О чем говорят животные

Говорят… крыльями

Приближается вечер, и кузнечики, объединившись в хор, так жизнерадостно стрекочут, что их оптимизму можно лишь позавидовать. Однако, присев отдохнуть на опушке и внимательно понаблюдав за происходящим рядом, замечаешь, что соплеменники кузнечиков, хотя и обладают по сравнению с ними меньшими вокальными способностями, но тоже не молчат. Как недавно выяснилось, среди летающих, прыгающих и бегающих шестиногих существ любителей петь много. Уже сейчас известно около десяти тысяч видов насекомых, издающих звуки. Песни их можно услышать и утром, и днем, и ночью. Уверена, каждый согласится со мной, что без этих песен очарование природы было бы неполным.

Но каким образом выводят свои самые разнообразные мелодии существа, не имеющие голосового аппарата, с помощью которого поют, скажем, жаворонки или наводят тоску волки? Взять, к примеру, муху. Как она жужжит? Оказывается, очень просто: крыльями. «Что у мухи звук в крыльях, ты убедишься, слегка их подрезав или по меньшей мере слегка намазав медом так, чтобы она не вполне лишилась возможности летать. Ты увидишь, что звук, производимый движением крыльев, будет глухим и тем более изменится из высокого в низкий, чем больше будет помеха у крыльев».

У пчел тоже «звук в крыльях». Пчела, которая летит с нектаром и пыльцой, взмахивает крыльями 300 раз в секунду, ненагруженная — 440 раз, вот и получаются всем хорошо известные звуки. Крыльями «поют» осы, стрекозы, шмели, а нежная песенка комаров-звонцов возникает потому, что они успевают сделать в секунду 2200 взмахов.

Но если можно «петь» крыльями, отчего тогда не жужжат и не пищат бабочки, ведь они тоже машут крыльями? Все дело в том, что махаон, например, взмахивает ими 5 раз в секунду, брюквенница — 6, а траурница чуть больше — 10. Колебания воздуха, производимые их крыльями, настолько редки, что наши уши их не воспринимают, и полет этих бабочек нам кажется совсем беззвучным. Однако нет правил без исключений. По сравнению со своими дневными сестрами ночные бабочки — чемпионы: они взмахивают крыльями около 50 раз в секунду, в результате, когда они пролетают вблизи от нас, мы и слышим характерное гудение.

Насекомые — удивительные существа во многих отношениях. Вряд ли какой класс животных выдержит соперничество с ними по разнообразию в расположении звуковых органов. Всего их насчитывают 25 типов, и порой они находятся в самых неподходящих, конечно, с нашей, человеческой, точки зрения местах.

У кузнечиков звуковой аппарат располагается на надкрыльях. На правом надкрылье есть так называемое зеркальце — тонкая туго натянутая резонирующая мембрана. Она окружена толстой жилкой, образующей рамку. На левом надкрылье (оно лежит обычно на правом), на его внутренней поверхности, расположена жилка с мелкими зубчиками: число их может доходить до 80. Называется эта жилка стридуляционной. Как же кузнечик извлекает звуки с помощью своего «музыкального инструмента»? Когда он принимается сдвигать и раздвигать надкрылья, зазубренная жилка трется о рамку зеркальца и раздается стрекотание. По сравнению со сверчком кузнечик — левша. У сверчка стридуляционная жилка находится на правом надкрылье.

В Крыму, на Кавказе и в Ставрополье живут понерины — одни из самых примитивных муравьев. Некоторые из них устраивают свои гнезда под низким зеленым мхом в борах. Нелестное имя — бульдоги — эти муравьи получили за то, что вцепляются во врага мертвой хваткой. Но интересны понерины еще и тем, что могут издавать звуки, подобно кузнечикам и сверчкам, с помощью стридуляционного органа. Если взять увеличительное стекло, можно увидеть, как это происходит: между первым и вторым сегментом брюшка находится полоска тонких черточек, по которой ходит скребок. Родственники наших понерин, живущие в Австралии, имеют настолько сильно развитые звуковые органы, что даже получили название поющих муравьев. Стридуляционные органы, действующие по принципу «ногтем по гребню», имеют и жуки. Жук-могильщик двигает «ногтем», находящимся на конце надкрылий, по «гребню»— полоске с насечками, расположенной на брюшке. Сходные по строению стридуляционные органы существуют даже у личинок жуков-оленей, навозников, пассалид.

Если было бы возможно собрать всех поющих насекомых и устроить смотр певцов, самыми голосистыми среди них оказались бы цикады. Цикады, живущие в Южной Америке и Индии, издают звуки, которые по силе и резкости равны свистку паровоза. Чарлз Дарвин во время своего путешествия на «Бигле» слышал цикад, когда корабль находился в четверти мили от берега Бразилии.

