Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность - Йонг Эд (читать книгу онлайн бесплатно полностью без регистрации .txt, .fb2) 📗
Вокруг темно, а вам, большому бурому кожану, хочется есть. Без труда угадывая в темноте деревья и другие крупные препятствия, вы легко лавируете между ними в поисках насекомых, посылая в окружающее пространство сильные, размеренные сигналы в узком диапазоне. Большинство из них пропадает вдали, но некоторые возвращаются, выявляя какой-то летящий объект чуть правее по курсу. Мотылек? Вы поворачиваете голову, затем корпус, удерживая цель в луче своего эхолокатора. Теперь вы точно знаете расстояние до цели, но сама цель пока еще довольно невнятна. Ничего, сейчас подлетим поближе. По мере приближения ваши сигналы укорачиваются, ускоряются, их диапазон расширяется, и цель обозначается четче – да, это мотылек, причем крупный, и он летит прямо от вас. Вы идете в атаку. Ваши невероятные горловые мышцы выдают максимально частую пулеметную очередь эхолокационных сигналов, и мотылек как будто попадает в фокус. Голова, тело, крылья проступают в мельчайших подробностях, и вот вы уже подцепили его хвостом и закинули в рот. И все это было проделано за время, которое уйдет на чтение текста от этого слова… до вот этого.
Неудивительно, что летучие мыши настолько эволюционно успешны. Они водятся на всех континентах, кроме Антарктиды, и составляют пятую часть всех видов млекопитающих. Кто-то из них хватает насекомых в воздухе, а кто-то поедает плоды на деревьях. Какие-то ловят лягушек, какие-то пьют кровь, а какие-то – нектар, лакая его языком, который у них в два раза длиннее тела. Есть среди них каннибалы, поедающие других летучих мышей. Есть рыболовы, находящие рыбу благодаря эхолокации ряби на воде. Есть опылители, использующие эхолокацию для поиска вогнутых, как блюдце, листьев, нарочно приспособленных отражать эхолокационные импульсы. А есть летучие мыши, которые нашли принципиально отличное от всех встреченных нами до сих пор решение проблем эхолокации и обрели самый узкоспециализированный эхолокатор на свете.
Большинство видов летучих мышей пользуются эхолокацией так же, как большой бурый кожан: отправляют короткие импульсы длиной от 1 до 20 миллисекунд, выдерживая между ними сравнительно более длинные паузы. Эти импульсы охватывают широкий диапазон частот – поэтому таких летучих мышей называют частотно-модулированными (ЧМ). Но примерно 160 видов – подковоносы, листоносы и подбородколист Парнелла – поступают совершенно иначе{644}. Сигналы у них гораздо продолжительнее (у некоторых видов они длятся десятки миллисекунд), а паузы гораздо короче. И вместо диапазона частот они выдают одну-единственную ноту. За это их называют постоянно-частотными (ПЧ). И отражения они отслеживают тоже очень специфические.
Когда импульс эхолокатора попадает на движущееся крыло насекомого, сила отраженного сигнала оказывается непостоянной, поскольку крыло ходит вверх-вниз. Но в определенный момент, когда крыло строго перпендикулярно звуковой волне, эхо будет особенно громким и резким. Такое эхо называется акустическим отблеском, и это вернейший признак того, что рядом пролетает насекомое. Теоретически, такие отблески могут улавливать и ЧМ-мыши, но на практике это маловероятно. С их короткими импульсами и длительными паузами им должно сильно повезти, чтобы сигнал коснулся крыла насекомого именно в тот момент, когда он отразится в виде отблеска. А вот импульсам ПЧ-мышей хватает продолжительности на весь взмах крыла, и поэтому отблески они улавливают сплошь и рядом. А поскольку листья и другие фоновые объекты движутся не так ритмично, как машущее крыло, ПЧ-мышь может по отблескам отличить летящее насекомое от мешанины листвы. Эти отблески можно считать слуховым эквивалентом вспышек света.
