С вечера до утра
Но есть еще животные типично монофазно-ночные (только ночью активные), о которых не рассказать здесь нельзя. Их неслышные (нам!) крики наполняют летние ночи высокочастотным звучанием и многократно отраженным его эхом. Эти ультразвуки пронзают мрак во всех возможных направлениях. А мы упиваемся тишиной. Ночи в лесах и полях не казались бы нам такими безмолвными, если бы наши уши могли слышать звуки высоких частот.
Звук, как известно, — это колебательные движения, распространяющиеся волнообразно в упругой среде. Одно колебание в секунду называют герцем, а тысячу — килогерцем. Человеческое ухо слышит лишь звуки с частотой колебаний от 16–18 герц до 20 килогерц. Более высокочастотные акустические колебания — это ультразвук, и мы их не слышим. Ультразвуками летучие мыши «ощупывают» окрестности.
В гортани летучей мыши в виде своеобразных струн натянуты голосовые связки, которые, вибрируя, производят звук. Гортань ведь по своему устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через нее — возникает «свист» очень высокой частоты, до 150 тысяч герц (человек его не слышит).
Летучая мышь может периодически задерживать поток воздуха. Затем он с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле. Неплохое достижение для зверька весом 5–20 граммов!
В гортани летучей мыши возбуждаются кратковременные звуковые колебания — ультразвуковые импульсы. В секунду следует от 5 до 60, а у некоторых видов даже от 10 до 200 импульсов. Каждый импульс-взрыв длится обычно всего 2–5 тысячных долей секунды.
Краткость звукового сигнала очень важный физический фактор. Лишь благодаря ему возможна точная эхолокация, то есть ориентировка с помощью ультразвуков.
От препятствия, которое удалено на семнадцать метров, отраженный звук возвращается к зверьку приблизительно через 0,1 секунды. Если звуковой сигнал продлится больше 0,1 секунды, то его эхо, отраженное от предметов, расположенных ближе 17 метров, зверек услышит одновременно с основным звучанием.
А ведь именно по промежутку времени между концом посылаемого сигнала и первыми звуками вернувшегося эха летучая мышь инстинктивно получает представление о расстоянии до предмета, отразившего ультразвук.
Поэтому звуковой импульс так краток.
По-видимому, летучая мышь каждый новый звук издает сразу же, после того как услышит эхо предыдущего сигнала. Таким образом, импульсы рефлекторно следуют друг за другом, а раздражителем, вызывающим их, служит эхо, воспринимаемое ухом. Чем ближе летучая мышь подлетает к препятствию, тем быстрее возвращается эхо, и, следовательно, тем чаще издает зверек новые эхолотирующие «крики». Наконец, при непосредственном приближении к препятствию звуковые импульсы начинают следовать друг за другом с исключительной быстротой. Это сигнал опасности. Летучая мышь инстинктивно изменяет курс полета, уклоняясь от направления, откуда отраженные звуки приходят слишком быстро.
Действительно, опыты показали, что летучие мыши перед стартом издают в секунду лишь 5–10 ультразвуковых импульсов. В полете учащают их до 30. При приближении к препятствию звуковые сигналы следуют еще быстрее — до 50–60 раз в секунду. Некоторые летучие мыши во время охоты на ночных насекомых, настигая добычу, издают даже 250 «криков» в секунду.
Эхолокатор летучих мышей — очень точный навигационный прибор: он в состоянии запеленговать даже микроскопически малый предмет — диаметром всего 0,1 миллиметра!
И только когда экспериментаторы уменьшили толщину проволоки, натянутой в помещении, где порхали летучие мыши, до 0,07 миллиметра, зверьки стали натыкаться на нее.
Летучие мыши наращивают темп эхолотирующих сигналов примерно за два метра от проволоки. Значит, за два метра они ее и «нащупывают» своими «криками». Но летучая мышь не сразу меняет направление, летит и дальше прямо на препятствие и лишь в нескольких сантиметрах от него резким взмахом крыла отклоняется в сторону.
С помощью эхолотов, которыми их наделила природа, летучие мыши не только ориентируются в пространстве, но и охотятся за своим хлебом насущным: комарами, мотыльками, жуками и прочими ночными насекомыми.