Цикады не только голосисты. Древние греки считали их первоклассными певцами, они им поклонялись и посвятили Аполлону. Дошедшая до нас легенда рассказывает, как во время состязания арфистов Эвона и Аристона на арфе Эвона лопнула струна. И вдруг откуда ни возьмись прилетела и, сев на инструмент, громко запела цикада. Ее пение настолько всем понравилось, что она была признана победительницей.

В Греции и Китае, чтобы изо дня в день можно было слушать пение этих насекомых, их держали в клетках. Песни цикад и сейчас считают красивыми французы и индонезийцы. Однако мнение по поводу песен цикад далеко не единодушно. В противоположность древним грекам римляне терпеть не могли цикад, да и в наше время многие считают их пение, мягко говоря, не ласкающим слух. Однако, как гласит народная мудрость, о вкусах не спорят. Хорошо ли, плохо ли поют цикады — пусть решает каждый сам. Мы же постараемся по возможности незаметно подойти к цикадам, которые забрались на высокие стебли трав, и, поймав одну, попытаемся рассмотреть, каким образом распевает она свои песни.

«Инструмент», при помощи которого цикады извлекают звуки, располагается по бокам первого сегмента брюшка и представляет собой две выпуклые гофрированные мембраны. К ним подходят мощные мышцы, которые, сокращаясь, прогибают мембраны внутрь тела. Едва мышцы расслабятся, они возвращаются в прежнее состояние. Чтобы яснее представить себе происходящее, надо вспомнить, как можно заставить звучать консервную банку с выпуклым дном: то вдавливая его внутрь, то отпуская.

Но простимся с цикадами и, затаившись, посидим немного в лесу у дерева. Если повезет, удастся услышать такие звуки, что подумаешь: внутри ствола спрятаны часы. На самом деле все это хитрости жуков, которые живут в мертвой древесине,— точильщиков. Звуки, напоминающие тиканье часов, они издают, стуча головой о стенки своих ходов. Подобным образом поступают и солдаты термитов. А многие сеноеды, веснянки и жуки издают звуки, стуча кончиком брюшка. Для усиления звука кое-кто из них специально прикасается брюшком к сухим листьям или каким-то предметам, которые могут служить резонаторами.

Чтобы стрекотание было слышно издалека, древесный сверчок, который сам по себе сравнительно мал, прежде чем начать петь свою песенку, заранее подготавливается. Выбрав мясистый лист, он выгрызает в нем ямку в форме груши, которая соответствует размерам его тела. Потом всовывает туда голову и переднюю часть туловища, а крылья оставляет снаружи: прикрывает ими ямку. Лишь после этого сверчок принимается стрекотать. При таком резонаторе звуки получаются необычайно громкими.

Пожалуй, нельзя не отметить и изобретательность жука-бомбардира. Он устраивает «взрывы», выбрасывая из брюшка моментально испаряющуюся жидкость, которая состоит из азотнокислых солей и окиси азота. Бомбардир может устроить несколько «взрывов» подряд. В момент, когда они происходят, и раздаются своеобразные звуки.

Фантазии бомбардира недоступны бабочке мертвая голова. Однако она заслужила того, чтобы ее можно было выделить среди ближайших сородичей: не найдется, наверное, еще ни одного насекомого, звукообразующий орган которого ученые бы искали так долго.

Крупная (размах крыльев до 12 сантиметров) бабочка получила свое название потому, что темную пушистую ее спину украшает своеобразный рисунок, напоминающий человеческий череп. Издавна эта бабочка вызывала у людей разных стран страх. И дело было не только в ее внешности. Самый настоящий ужас наводила «заупокойная песня» бражника: мертвая голова — единственная бабочка, которая умеет кричать. Крик ее резкий и пронзительный. Но как он рождается? Первым решил ответить на этот вопрос французский физик и натуралист Рене Антуан Реомюр. Было это в тридцатые годы XVIII века, но лишь к 1950 году ученым удалось точно установить, каким образом издает бабочка звуки. Оказалось, что эпифаринкс (вырост на внутренней поверхности верхней губы) у мертвой головы по сравнению с другими насекомыми очень сильно развит. У бражника он подобен настоящей нёбной занавеси, снабжен мышцами, которые его поднимают и опускают. Он может даже совсем закрывать глотку. Исследования показали, что эпифаринкс представляет собой тонкую гибкую хитиновую пленку и принимает самое непосредственное участие в образовании звуков. Пленка эта вибрирует, как и наши голосовые связки.

Когда ученые записали на магнитофон и проанализировали крик бабочки с помощью осциллографа и других приборов, выяснилось, что он состоит из двух частей: низкого звука, длящегося 0,16 секунды, и пронзительного писка, продолжительность которого 0,07 секунды. При всасывании воздуха через хоботок в глотку эпифаринкс начинает вибрировать и возникает первый звук. Но вот бабочка начинает выдавливать воздух обратно. Эпифаринкс приподнимается и образуется писк.

