Летучие мыши, как правило,- это небольшие и, будем
откровенны, для многих из нас неприятные и даже отталкивающие существа.
Хотя, если не считать вид летучих мышей, питающихся кровью
млекопитающих, они безобидны и даже полезны, поскольку основная пища для
многих видов - насекомые. Но так уж повелось относиться к ним с
предубеждением, основа которого, как правило, разного рода легенды и
поверья, сложившиеся еще тогда, когда люди верили в духов и нечистую
силу.
Летучая мышь - уникальный объект для ученых-биоакустиков. Она совершенно
свободно ориентируется в полной темноте, не натыкаясь на препятствия.
Более того, имея плохое зрение, летучая мышь на лету обнаруживает и
ловит маленьких насекомых, отличает летящего комара от несущейся по
ветру соринки, съедобное насекомое - от невкусной божьей коровки.
Впервые этой необычной способностью летучих мышей заинтересовался в 1793
году итальянский ученый Ладзаро Спалланцани. Вначале он пытался
выяснить, какими способами различные животные находят дорогу в темноте.
Ему удалось установить: совы и другие ночные существа хорошо видят в
темноте. Правда, в полной темноте и они, как оказалось, становятся
беспомощными. Но когда он начал экспериментировать с летучими мышами, то
обнаружил, что такая полная темнота для них не помеха. Тогда Спалланцани
пошел дальше: он попросту лишил зрения нескольких летучих мышей. И что
же? Это ничего не изменило в их поведении, они так же превосходно
охотились на насекомых, как и зрячие. В этом Спалланцани убедился, когда
вскрыл желудок экспериментальных мышей.
Интерес к загадке возрастал. Особенно после того, как Спалланцани
познакомился с опытами швейцарского биолога Шарля Жюрин, который в 1799
году пришел к выводу, что летучие мыши могут обходиться без зрения, но
всякое серьезное повреждение слуха для них гибельно. Стоило заткнуть им
уши, как они начинали слепо и беспорядочно натыкаться на все
препятствия, возникающие на их пути. Для того чтобы получить у летучих
мышей полную потерю ориентировки, нужно было очень плотно затыкать им
уши. А это не всегда удавалось, зато случалось нанести механические
повреждения, и тогда опыт утрачивал чистоту: неизвестно было, что
вызывало расстройство навигаторских способностей мышей.
Спалланцани изготовил миниатюрные медные трубочки и точно подогнал их к
ушным отверстиям летучих мышей. В то время это было нелегкой технической
задачей, если учесть, что диаметр ушных каналов летучих мышей меньше
одного миллиметра. При вставленных, но открытых трубочках летучие мыши
продолжали летать почти с обычным искусством. Но стоило плотно заткнуть
трубочки, что не вызывало механического раздражения, как летучие мыши
совершенно теряли ориентировку и беспорядочно натыкались на все
препятствия. Наряду с этим на целом ряде разнообразных опытов было
показано, что нарушения деятельности органов зрения, осязания, обоняния
и вкуса никакого влияния на полет летучих мышей не оказывают.
Опыты Спалланцани были, несомненно, впечатляющими, но они явно опережали
время. Спалланцани не мог ответить на главный и вполне по-научному
корректный вопрос: если не слух или зрение, то что же в таком случае
помогает летучим мышам так хорошо ориентироваться в пространстве? В то
время ничего не знали нн об ультразвуке, ни о том, что у животных могут
быть какие-то иные органы (системы) восприятия, а не только уши и глаза.
Кстати, именно в таком духе и пытались объяснить некоторые ученые опыты
Спалланцани: дескать, летучие мыши обладают тончайшим чувством осязания,
органы которого расположены, скорее всего, в перепонках их крыльев...
Дело кончилось тем, что об опытах Спалланцани надолго забыли. Только в
наше время, сто с лишним лет спустя, так называемая <спалланцаниевая
проблема летучих мышей>, как ее окрестили сами ученые, была разрешена.