В некоторых опытах зверьков заставляли ловить комаров в небольшом лабораторном зале. Их фотографировали, взвешивали — одним словом, все время следили за тем, насколько успешно они охотятся. Одна летучая мышь семи граммов весом за час наловила грамм насекомых. Другая малютка, которая весила всего три с половиной грамма, так быстро глотала комаров, что за четверть часа «пополнела» на десять процентов. Каждый комар весит примерно 0,002 грамма. Значит, за 15 минут охоты было поймано 175 комаров — каждые шесть секунд один комар!
Подобно людям, летучие мыши тоже могут ошибаться. И такое нередко случается, когда они устали или еще толком не проснулись после проведенного в темных углах дня. Это доказывают изувеченные трупы летучих мышей, еженощно разбивающихся об Эмпайр-Билдинг и другие небоскребы.
Если низко над рекой натянуть проволоку, то летучие мыши обычно задевают за нее, когда спускаются к воде, чтобы утолить жажду несколькими слизанными на лету каплями. Зверьки слышат одновременно два эха: громкое от поверхности воды и слабое от проволоки — и не обращают внимания на последнее, оттого и разбиваются о проволоку.
Нередко ошибаются летучие мыши еще и потому, что многие насекомые, за которыми они охотятся, обзавелись антиэхолотами.
Ночные мотыльки, например, густо покрыты мелкими волосками. Дело в том, что мягкие материалы — пух, вата, шерсть — поглощают ультразвук. Значит, мохнатых мотыльков труднее запеленговать.
У некоторых ночных насекомых развились чувствительные к ультразвуку органы слуха, которые помогают им заблаговременно узнавать о приближающейся опасности. Попадая в радиус действия эхолота летучей мыши, они начинают метаться из стороны в сторону, пытаясь выбраться из опасной зоны. Ночные бабочки и жуки, запеленгованные летучей мышью, применяют даже такой тактический прием: складывают крылья и падают вниз, замирая в неподвижности на земле.
У этих насекомых органы слуха воспринимают обычно звуки двух разных диапазонов: низкочастотного, на котором «разговаривают» их сородичи, и высокочастотного, на котором работают эхолоты летучих мышей.
К промежуточным частотам между двумя этими диапазонами они глухи.
Летучие мыши, привыкая летать по уже испытанным ими трассам, избирают гидом память и не прислушиваются слишком внимательно к своим эхолотам. Исследователи провели с ними такие опыты: соорудили разного рода препятствия на проторенных веками путях, которыми летучие мыши каждый вечер вылетали на охоту, а на рассвете возвращались обратно. Зверьки наткнулись на эти препятствия, хотя их эхолоты работали и заранее подавали пилотам сигналы тревоги. Но они больше верили своей памяти, чем ушам.
Попав в новое помещение, летучая мышь как бы обследует его, облетая кругами на разной высоте само помещение и все крупные предметы в нем. В ее мозгу возникает, по-видимому, из разрозненных «эхокусков» достаточно полная, хотя, очевидно, и мозаичная картина окружающего пространства, но картина не зримая, а услышанная! И в дальнейшем, ориентируясь в обследованном месте, эта удивительная «мышь» с крыльями полагается в первую очередь на свою превосходную память, доверяя ей, кажется, больше, чем позволяют изменчивые условия нашего непостоянного мира.
Дрессированных летучих мышей кормили из рук, держа их на определенной высоте. Привыкнув к этому, зверьки отлично запоминали положение кормящих рук, и, когда человек руку с кормом вдруг опускал, они проголодавшись, устремлялись к тому месту в пространстве, где, как помнили, была прежде рука, и летали, явно недоумевая, куда девались ждавшие их тут прежде мучные черви.
Привыкнув жить в клетке с открытой дверцей, летучие мыши, всякий раз возвращаясь из ночных полетов, безошибочно находили вход в нее. Но стоило клетку чуть переставить или передвинуть входом в другую сторону, они первое время не могли найти этот вход, хоть был он и рядом, а кружились у прежнего его места, куда направляла их звуковая память, словно не веря в реальность сигналов от эхолотов, убеждавших: это место пусто!