Сигналы из плавательного пузыря

В 1942 году на Атлантическом побережье США, у входа в Чесапикский залив, от которого рукой подать до Вашингтона, были установлены гидрофоны. Эти приборы, изобретенные в первую мировую войну и к сороковым годам уже достаточно усовершенствованные, предназначались для улавливания звуков в воде. В Чесапикском заливе гидрофоны должны были «нащупывать» шумы, производимые винтами фашистских подводных лодок микромалюток, и предупреждать о приближении врага. Однако ожидаемых, хорошо известных шумов в районе, находящемся под строгим наблюдением, слышно не было, зато в один из весенних дней, когда солнце давно зашло, приборы уловили какие-то непонятные звуки. Напоминали они удары отбойных молотков или треск огромного количества дрелей. Была объявлена военная тревога. Но враг не появился. На следующий день все повторилось. Опять объявили тревогу. И снова вражеских подводных лодок не было. Что же это за звуки? Отгадка привела в изумление многих. Призванные на помощь биологи выдали виновников происходящего. Ими оказались рыбы. В это время в Чесапикский залив приплыли квакуны, рыбы-барабанщики. По предположениям специалистов, их собралось там около 400 миллионов. Когда нескольких квакунов поймали и, посадив в аквариум, записали их голоса, а потом сравнили со звуками, зарегистрированными гидрофонами, сомнений не было: в заливе «пели» рыбы.

Другие звуки рыб — шумы, возникающие при движении их косяков, как выяснилось после войны, были хорошо известны японцам: они их имитировали, запуская свои «живые» торпеды для взрывов американских кораблей возле Каролинских островов. Американцы долго не могли понять, в чем причина гибели кораблей, пока случайно не обнаружили одну из таких торпед с погибшим японским майором. А что японцы действительно использовали шумы, производимые плывущими рыбами, стало окончательно ясно, когда у американцев в качестве трофея оказался японский фильм о звуках моря и о способах их воспроизведения.

И хотя еще древнегреческие ученые писали о рыбьих «разговорах», хотя имелись сведения, собранные за века рыбаками, знавшими, что рыбы не немы, и существовали даже исследования зоологов, сообщение, что рыбы издают звуки, было сенсацией.

Но почему же людям, чтобы поверить в «разговоры» рыб, потребовалось ждать появления гидрофонов?

Возникновение и распространение любого звука зависит от плотности и упругости среды. Вода по плотности превосходит воздух более чем в 7500 раз. Звук в ней распространяется со скоростью 1440 метров в секунду, т. е. быстрее в четыре с половиной раза. Когда температура воды снижается, становится меньше и скорость звука, однако на глубине благодаря большему давлению она увеличивается.

В Атлантическом океане был проделан эксперимент: на глубине взорвали заряды тринитротолуола весом в полтора килограмма. Через некоторое время приборы, находившиеся от этого места на расстоянии 4500 километров, на Бермудских островах, зарегистрировали взрыв. В чистом поле такой взрыв можно услышать на расстоянии четырех километров, в лесу не более чем в 200 метрах. Этот пример показывает еще одно достоинство воды: звуковые волны поглощаются в ней в сотни раз меньше, чем на суше. Однако все преимущества распространения звука, выигрышные для водных обитателей, предназначены лишь для них и не рассчитаны на посторонних слушателей. Граница между водой и воздухом — средами, плотность которых сильно различается, — является для звука огромной преградой. Вода не хочет делать достоянием гласности звуки, рожденные в ней: при переходе в воздух энергия звукового потока меняется мало, но звуковое давление уменьшается во много раз. Вот почему мы практически не можем слышать возникающие в воде звуки.

«Водяные уши» — гидрофоны позволили ученым начать интенсивное изучение рыбьих «разговоров». Их внимание привлекают не только обитатели морских пучин, но и рек, озер, прудов. Вскоре выяснилось, что диапазон частот, используемых рыбами при общении, довольно широк: от 20 до 12000 герц[1]. Сигналы, посылаемые многими из них, имеют частоты, на которых звучит и речь человека и музыкальные произведения.

Подводный мир полон звуков, причем самых разнообразных. Передвигаются рыбы, приподнимаются и опускаются жаберные крышки, выгибается позвоночник, меняют расположение связанные с ним кости, наконец, с поверхности тела, особенно при бросках и поворотах, срываются водяные вихри — и возникают звуки.

Из всех звуков рыб наиболее сложны и громки сигналы, которые они издают с помощью плавательного пузыря. Необычное предназначение этого органа известно давно. В 1864 году французский исследователь Моро обнаружил, что если раздражать нерв, который управляет мышцами плавательного пузыря морского петуха, то можно получить звуки, напоминающие ворчание, характерные для этих рыб. Проводившиеся много позднее опыты на горбылевых рыбах, во время которых у рыб удаляли или просто прокалывали пузырь, делали этих рыб безмолвными, но едва поврежденный орган заменяли резиновым баллончиком, они снова могли издавать звуки.