Это стало возможным благодаря появлению новых средств исследования на
основе электроники. Физику из Гарвардского университета Г. Пирсу удалось
обнаружить, что летучие мыши издают звуки, лежащие за порогом слышимости
человеческого уха.
В последующих опытах, проведенных Г. Пирсом совместно с Р. Галамбосом,
было установлено, что закрывание рта летучей мыши, лишающее ее
возможности издавать эти высокочастотные звуки, оказывается столь же
эффективным, как и плотное затыкание ее ушей. И в том и другом случае
летучие мыши совершенно теряют способность обнаруживать как большие, так
и малые предметы на своем пути. Вывод напрашивался сам собой: во время
своих полетов летучие мыши ориентируются исключительно по отражениям
высокочастотных звуков, почти непрерывно издаваемых ими в полете. Длины
волн этих звуков короче, а частоты соответственно выше, чем у звуков,
доступных Для органов слуха человека, поэтому-то способность летучих
мышей летать в полной темноте и представлялась столь таинственной.
Благодаря современным методам и средствам исследования пелена
таинственности спала. Оказалось, что летучая мышь излучает направленные
ультразвуковые сигналы и как бы ощупывает ими предмет. Число сигналов
изменяется в зависимости от расстояния между летучей мышью и предметом.
С уменьшением расстояния до предмета число сигналов повышается. Если
расстояние до предмета 20 метров, летучая мышь издает 5-8 сигналов, если
1 метр - примерно 60 сигналов.
Диапазон частот, используемый летучей мышью, довольно широк - от 20 000
до 140 000 герц (такая частота соответствует длине волны около 2,5
миллиметра). Если перевести эти данные на язык музыкальной
акустики, то это будет диапазон от третьей до девятой октавы.
Однако в действительности не все звуки, используемые летучими мышами для
ориентации, совершенно не слышны. Хотя для летучих мышей лучше всего
изученных видов более 99,9 процента излучаемой звуковой энергии
относится к частотам, лежащим вне пределов человеческого слуха, имеется
еще и очень небольшая область слышимых частот. Эти звуки настолько
слабы, что их можно принять за шорох крыльев, поэтому-то Спалланцани их
и не заметил. Всякий раз, когда летучая мышь издает короткий звуковой
сигнал очень высокой частоты, если внимательно прислушаться, можно
услышать также слабый звук, похожий на тиканье часов. Но часы, как мы
знаем, тикают в одном и том же ритме, у летучих мышей этот ритм может
заметно изменяться. Например, когда летучая мышь летит прямо, то она
издает от пяти до двадцати тиканий в секунду, а при посадке тиканье
учащается и переходит в слабое жужжание.
Еще одну примечательную особенность заметили ученые у летучих мышей. Их
механизм эхолокации тесно взаимодействует со зрительными и мышечными
органами. Если у летучей мыши удалить глаза, их функцию возьмут на себя
другие органы. При этом заметно повышается эффективность эхолокации:
летучая мышь не только обнаруживает предмет, но и определяет его размеры
и форму.
Как уже выяснилось, летучая мышь в полной темноте обнаруживает даже
самых маленьких насекомых. Но оказалось, что это не предел возможностей
ее природного ультразвукового локатора. Последние исследования показали,
что летучие мыши распознают куда более мелкие предметы. Исследователи
путем выработки обычных условных рефлексов приучили летучих мышей по
сигналу влетать в затемненную комнату, перегороженную нейлоновой сеткой
с тонкими, едва заметными нитями - до 0,08 миллиметра. И что же?
Пролетая сквозь ячейки этой сетки, ни одна из мышей ни разу не задела
нить. Так было установлено, что способность эхолокации у летучих мышей в
24 раза выше, чем предполагали раньше.
Летучих мышей несколько видов, и каждый вид обладает какими-то
особенностями. Подковоносы, например, пользуются звуковыми сигналами
простейшей формы почти чистых тонов любой частоты в пределах 60-120
килогерц. Длительность отдельных сигналов равна 50- 100 миллисекундам.1
Название <подковоносы> возникло из-за сложной системы складок или
мембран, окружающих их ноздри и рот двумя примерно концентрическими
розетками, смутно напоминающими подкову, если смотреть на них спереди.
