Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Наши уши — такие же определители направления, как усики насекомых [244] Konishi, M. (1993). ‘Listening with two ears’, Scientific American, 268 (4). P. 66–73. . Мельчайшие различия во времени достижения звуком левого и правого ушей и микроскопическая разница в его интенсивности сообщают нам, с какой стороны от нас находится источник звука. Тот же принцип лежит в основе пространственных звуковых эффектов, которые создают стереодинамики и системы «объемного звучания». Дают информацию и изменения воспринимаемой частоты звука, исходящего от движущегося источника по мере его удаления или приближения, — эффект Доплера. Благодаря ему мы можем определить, например, едет ли автомобиль в нашем направлении, по звуку, который он издает.

Слепые часто полагаются на звуки, помогающие им безопасно передвигаться с места на место. Они постукивают тростью или издают другие звуки и определяют, какие объекты их окружают, отмечая тонкие различия в возвращающемся к ним эхе. Однако интересно отметить, что сами они часто описывают то, что они делают, совершенно по-другому. Они говорят, что просто «ощущают» присутствие предметов, и это может означать, что у таких людей в обработке акустического эха участвуют те области мозга, которые обычно не связаны со слухом.

59-летний канадец Брайан Боровски, слепой от рождения, в возрасте трех или четырех лет самостоятельно научился использовать эхолокацию, цокая языком или щелкая пальцами.

Когда я иду по улице и прохожу мимо деревьев, я слышу каждое дерево: его вертикальный ствол и, может быть, ветви, нависающие надо мной… Я слышу находящегося передо мной человека и могу обойти его [245] Wilson, Clare, ‘Human bat uses echoes and sounds to see the world’, New Scientist, 6 May 2015. .

После некоторой тренировки подобными навыками могут овладеть даже зрячие люди (с повязкой на глазах) [246] См.: Flanagin, V. L., Schörnich, S., Schranner, M., Hummel, N., Wallmeier, L., Wahlberg, M., … & Wiegrebe, L. (2017). ‘Human exploration of enclosed spaces through echolocation’, Journal of Neuroscience, 37 (6). P. 1614–1627; и Thaler, L., Reich, G. M., Zhang, X., Wang, D., Smith, G. E., Tao, Z., et al. (2017). ‘Mouth-clicks used by blind expert human echolocators — signal description and model-based signal synthesis’, PLoS Comput Biol., 13 (8), e1005670. .

Рыбаки из Ганы, по-видимому, умеют находить рыбу, опуская в воду весло. Его плоская лопасть работает как направленная антенна, собирающая звуки, которые рыбы издают под водой. Приложив ухо к черенку весла, рыбак может приблизительно определить, в какой стороне находится рыба [247] См.: Balcombe, J., What a Fish Knows: The Inner Lives of our Underwater Cousins (Scientific American/Farrar, Straus and Giroux, 2016). P. 44. . Но по-настоящему поразительна та изобретательность, с которой используют звуки некоторые животные. Лучше всего известен пример летучих мышей.

Способность летучих мышей точно ориентироваться в полной темноте открыл в 1793 году хитроумный итальянский священник Ладзаро Спалланцани (1729–1799). Он часто замечал, что по ночам летучие мыши залетают в его комнату и кружатся вокруг единственной горящей там свечи. Решив проверить их способности к ночным полетам, он поймал одну из них и привязал к ее ноге нитку. Затем Спалланцани задул свечу и отпустил летучую мышь; по подергиваниям нитки он смог установить, что летучая мышь снова стала летать по комнате кругами — полное отсутствие света ей, по-видимому, нисколько не мешало. В дальнейших экспериментах (которые, несомненно, не прошли бы проверки на соответствие нынешним этическим стандартам) он ослеплял летучих мышей и выяснил, что они по-прежнему могли не только успешно охотиться, но и находить обратную дорогу к колокольне, на которой он их поймал [248] Kemp, Christopher, ‘The original batman’, New Scientist, 15 November 2017. .

В то время открытия Спалланцани остались практически незамеченными; лишь очень немногие из его результатов были опубликованы. Только в 1938 году молодой исследователь из Гарварда Дональд Гриффин (1915–2003), интересовавшийся сезонными миграциями летучих мышей, дал объяснение их способности летать в темноте. В сотрудничестве со своим коллегой Робертом Галамбосом он смог показать, что летучие мыши способны обнаруживать летающих насекомых и точно нацеливаться на них в темноте, испуская ультразвуковые щелчки и гудки и анализируя их эхо — эта система очень похожа на сонары, которые используют для поиска подводных лодок. Гриффин понял, что необычайные навигационные и охотничьи способности летучих мышей основываются на создании чрезвычайно подробной трехмерной картины окружающего их пространства [249] Griffin, D. R., Webster, F. A., & Michael, C. R. (1960). The echolocation of flying insects by bats. Animal Behaviour, 8 (3–4). P. 141–154. .