Плавательный пузырь представляет собой в сущности сферическое тело с тонкими стенками, которое наполнено воздухом и помещено в воду. При резких толчках, ударах или при сжатии это тело начинает колебаться и излучать порции (импульсы) звуковых волн. Каким получится звук, зависит от устройства плавательного пузыря. А выглядеть он может по-разному: у одних рыб по форме напоминает сердце, у других внутри него есть перегородки или выросты, у третьих — наоборот, никаких излишеств. На образование определенного звука влияет и способ, с помощью которого плавательный пузырь заставляют колебаться. У пресноводного барабанщика по бокам плавательного пузыря находятся специальные мускулы. Звуки, воспринимаемые на слух как барабанная дробь, образуются при их сокращении.

Похожая на змею, необычная и до сих пор загадочная рыба угорь, которая рождается в самом соленом месте Атлантики — Саргассовом море, а жить приплывает в наши реки, да к тому же без ущерба для себя способна иногда «ходить» по суше из водоема в водоем, имеет несколько иной звуковой аппарат. У угря два парных мускула соединяются с задней частью черепа с помощью сухожильной пружины, возникшей из сложно преобразованного четвертого позвонка. Эта пружина, как головка, охватывает переднюю часть плавательного пузыря. Колебания такого пружинно-мышечного механизма создают звук, который усиливается плавательным пузырем.

Есть рыбы, посылающие сигналы таким способом: одна из костей, подходящая вплотную к ключице, постукивает другим своим концом по плавательному пузырю; у некоторых видов часть пузыря расположена близко к поверхности тела, и они «барабанят» по нему плавниками.

Неприхотливый вьюн может жить в воде с небольшим содержанием кислорода. Жизнь его при этом никоим образом не осложнится, потому что он поднимется вверх и воспользуется воздухом из атмосферы. Одновременно в воде появится воздушный пузырек, из которого вьюн уже забрал почти весь кислород. Процедура освобождения от уже ненужного воздуха сопровождается писком. Образуется он следующим образом. Дыша, вьюн проталкивает воздух из плавательного пузыря в кишечник, но органы эти соединены между собой узким отверстием и в результате создаются условия, аналогичные возникающим в свистке. Малейшие изменения атмосферного давления или движение вьюна вниз по вертикали тоже заставляют его выбрасывать пузырьки воздуха, чтобы выравнять внутреннее и внешнее давление. Возникающие при этом звуки напоминают серию последовательных тресков или писков.

В воде, как и на земле, происходит много трагедий: чтобы могли существовать одни виды, другие должны погибать. Щуку не зря называют пресноводной акулой. Прекрасный знаток рыб Л. П. Сабанеев приводит интересный пример. Восемь щук, каждая весом около двух килограммов, за два месяца съели 800 пескарей. Конечно, поймать столько щуке не просто. Затаившись, стоит она в водорослях и ждет свою добычу. Но вот появилась рыбешка. Рывок вперед, мгновение — пасть пресноводной акулы закрылась, о чем свидетельствует специфический звук, напоминающий хлопок, и жертва целиком, не пережеванная, отправляется в желудок. В противоположность щуке судак обычно догоняет свою жертву и ловит ее на расстоянии 15—25 сантиметров. Рыло судака более обтекаемое, поэтому хлопок, сопровождающий поимку добычи, слабее.

Не надо быть особенно прозорливым, чтобы догадаться, что так называемые звуки питания хищных и мирных рыб отличаются друг от друга. Весной и в начале лета главный корм карпов — молодые побеги камыша. Карпы обсасывают и обгладывают нежные и сочные растения, а в воде распространяются характерные звуки: раздается чавканье и чмоканье.

Звуки, воспринимаемые на слух как скрежет и хруст, образуются, когда рыбы перетирают пищу зубами. Характер возникающего при трении зубов звука зависит от их величины, формы, количества, а также от размеров тела рыбы и плавательного пузыря. Вот и получается, что большие рыбы, у которых крупные зубы и резонирующие плавательные пузыри, басят, а мелкие пищат.

Почему лягушки такие голосистые!

Может, это кому-то покажется странным, но мне нравится лягушачье пение. Теплыми весенними вечерами и в летние дни я могу подолгу слушать их жизнерадостные рулады. Обнаружить солистов часто бывает непросто. Живут бесхвостые амфибии в самых различных местах, и, естественно, там же находятся их «концертные площадки». Обыкновенная квакша, которая большую часть жизни проводит на суше, забравшись на дубы, грабы, ивы или кусты, распевает свои песни на высоте не меньше метра. Жабы «поют», сидя на земле или в глубине нор. Жерлянки, которых легко узнать по брюшку (оно у них ярко-оранжевое или лимонно-желтое с синевато-черными пятнами), обычно кричат целый день, утихомириваясь лишь к ночи. При этом они держатся передними лапами за лист, стебель, а голову немного выставляют из воды. Скрытные чесночницы, обладающие способностью за две-три минуты зарываться в грунт и совершенно исчезать из виду, могут издавать звуки под водой.

