Чувства животных
Шрифт:
Мы не будем обсуждать, какими способами летучие мыши выделяют интересующие их эхо (например, эхо, приходящие от возможной жертвы) из беспорядочной путаницы эхо-сигналов, приходящих от других объектов и ультразвуковых посылок других летучих мышей (такое обсуждение было бы весьма поверхностным, поскольку эти способы еще недостаточно хорошо изучены), — и так достаточно ясно, что эхолокационная система летучей мыши удивительно эффективна. С ее помощью животное может улавливать эхо, которое в 2000 раз слабее посылаемых ультразвуковых импульсов, и использовать это эхо, чтобы определить с большой точностью местонахождение объекта. Эхолокационная система летучей мыши, состоящая из «передатчика», «приемника» и «вычислительного устройства», весит примерно 7,5 г, а радарная установка — многие десятки килограммов. Радар обнаруживает различные объекты на расстоянии сотен километров, однако эти объекты должны иметь несколько метров в поперечнике. Летучая мышь обнаруживает насекомое длиной 8 мм, находящееся
Однако и у самых эффективных систем есть свои слабые стороны. Сипуху могут перехитрить кенгуровые крысы, обладающие сверхчувствительным слухом, а от летучих мышей ускользают некоторые их жертвы. Так, например, ночные бабочки и златоглазки способны улавливать ультразвуковые сигналы летучих мышей с помощью слуховых органов, напоминающих «уши» сверчков. Это было установлено путем регистрации нервных импульсов у обездвиженного насекомого в тот момент, когда через динамик передавались ультразвуковые сигналы летучей мыши или когда летучую мышь выпускали в помещении лаборатории. Слуховые органы бабочек воспринимают ультразвуковые сигналы частотой до 240 000 Гц, но наиболее чувствительны они к частотам в диапазоне от 15000 до 60 000 Гц, характерным для сигналов, издаваемых летучими мышами. Однако никому еще не удалось убедительно доказать, что насекомые улетают от летучих мышей. Имеется всего лишь одна фотография, на которой виден след бабочки, по спирали улетающей от летучей мыши. Этот снимок был сделан с помощью мультивспышки при изучении реакции ночных бабочек и златоглазок на ультразвуковые сигналы, посылаемые специальным генератором. Реакции насекомых были очень разнообразны. Если насекомые находились вблизи источника звука в момент его включения, они начинали проделывать различные фигуры высшего пилотажа, мертвые петли и спирали, или пикировали вниз, где в обычных условиях могли бы спрятаться в траве. Если бабочки находились достаточно далеко от источника звука, они улетали прочь. По-видимому, при большой громкости ультразвука насекомые не могут определить, откуда он приходит, начинают метаться в разные стороны и вскоре пикируют; если же звук достаточно слаб, они способны определить местонахождение его источника и улетают в противоположную сторону.
Эта фотография до сих пор остается единственным убедительным доказательством того, что некоторые насекомые могут вовремя обнаружить летучую мышь и, таким образом, спастись от нее; однако вполне очевидно, что у насекомых имеются определенные преимущества перед летучей мышью. Последняя способна обнаружить насекомых лишь на достаточно близком расстоянии, когда она может услышать слабые эхо-сигналы; насекомые же воспринимают громкие импульсы летучих мышей на гораздо больших расстояниях. К тому же насекомые проворнее летучих мышей, им легче увернуться, и поэтому часто удается спастись; такой случай я и наблюдал в своем саду, когда летучая мышь пыталась поймать бабочку.
Реакцию бабочек на ультразвук можно истолковать как стремление избежать встречи с летучими мышами. Косвенное подтверждение этому было получено в экспериментах по регулированию численности насекомых-вредителей. В начале этого века европейского кукурузного мотылька случайно завезли в США, где он стал известен как кукурузный точильщик. Попытки борьбы с ним не увенчались успехом, и в конце концов он проник в кукурузные районы Среднего Запада, где является теперь серьезным вредителем. Кукурузный точильщик, или кукурузный мотылек, относится к тем ночным насекомым, которые, как известно, чувствительны к ультразвуковым сигналам летучей мыши. Зная это, два канадских энтомолога установили на кукурузном поле ультразвуковой генератор, поместив его на вращающийся столик; генератор поворачивали таким образом, чтобы звуковой луч, подобно лучу маяка, «прощупывал» все поле. При этом подбиралась такая скорость вращения, чтобы генерируемые сигналы были похожи на импульсы, посылаемые летучей мышью. Эксперимент был удачным, поскольку на исследуемом участке потери от кукурузного точильщика были в два раза меньше, чем на других полях. Отсюда можно сделать вывод, что эта «искусственная летучая мышь» и в самом деле отпугивала мотыльков.
Рассмотренные нами взаимоотношения летучих мышей и ночных бабочек напоминают взаимоотношения сипух и кенгуровых крыс в том отношении, что в обоих случаях речь идет о развитии средств нападения и средств защиты; однако недавно эти взаимоотношения представились нам в совершенно ином свете. Летучие мыши прослеживают путь своей жертвы с помощью ультразвуковой эхолокации, а некоторые бабочки обнаруживают эти ультразвуковые сигналы и пытаются избежать опасности. А теперь стало известно, что некоторые бабочки сами способны производить ультразвуковые импульсы, которые отпугивают летучих мышей.
