точками, тире и более сложными специальными знаками. Предлагался и комбинированный метод: нотная запись плюс обозначения буквами и слогами плюс словесные \’характеристики звуков типа таких определений: трескучее, свистовое, торопливое…
Однако каждый из способов имел свои изъяны. Звуки, издаваемые птицей, можно лишь приблизительно воспроизвести с помощью звуков человеческой речи и выразить буквами. К тому же, если песню кукушки не составляло труда записать, то о песнях многих других птиц этого сказать было нельзя. Но и песни, поддающиеся записи, могли выглядеть очень не похоже. Вот как, например, слышат песню пеночки-теньковки люди, живущие в разных странах:
русские — «тень-тянь-тинь-тень-тень-тянь»; англичане — «чиф-чэф-чиф-чиф-чэф»; немцы — «цильп-цальп-цильп-цильп-цальп»; французы — «тьип-тьеп, тьип-тьип-тьеп».
Даже по поводу, казалось бы, совсем незамысловатого петушиного крика и то нет единого мнения. Русские считают, что петух кричит «ку-ка-реку», немцы — «ки-ки-реки», англичане — «кудл-дудл-ду», а японцы — «ко-кё-ко-кё». Ну, о каком акустическом анализе сигналов могла идти речь?
Не больше преимуществ было и у нотной записи. Во-первых, не каждый мог записать услышанную песню с помощью нот.
Но самое главное — по нотной записи тоже получали лишь примерное представление о песне, потому что птицы не ограничивают свой «словарь» привычными для нас музыкальными звуками. Многие их крики да и части песен представляют собой скрипы, скрежет, стук, шипение. Ноты здесь были бессильны. Для нотной записи подходили лишь чисто тональные, свистовые сигналы птиц. Причем ноты передавали только высоту тонов, ритмику и мелодию, но сколько в песне слогов, в каком порядке следуют различные колена — эти и другие очень важные особенности песен, по которым безошибочно определяют вид птицы, записать нотными знаками было нельзя.
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.

Читать далее «От нотных знаков до фонотек»

Аристотель, Леонардо да Винчи и охотники России

Неандертальцы выглядели не очень привлекательно: низкий скошенный лоб, сплошной, резко выступающий надглазничный валик, нижняя челюсть без подбородочного выступа. Люди, населявшие тысячелетия назад Европу, были коренасты и невысоки. Рост женщин — 1 30 сантиметров, мужчины были по-представительней: на 35 сантиметров выше.
Неандертальцы жили охотой, которая давала им все самое необходимое. Они успешно вели борьбу с саблезубым тигром и отвоевывали жилища у пещерных медведей. Но что собой представляли звери, на которых охотились древние люди, мы узнали не от неандертальцев. Первые в истории человечества произведения искусства были созданы кроманьонцами — прекрасными охотниками, людьми, ничем существенно не отличающимися от современного Homo sapiens. Именно им уступили историческую сцену неандертальцы.
Художники, жившие в ту далекую пору, посвящали свои «полотна» одной теме: они рисовали зверей и охоту на них. Изображения мамонтов, бизонов, диких лошадей, северных оленей, гиен, впервые обнаруженные исследователями в конце прошлого — начале этого века на стенах пещер, расположенных в горах Франции и Испании, поражают не только мастерским исполнением. Они удивляют точным изображением особенностей различных видов животных. Но иначе и быть не могло. Слишком тесны были связи человека с природой, и слишком многое зависело от знания поведения зверей.
Хорошо разбираясь в повадках животных, наши предки должны были рано или поздно сообразить, что привлечь их, подозвать поближе к охотнику можно, если начать подражать звукам, издаваемым животными.

Читать далее «Аристотель, Леонардо да Винчи и охотники России»

Когда возникла «речь» у животных!

Как выглядят креветки, раки и крабы, описывать, думаю, не надо. Внешние их данные хотя бы приблизительно известны многим. Однако помимо гастрономических достоинств некоторых ракообразных у этих животных есть немаловажная заслуга: они — одни из древнейших обитателей Земли. Клешни, норки, следы их хождения находят еще в кембрии— периоде, который начался 600 миллионов лет назад. Вряд ли кто может в этом быть абсолютно уверенным, но скорее всего именно высшие раки первыми осмелились нарушить тишину и стали «разговаривать» друг с другом. Претендовать на пальму первенства могут и еще одни животные, которые тоже были способны использовать звук для передачи и получения необходимой информации. Эти животные — рыбы. Появились они на нашей планете 400 миллионов лет назад, а вскоре, уже в следующий период — девонский, господствовали во всех водных бассейнах. Продолжительность их существования на Земле была разной. Многие виды вымирали, но те, что могли приспособиться к изменяющимся условиям, наоборот, достигали расцвета. Рыбы, от которых произошли сельди, карпы, щуки, лососи и вся их многочисленная родня, насчитывающая сейчас 20 тысяч видов, плавали в морях, реках и озерах 200 миллионов лет назад. Акулы и скаты, живущие в теперешних морях и океанах, появились позже. Во многих странах зубы акул находят в геологических пластах, образованных за последние 100—150 миллионов лет. В те времена поверхность Земли имела иной вид, положение континентов, морей и океанов сильно отличалось от современного. У нас акулы прекрасно чувствовали себя там, где сейчас находятся Поволжье, Украина, Приуралье, полуостров Мангышлак: именно в этих местах обнаруживают целые акульи кладбища.
Жизнь на нашей планете возникла 4—3,5 миллиарда лет назад, и колыбелью ее были первобытные моря и океаны. Вот почему самые древние остатки животных, которые известны науке, — остатки морской фауны.
Предкам современных лягушек, из года в год оглашающих кваканьем окрестности, стоит поставить памятник: они первыми на Земле из четвероногих решились выйти на сушу. Произошло это около 335 миллионов лет назад. И лягушки, и тритоны, и саламандры своей жизнью обязаны кистеперым рыбам, которые по сравнению с другими своими собратьями имели большие преимущества: у них были легкие, следовательно, они могли дышать атмосферным воздухом, а плавники их очень подходили для превращения в лапы.
Земноводные того времени были мало похожи на сегодняшних внешне, да и питались они в основном рыбой. Но, как и в наши дни, потомство свое выводили в воде. Издавали ли они какие-нибудь звуки? Судя по всему, да. Но если по поводу «разговорчивости» земноводных и могут возникнуть сомнения, зато их современники: цикады, сверчки и кузнечики — уж это совершенно точно — даже в те далекие времена не проводили свою жизнь в молчании.

Читать далее «Когда возникла «речь» у животных!»

Что такое биоакустика

«Возьми лист бумаги и напиши: «Я заклинаю вас, присутствующие здесь мыши, не приносить мне никогда вреда и не позволять ни одной другой мыши причинять мне ущерб. Я отвожу вам вон то поле, которое находится там-то (указать какое); но если я когда-нибудь застану вас еще здесь, то клянусь матерью богов, я вас растерзаю в клочки». Напиши это и прикрепи бумагу до восхода солнца к какому-нибудь камню в поле так, чтобы бумага лежала написанными строчками вверх».
Это поучение из трактата о борьбе с мышами, а лист бумаги с таким эмоциональным обращением, как явствует из текста, предназначался для чтения мышам. Древние греки были убеждены, что мыши могут не только читать, но и говорить.

Читать далее «Что такое биоакустика»