Вряд ли нужен необыкновенный слух, чтобы разобраться: разные виды бесхвостых амфибий кричат по-разному. Песня зеленой жабы не очень громка, но мелодична, она напоминает «Пиццикато», исполненное на скрипке. Звуки обыкновенных квакш похожи на кряканье уток, а когда в конце апреля начнут подавать голос серебристо-голубые лягушки, которые носят название остромордых, создается впечатление, что журчит весенний ручей.

Амфибии произошли от древних кистеперых рыб. Но звуковые аппараты рыб, которым не нужна была большая мощность, так как вода обладает высокой звукопроводимостью, оказались неприемлемыми для использования их в воздушной среде. Требовались совершенно новые приспособления, и амфибии их «придумали»: появилась гортань, голосовые связки, а у многих и голосовые мешки: выступающие по бокам головы или под горлом «шары», которые иногда достигают внушительных размеров.

Лягушки — животные в общем-то мелкие, но звуки многие из них издают очень громкие. Особенно это осознаешь, если оказываешься в непосредственной близости от певцов. Однако рулады наших земноводных не идут ни в какое сравнение со звуками некоторых их родственников. Пение жаб Фаулера, живущих в США, слышно за несколько километров, вдобавок оно напоминает воинственные крики индейцев, что в свое время наводило ужас на завоевателей Америки. У лягушки-быка голосок тоже не из слабых. Когда раздается ее крик, несведущий человек решает, что кричит какой-то крупный зверь. За счет чего же земноводные могут быть такими голосистыми? Устройством, многократно усиливающим звук, являются голосовые мешки, они служат жабам и лягушкам резонаторами.

А как у амфибий образуются сами звуки? Рассказ об этом надо начать с объяснения способа их дыхания. Он у земноводных достаточно сложный: нагнетательный. У лягушек и жаб нет ребер, и они должны заталкивать воздух внутрь нижними стенками ротовой полости, точнее — межчелюстной мышцей. Но этот процесс можно использовать и для того, чтобы издать звук: воздух ведь все равно идет через голосовую щель. Так и поступает карпатская желтобрюхая жерлянка: она кричит на вдохе. Но когда воздух под действием брюшной мускулатуры выталкивается из легких, он опять проходит через голосовую щель, и снова голосовые связки вибрируют. Значит, и в этой ситуации возможно рождение звука. Как выяснилось, большинство лягушек и жаб извлекают свои сигналы именно при выдохе. Пульсирующие, состоящие из похожих звуков, прерывистые песни получаются у них потому, что земноводные, выдыхая воздух, толкают его порциями или гоняют его вперед-назад. При движении воздуха из легких в резонатор и обратно голосовые связки начинают колебаться. Колебания связок в целом вызывают пульсацию звука, а тоновую окраску звука дают колебания их краев.

При исполнении песни голосовые мешки у амфибий бывают сильно раздуты, а ноздри и рот закрыты. Но иногда им приходится отступить от этого правила. Бывает, что лягушки издают очень пронзительный крик. Большого труда для разгадки его происхождения не надо, стоит лишь не спускать с лягушки глаз, и тогда увидишь, что амфибия издает крик с широко открытым ртом.

Независимо от того, имеют амфибии голосовые мешки или обходятся без них, они способны издавать еще один своеобразный сигнал. Образуется он при колебаниях стенок тела животного. Если в момент, когда лягушка издает его, взять и поднести ее к уху, можно услышать гудение или жужжание. Особенно наглядно этот сигнал «демонстрирует» кавказская бурая жаба. Красивая и громадная (вес некоторых достигает килограмма), оказавшись в руках, она пыхтит, а стенки ее тела вибрируют. Частота подобных сигналов амфибий низкая — от 5 до 100 герц.

У многих рептилий звуки образуются, когда они резко выдыхают воздух из легких. Так шипят черепахи, змеи и ящерицы. Более громкие звуки у змей получаются потому, что у них в звукообразовании принимает участие надгортанник; у некоторых видов в нем есть даже отверстие со специальной мембраной. Но не у всех рептилий звуки усиливаются подобным образом. Есть змеи, у которых при шипении «шея» становится более плоской и в результате растягивается «трахейное легкое», являющееся у змей резонатором. Песчаные эфы и африканские яйцееды, если их потревожат, издают громкое щуршание. В этот момент туловище рептилий бывает не только менее круглым, чем обычно, но и двигаются они по-особому, отчего при трении друг о друга боков туловища, покрытых своеобразными чешуями, и образуются звуки. Сцинковый геккон тоже может громко шуршать, но у него звуки возникают, когда он быстро двигает хвостом, покрытым крупными чешуями.