На этих спектрограммах показаны эхолокационные сигналы двух летучих мышей, приближающихся к насекомому. Обратите внимание, что сигналы ЧМ-мыши охватывают широкий диапазон частот, тогда как ПЧ-мышь в основном держит одну и ту же ноту. Однако по мере приближения к цели сигналы обеих летучих мышей становятся короче и чаще
Ганс-Ульрих Шницлер, изучающий ПЧ-мышей с 1960-х гг., установил, что они опознают разные виды насекомых по ритму взмахов крыльями{645}. Они определяют, куда летит насекомое – к ним или от них. И они совершенно точно отличают живую цель от неживой: не в пример большим бурым кожанам ПЧ-мыши не кидаются на запущенные из рогатки камешки[196].
Слух у ПЧ-мышей такой же специализированный, как и сигналы. Большой подковонос, например, издает сигналы на постоянной частоте около 83 кГц, и именно на эту частоту настроено непропорционально большое число его слуховых нейронов[197]{646}. Он слышит эхо собственных сигналов лучше, чем все остальные звуки. У других видов имеются собственные фирменные частоты, словно каждая из ПЧ-мышей закрепила за собой тонюсенький ломтик огромного слухового мира{647}. Но эта стратегия порождает серьезную проблему – одиннадцатую, которой у ЧМ-мышей не возникает.
При сближении с источником звука этот звук кажется нам выше – вспомните, как меняется тон сирены проезжающей мимо скорой помощи. Это явление называется эффектом Доплера, и оно означает, что при подлете к насекомому частота эха, которое слышит ПЧ-мышь, будет расти и в конце концов выйдет за пределы зоны наиболее острого слуха. Но, как выяснил в 1967 г. Шницлер, ПЧ-мыши умеют компенсировать этот доплеровский сдвиг{648}. Приближаясь к цели, они издают сигналы ниже обычной средней частоты, поэтому более высокое эхо достигает их ушей именно таким, каким нужно. И проделывают они все это в самом буквальном смысле на лету, постоянно подстраивая сигналы так, чтобы отраженное от цели эхо оставалось в узкой полосе вокруг идеальной чувствительности их слуха с погрешностью всего 0,2﹪{649}. Это невероятная точность моторной регуляции, почти не знающая равных в царстве животных.
Представьте, что у вас есть расстроенное фортепиано, на котором любая нота будет звучать на три тона выше номинальной, а значит, чтобы извлечь ноту до третьей октавы, нужно нажимать ля второй октавы. Это дело нехитрое, и вы довольно скоро приспособитесь. А теперь представьте, что сбой этот не систематический и разница между желаемыми и звучащими нотами постоянно меняется. Теперь вам придется все время вычислять эту разницу, слушая звуки, извлекаемые из своенравного инструмента, и переключаясь на ходу. Именно это и проделывает ПЧ-мышь – много раз за секунду и почти без ошибок. Да еще порой одновременно для нескольких объектов. Подковонос умеет распределять внимание между несколькими препятствиями на разном удалении и для каждого вводить нужную доплеровскую поправку[198]{650}.
Для ночного насекомого спасения от летучих мышей нет нигде. На открытом пространстве их сцапает большой бурый кожан. Попытаются спрятаться в густой листве – выследит большой подковонос. Сядут куда-нибудь и замрут – их все равно отыщет малый большеухий листонос. Может показаться, что эхолокация – всепобеждающее оружие, приспосабливаемое к любой возможной среде обитания. Однако на самом деле, при всей его несомненной гибкости, необоримым его назвать нельзя. Обратной стороной развившегося у летучих мышей невероятного чувства оказывается риск пасть жертвой не менее невероятных иллюзий.
В лаборатории Джесси Барбера идет легкий снег – по крайней мере, создается такое впечатление. Сотрудники постоянно запускают мотыльков в помещение для полетов, где кружат Зиппер и другие летучие мыши, и в воздухе висит облако осыпавшихся с крыльев насекомых светлых чешуек. Они настолько вездесущи, что и у самого Барбера, и у Джульетты Рубин развилась на них жуткая аллергия, поэтому теперь они оба работают в масках. Это, по их словам, типичное профессиональное заболевание лепидоптерологов – ученых, занимающихся чешуекрылыми (бабочками и мотыльками). Такую аллергию даже иногда называют «легкое лепидоптеролога».
