Борис Кудрявцев - О неслышимых звуках

Особенно обстоятельно изучена роль ультразвуков в жизни летучих мышей. Летучие мыши обладают очень плохим зрением, но это не мешает им прекрасно ориентироваться и без промаха ловить на лету мелких насекомых, которыми они питаются.

Можно было предположить, что при поисках пищи мыши руководствуются не зрением, а прекрасно развитым слухом, однако оставалось совершенно непонятным, каким образом летучая мышь обнаруживает в темноте даже такие небольшие препятствия, как тонкие ветки деревьев или телеграфные провода, расположенные на ее пути.

Еще двести пятьдесят лет назад итальянский ученый Спалланцани впервые внимательно изучил эти особенности летучих мышей. Стремясь выяснить, какой именно из органов чувств помогает летучей мыши находить направление в полете, он поочередно лишал ее зрения, вкуса, обоняния и осязания. Оказалось, что слепая мышь так же хорошо летает, как и зрячая. Лишение ее обоняния, вкуса и осязания тоже ничего не изменило. Оставалось предположить, что мышь ориентируется по слуху. И действительно, достаточно было заткнуть ей уши, чтобы мышь начала беспомощно метаться из стороны в сторону, натыкаясь на различные предметы.

Эти опыты наглядно показали, что из всех органов чувств именно слух дает возможность мыши определять путь своего полета. Но ведь правильно ориентироваться с помощью слышимых звуков, распространяющихся сразу во всех направлениях, нельзя! Так эта загадка летучих мышей и оставалась неразрешенной до наших дней.

Когда была установлена способность неслышимых звуков распространяться узким лучиком, позволяющим обнаруживать предметы на его пути, у ученых возникла мысль: не ультразвук ли заменяет летучей мыши зрение?

С помощью специальных пьезоэлектрических приемников удалось доказать, что летучая мышь во время полета издает через определенные промежутки времени короткие ультразвуковые сигналы. Эти сигналы удалось даже записать на пленку. Остроумными опытами ученые убедились и в том, что летучая мышь слышит издаваемые ею ультразвуки.

Соотношение длины волны и размеров открытого рта летучей мыши, который является излучателем ультразвука, таково, что делает сигнал, посылаемый ею, направленным подобно сигналам гидролокатора.

Когда мышь неподвижна, она посылает 5–10 сигналов в секунду. В полете же кричит чаще, издавая в среднем 30 сигналов в секунду.

Послав на разведку ультразвуковой сигнал, мышь чутко прислушивается, улавливая своими огромными ушами приход эха посланного ею сигнала. Как только эхо доходит до нее, она издает следующий сигнал. Чем ближе препятствие, тем быстрее возвращается эхо и, следовательно, тем чаще кричит мышь. На расстоянии 20 метров от препятствия она издает около 8 сигналов в секунду и увеличивает их число до 60, подлетая к препятствию на расстояние в 1 метр. Внимательное наблюдение за поведением летучих мышей убедило ученых в том, что мыши пользуются для ориентировки не только оценкой времени, которое требуется для возвращения эхо-сигналов, возникших при отражении от препятствия, как это делается в гидролокаторах, но и усилением сигналов по мере приближения к препятствию. Чем ближе подлетает мышь к препятствию, тем более интенсивными делаются приходящие от него эхо-сигналы.

В последние годы было обнаружено, что некоторые породы летучих мышей пользуются одновременно обоими способами ориентировки.

Однако ультразвуки в воздухе быстро затухают, и это сильно ограничивает способность летучих мышей ориентироваться, сужает их «горизонт». Вероятно, они не могут обнаруживать предметы, удаленные больше чем на 20 метров.

Ослабление ультразвука с расстоянием увеличивается при увеличении частоты колебаний. Поэтому чем выше частота колебаний ультразвукового сигнала, посылаемого летучей мышью, тем ỳже ее «горизонт». Вот почему некоторые мыши для ориентировки издают два вида сигналов: сигналы относительно низкой частоты, примерно до 50–70 тысяч колебаний в секунду, для грубой ориентировки на большом расстоянии, и сигналы в два раза большей частоты для детального обследования предметов, расположенных в непосредственной близости.

Воспроизведя специальными излучателями сигналы, какие обычно посылает летучая мышь, исследователи обнаружили, что ночные бабочки и некоторые другие насекомые, которыми питаются летучие мыши, также воспринимают, «слышат» ультразвуки. Когда на бабочек, например, направили ультразвуковой луч, поведение их резко изменилось: спокойно летящая бабочка бросилась в сторону, как бы обращаясь в бегство, другая, неожиданно сложив крылышки, как мертвая, упала на землю.