Было обнаружено, что если в двух или более метрах от такой бабочки пролетает летучая мышь, то можно зарегистрировать ультразвуковые щелчки, издаваемые насекомым. Услышав эти щелчки, мышь улетает прочь. Можно заставить летучую мышь избегать насекомых и других видов, если в момент
Насекомые — не единственная пища летучих мышей. Питающиеся рыбой летучие мыши, так называемые летучие мыши-бульдоги, живут вдоль побережья Америки от северо-западной Мексики до северной Аргентины, а также на острове Тринидад и на Антильских островах; два других вида — летучая мышь-рыболов и ложный вампир — также питаются рыбой. Чтобы установить, как летучие мыши определяют местонахождение рыбы, исследовали в лабораторных условиях поведение мыши-бульдога.
В сумерках эти летучие мыши покидают свои убежища в расселинах скал или дуплах деревьев и начинают носиться вверх и вниз над водой. Иногда при свете причаленных кораблей можно видеть, как летучие мыши проносятся над самыми волнами, время от времени касаясь воды. Скоростная фотосъемка показала, что летучая мышь захватывает рыбу с помощью длинной и когтистой задней лапы, которую она на лету опускает в воду. Плывущую под водой рыбу невозможно обнаружить с помощью эхолокации, поскольку ультразвуковые импульсы почти полностью отражаются от поверхности воды. Проникает в воду лишь 0,1 % звуковой энергии, Подобным же образом любой отраженный рыбой звук становится на 99,9 % слабее, когда он выходит из воды; итак, совершенно очевидно, что летучая мышь не способна обнаружить рыбу, находящуюся под водой. Предположение о том, что летучие мыши наугад опускают в воду свои когтистые лапы, по-видимому, неправдоподобно; даже если бы они повстречали косяк рыбы, такой способ ловли был бы крайне неэффективным.
Чтобы решить эту проблему, нескольким летучим мышам-бульдогам предоставляли возможность вылавливать рыбу из мелкого бассейна. Они не в состоянии были обнаружить рыбу, плавающую даже у самой поверхности воды, однако сразу устремлялись к тому месту, где появлялась хоть какая-то рябь. Как показали более тщательные исследования, летучие мыши на расстоянии 60 см могут обнаружить проволоку диаметром 2 мм, которая выступает из воды всего на 6 мм. Итак, создается впечатление, что питающиеся рыбой летучие мыши ловят мелких рыбешек, которые случайно показываются на поверхности воды или вызывают на ней рябь. Этим, по-видимому, объясняется и тот факт, что летучие мыши-бульдоги иногда занимаются рыбной ловлей вместе с пеликанами. Они хватают рыб, когда те, в панике спасаясь от пеликанов, нарушают зеркальную гладь воды. Кроме того, случалось видеть, как эти летучие мыши коршунами налетали на стайки рыбешек, которых выгоняла на поверхность хищная рыба.
За тридцать лет, пролетевшие с того дня, когда Гриффин принес своих летучих мышей к профессору Пирсу, наши знания об ультразвуковом мире этих животных необычайно расширились; теперь известно, что и другие животные пользуются эхолокацией. Пока военные действия подводных лодок не заставили изобрести устройства для улавливания звуков подводного мира, было принято говорить о безмолвии океана. Впоследствии оказалось, что гидрофоны, предназначенные для обнаружения подводных лодок, воспринимали множество необычных звуков. Кажущееся безмолвие океана объясняется так же, как и неспособность летучих мышей-бульдогов обнаруживать рыбу под водой: поверхность воды служит преградой, сквозь которую звуки не могут проникать в воздух. Теперь мы знаем, что многие рыбы чрезвычайно «говорливы», а тюлени и киты производят хрюкающие звуки и выводят трели. Поистине удивительно, что море считалось таким безмолвным: ведь морякам давно известно, что некоторые китообразные издают звуки. Белуху называют морской канарейкой; предполагают, что мифические сирены, которые пытались завлечь Одиссея и сбить его с курса, были на самом деле очень шумливые рыбы, которых называют морскими орлами.
Люди быстро научились распознавать издаваемые китами звуки — особенно после того, как одна подводная лодка осторожно приблизилась к большому киту, приняв его за вражескую подводную лодку. Позднее стало очевидным, что у китообразных тоже есть сонарные системы, поскольку дельфины обладают способностью избегать сетей даже в мутной воде. После второй мировой войны на юге США были построены океанариумы, что дало возможность в удобных условиях изучать некрупных китообразных. Излюбленным животным для экспериментов по изучению сонара служит дельфин афалина. Оказалось, что он чувствителен даже к звукам частотой выше 150 000 Гц и издает звуки частотой до 120 000 Гц; таким образом, вполне вероятно, что дельфин использует ультразвуковую эхолокацию.