Из всех рептилий настоящим голосом обладают лишь гекконы, хамелеоны и крокодилы. Но и гекконы и хамелеоны сильно уступают крокодилам по репертуару издаваемых звуков.

Крики кайманов длятся 0,1 секунды. Эти представители отряда крокодилов издают глухое ворчание, держа нижнюю челюсть в воде, и в начале их рева раздаются звуки более высокой частоты, чем в конце. Аллигаторы сопровождают свой рев фырканьем, хрипением, хрюканьем. Когда аллигатор ревет, он открывает свою пасть, фыркает же он с закрытой пастью. Если несколько аллигаторов соберутся вместе, они могут устроить концерт, который будет длиться целую минуту.

Скворец, а мяукает

Солнце стало делать первые шаги по небосклону, и лес начал оживать. Запела яркогрудая зарянка. В молодом ельнике принялись летать дрозды-рябинники, крича «тра-тра», «кра-рарарара». Один из них, усевшись на макушку, сильно дергает распущенным хвостом, нагибается и трясет крыльями, особенно старательно трещит. Вот где-то впереди раздались красивые трели черноголовой славки. Послышались нежно-переливчатые флейтовые звуки. Это запела маленькая с серовато-зеленой спинкой птичка — весничка. И все больше и больше голосов звучит в лесу.

Разнообразие птичьих звуков поразительно. Одни птицы поют только простенькие мелодии, другие выводят очень замысловатые, третьи не брезгуют экзотикой — то замяукают, как кошка, то затарахтят, словно идущий трактор, а четвертые без всяких усилий произносят человеческие слова настолько чисто, что очень часто люди, не видя «оратора», а только слыша его, поначалу не подозревают, что говорит птица.

Много было всяких предположений по поводу того, где рождаются звуки у птиц. Но в 1686 году французский ученый Д. Вернэ, придя на заседание Парижской академии с живым петухом, без лишних слов проделал серию опытов и доказал почтенной публике, что главный голосовой аппарат птиц — сиринкс, нижняя гортань.

Устроен сиринкс у большинства пернатых достаточно сложно. Расположен он там, где проходит граница между дыхательной трубкой — трахеей и бронхами, и представляет собой своеобразную камеру. Внутрь ее от наружных стенок вдаются наружные голосовые перепонки — тонкие слизистые мембраны, а снизу, от места ветвления трахеи, — внутренние голосовые перепонки. Кроме голосовых перепонок есть еще эластичные утолщения — голосовые губы. А там, где внутренние стенки бронхов соединяются, расположен небольшой хрящ — козелок. Над ним возвышается полулунная складка. Козелок и полулунная складка разделяют голосовые щели. В результате в каждом бронхе образуется свой источник звука. Причем эти два модулятора совершенно не зависят один от другого, что дает птицам огромное преимущество: они могут одновременно исполнять две фразы своей песни или брать две разные ноты.

Подобным образом сиринкс устроен у очень многих птиц: воробьиных, зимородков, кукушек, удодов. Совсем недавно обнаружено, что у некоторых водоплавающих птиц в голосовом аппарате тоже работают два независимых источника звука. Изучая сигналы каролинской утки, которые она издает, согревая своих птенцов, и когда зовет их покинуть гнездо, ученые, сделав сонографический анализ, установили, что утка издает одновременно два разных тона. Исследования показали, что и в криках кряквы, мускусной утки, мандаринки есть два гармонически несвязанных звука.

Два модулятора — не предел птичьих мечтаний. У попугаев их насчитывают даже четыре. И работают они также сами по себе. Манипулируя ими, некоторые попугаи ухитряются порой с необыкновенной точностью имитировать нашу речь. Но говорить по-человечески попугаям позволяет не только большое количество модуляторов. В их дыхательной системе обнаружено много мягких полостей и впадин, выполняющих роль резонаторов. Полулунная складка у птиц обычно является своеобразным смесителем звуков, а у попугаев она еще работает и как язычок в духовых инструментах. Кроме того, и верхняя гортань, имеющая вид овальной подушки с продольной щелью, которая может сжиматься и расширяться, закрываться и открываться под действием специальных мышц, действует подобно «старт-стоп модулятору». Она регулирует звуковой поток, который сформировался в сиринксе, и влияет на начало и конец звуковых сигналов.

Легко предположить: чем сложнее выводит птица песню, тем разнообразнее должны быть движения различных частей сиринкса. И действительно, исследования показали, что у жаворонка, черноголовой славки, горихвостки, соловья и других певчих воробьиных имеется от пяти до девяти пар голосовых мышц, которые работают независимо друг от друга и создают сложную картину взаимодействия голосовых перепонок и губ. Благодаря медленным смещениям голосовых губ, работе внутренних голосовых перепонок при минимальном напряжении у птиц рождаются звуки, модулированные по частоте и амплитуде. У таких птиц, как зяблики и канарейки, свистовые звуки высокой частоты образуются в левой половине сиринкса, а шумовые, низкочастотные — в правой. У птиц, не отличающихся особыми вокальными способностями, количество мышц гораздо меньше. У колибри и у некоторых тирановых птиц, живущих в Америке и похожих своими повадками на наших мухоловок, их две пары. А куликов, кукушек, сов, рябчиков и других куриных природа наградила всего одной парой голосовых мышц. У аистов, казуаров, киви вообще их нет. Но птицы, у которых слабо развита мускулатура сиринкса, нашли выход. Чтобы как-то спасти положение, они, когда издают звуки, вытягивают шею вперед и вверх, закидывают голову назад. Таким образом им удается изменять положение трахеи и бронхов, а значит другой становится форма и размеры голосовых щелей.

Одна из интереснейших анатомических подробностей птиц — их трахея. Поразительно, как может варьировать ее длина: от 30 до 400 колец. Сотни колец расположить не просто, и поэтому у многих птиц — куликов, журавлей, глухарей, фламинго — трахея образует петли, порой самые замысловатые. Располагаются они прямо под кожей, под легкими, а то и «опутывают» все тело птицы. Долго ученым не удавалось открыть секрет этой птичьей хитрости. Оказалось, что более длинная трахея нужна птицам, которым при общении выгоднее использовать звуки низкой частоты. Предполагают, что петли, которые образует трахея у разных птиц, служат тем же целям: уменьшению высоты голоса.

Но если с курлыканьем журавлей все более или менее прояснилось, то как объяснить, например, чуфыканье тетеревов или шипение лебедей — звуки тоже достаточно своеобразные? Тетерева и лебеди издают эти звуки с помощью верхней гортани и образуются они, когда гортанная щель сужается.

Может быть, пора остановиться на этом и закончить рассказ о том, как издают птицы звуки? — подумалось мне, но тут вспомнилась поездка по Подмосковью в поисках сов. Та весна была «неурожайной»: мышей было мало и тщетно мы с В. С. Воронецким, занимающимся акустикой сов, искали этих желтоглазых красавиц: гнезда они решили не сооружать, потому что не смогли бы прокормить своих птенцов. И вот в один из дней, едва мы миновали деревушку и заросшее озеро за ней, где ночами распевала камышевка, издали откуда-то сверху до нас донеслось: «э-э-э-э-э-э». Это был бекас. Звуки, так сильно напоминающие блеяние ягненка, бекас издает хвостом. Поднявшись вверх, он вдруг стремительно падает к земле, крылья при этом немного складывает, а хвост раскрывает настолько, что вершинные части рулевых перьев оказываются свободными и не касаются друг друга. Рассекая воздух, эти перья начинают вибрировать, и с высоты доносятся звуки, услыша которые, точно скажешь, какая птица их издает.

Звучащие, особые перья имеют не только бекасы. Чибис издает звуки благодаря вибрации удлиненных маховых перьев, «звенящая утка» гоголь — с помощью очень узких, самых внешних первостепенных маховых. Но сложнее всего устроены перья стрепета. Свистящий шум при полете у него получается потому, что четвертые маховые перья имеют своеобразную форму опахала: стержень у них жесткий, в средней части есть специальная глубокая вырезка, а сами они искривлены и уменьшены.

Издают птицы характерные звуки и с помощью крыльев, хлопают крыльями тетеревиные. Голуби и козодои ударяют одним крылом о другое, когда заносят их над спиной. Воротничковый рябчик производит гулкую барабанную дробь тоже крыльями. Другой специалист по барабанной дроби — дятел добивается результата иным способом. Лесной санитар, прежде чем начать издавать свои позывные, проводит ревизию среди сухих деревьев, выискивая породы, древесина которых обладает наилучшими резонансными свойствами. Второе его требование — заостренные вершины. Они усиливают звуковой эффект. Найдя подходящее дерево, дятел принимается ритмично стучать по нему клювом.

Издают сигналы, действуя аналогичным образом, синицы и поползни. А белый аист — единственная наша птица, не имеющая голоса, использует клюв иначе: он щелкает им, словно кастаньетами, да так громко, что звуки эти иногда можно услышать даже за километр. Щелкают клювом и дупель и совы. А куры и петухи стучат клювом по земле.

Как кричат ослы

Звери изобретательны не менее птиц. И они способны издавать звуки, не прибегая к услугам своих голосов. Что только не идет у них в ход в разных ситуациях. Бобры шлепают по воде хвостом, а дикобраз трещит иглами. Безобидный боязливый зверек агути, которого за красивый мех называют золотым зайцем, барабанит по земле передними лапами, беляки же, русаки, кролики и тушканчики стучат задними лапами. Аналогичным образом поступают олени, бараны и серны. Приходя в возбуждение, они стучат копытами. Но этим арсенал звукообразующих средств млекопитающих не ограничивается. Не последнее место в нем занимает такой «инструмент», как зубы. Ими скрежещут и щелкают. Хомяки, полевки и паки могут даже издавать с помощью зубов своеобразный треск. Стучат зубами и олени, а представители семейства собачьих производят характерные звуки, щелкая челюстями. Горилла в возбужденном состоянии бьет себя кулаками в грудь, а шимпанзе могут ритмично барабанить ладонями по брюху.

Еще сравнительно недавно считалось, что вокальные способности зверей слабы, а их звуки не могут доставить эстетического наслаждения. Люди были не совсем справедливы по отношению к «братьям своим меньшим», так сразу всех их оговорив огулом. Разве не приятен на слух торжественный, напоминающий звуки валторны голос марала? Разве некоторые сигналы бурундука не похожи пусть на незатейливую, но все же песенку? А вот что пишет Салли Кэрригер о голосах гиббонов — обезьян, большую часть времени проводящих на верхушках высоких деревьев: «Все гиббоны от мала до велика… пели одну и ту же песню. Это была настоящая мелодия, начинающаяся с ноты «ми» и переходившая в полную октаву, после чего голоса начинали гибко выводить трели. Каждый звук открывался нотой «ми», а потом вся рулада развертывалась в мажорной, ликующей тональности. Достигнув максимума в полноте звучания, гиббоны начинали трепетать всем телом, и звуки постепенно снижались на четверть тона.

У гиббонов есть целый репертуар окликов и звуков, но утреннее представление считается образцом их хорового пения. Гиббоны — единственные живые существа в природе, не считая человека, которые способны петь чистыми голосами. Их голос аналогичен человеческому».

Такие сложные звуки, которые способны издавать гиббоны, и такие простые, как хрюканье свиней, свист тапира, рождаются благодаря тому, что млекопитающие имеют верхнюю гортань. Этот орган достигает у зверей высокого развития. Состоит он из хрящей. Один из них — перстневидный — лежит в основании гортани (свое название этот хрящ получил за внешнее сходство с перстнем). Другой — щитовидный — часто сравнивают с раскрытой книгой, вертикально расположенный корешок которой направлен вперед. К переднему краю щитовидного хряща примыкает тонкий лепесткообразный надгортанник. Два небольших хряща, напоминающие по форме трехгранные пирамиды, носят название черпаловидных. Они находятся над перстневидным хрящом, по бокам спинной стороны гортани. Обязательными частями гортани являются кольцевидный и полулунные хрящи. Голосовые связки, представляющие собой парные складки слизистой оболочки гортани, лежат между щитовидным и черпаловидными хрящами. Натянуты будут связки или расслаблены — зависит от важнейшей мышцы — перстневидно-щитовидной.

Почти у всех млекопитающих звуки образуются, когда они выдыхают воздух. Рев у оленей, верблюдов, мычание у коров, вой у волков, шакалов получается в том случае, если воздушная струя из легких выходит более или менее плавно. А куланы и ослы способны генерировать звуковые сигналы не только на выдохе, но и на вдохе. Своеобразный щебет у мелких обезьян образуется тоже на вдохе.

Среди зверей есть немало обладателей достаточно зычных голосов: услышать их можно за километры. Усиление голоса происходит за счет резонаторов. Между голосовыми связками у них находятся особые ямки — морганьевы желудочки. Часто эти ямки выпячиваются из гортани между щитовидным и кольцевидным хрящами и превращаются в гортанные мешки, достигающие порой больших размеров. Такие выросты есть у китообразных, хищников и обезьян. Найдены они у северного оленя, обыкновенной газели, а у ревуна — обезьяны, получившей свое название за мощный голос, обнаружены даже три гортанных мешка. Голос ревуна по силе сравнивают с рычанием четырех ягуаров, яростно дерущихся между собой не на жизнь, а насмерть.

Разумеется, роль хорошо развитой гортани преуменьшить нельзя, но вряд ли звери смогли бы издавать звуки, не имей они носа, рта, а следовательно и полостей, связанных с ними, особые движения которых дают возможность получить в итоге очень разнообразные звуки. Пропуская воздух через нос, свистят утконосы, многие псовые. Большинство кошек, и крупных и мелких, шипят, фыркают тоже с помощью носа. А все представители семейства лошадиных громко храпят, с силой выпуская воздух через ноздри. «Играя ноздрями», издают звуки свиньи. Даже летучие мыши испускают свои ультразвуковые сигналы через нос. Правда, так поступают подковоносы, а глад-коносые мыши — ночницы и вечерницы — издают их ртом.

Ученых, занимающихся изучением звукообразования у летучих мышей, заинтересовал вопрос: как они могут ориентироваться в пространстве с помощью своих ультразвуковых сигналов, когда во рту находится пища. Проведенные опыты показали, что некоторые виды летучих мышей, в том числе и большая ночница, в состоянии издавать ультразвуки и с пищей во рту.

Лоси почти все свои звуки издают с закрытым ртом, лишь при продолжительных криках они иногда открывают рот.