Эта подкова играет роль маленького рупора, концентрирующего издаваемый
летучей мышью звук в узкий пучок, который перемещается из стороны в
сторону, когда летучая мышь <просматривает> окружающее пространство.
Летучие мыши в покое обычно подвешиваются задними лапками и висят вниз
головой. У подковоносов тазобедренные суставы очень гибкие, благодаря
чему они могут поворачиваться почти на 360 градусов и с помощью
ультразвукового пучка прощупывать все окружающее пространство. Они часто
срываются с места из этого положения и схватывают насекомое, пролетающее
в пределах их досягаемости. Эти зверьки обитают в Европе, Азии,
Австралии и Африке.
Есть летучие мыши, питающиеся главным образом растительными плодами.
Звуки, издаваемые этими летучими мышами, гораздо слабее, чем те, что
излучают подковоносы, и представляют собой очень короткие щелчки
длительностью от доли миллисекунды до 2-3 миллисекунд. Форма волны этих
импульсов сложна, а частоты их находятся в пределах 10-150 килогерц.
Летучих мышей, питающихся плодами, местные жители иногда называют
грабителями. И есть за что: в ряде районов индийского штата Керала
ночные животные совершают поистине опустошительные налеты на плантации
кокосовых пальм. Только в районе Аллеппи летающие грызуны уничтожили с
начала сезона 1983 года более полутора миллиона кокосовых орехов.
Бороться с вредителями очень трудно, поскольку днем они скры-, ваются в
труднодоступных ущельях и пещерах, а свои налеты совершают ночью.
Фермерам остается только подсчитывать урон после каждого ночного
нашествия и ждать помощи от властей.
Наибольшее число легенд и <страшных> историй связано с летучими мышами,
которых, как считает автор статьи о летучих мышах в <Советском
энциклопедическом словаре>, по ошибке называют вампирами за то, что они
питаются кровью живых животных и людей *. Не нарушая сна своей жертвы,
они своими острыми зубами делают небольшие надрезы, впускают
обезболивающий состав и слизывают вытекающую кровь, пока она не
свернется. Эти летучие мыши не ведут активного преследования летающих
насекомых, и интенсивность издаваемых ими звуков так мала, что их можно
зарегистрировать только при помощи самой чувствительной аппаратуры.
Поэтому этих летучих мышей называют шепчущими.
Обыкновенные насекомоядные летучие мыши, хорошо известные в Северной
Америке и Европе, охотятся за насекомыми на открытом воздухе, гоняясь за
своей ускользающей жертвой и ловя ее на лету. Они обладают поразительной
маневренностью, способны проделывать на лету мгновенные повороты и
другие <акробатические трюки>, преследуя порхающих в неправильном полете
мелких ночных бабочек, летающих жуков и комаров. Сигналы этих летучих
мышей почти той же интенсивности, что и у подковоносов, длятся всего по
нескольку миллисекунд и отличаются характерной частотной структурой.
Каждый сигнал начинается с очень высокой частоты, которая за короткое
время падает почти на целую октаву.
Обыкновенные малые рыжие летучие мыши начинают каждый сигнал с частоты
90 килогерц и заканчивают его на частоте 45 килогерц. Так как каждый
сигнал длится всего около двух миллисекунд, то изменение частоты
оказывается чрезвычайно быстрым. Длина начальных волн составляет всего
лишь половину длины волны в конце сигнала. Такой звук называется
частотно-модулированным, а самих летучих мышей называют
частотно-модулирующими. Эти летучие мыши исследованы гораздо детальнее,
чем другие. Установлено, что они необычайно хорошо приспособлены для
жизни в полете. Малая летучая мышь массой семь граммов обычно успевает
наловить за один час активной охоты один грамм насекомых. Еще более
мелкая летучая мышь, весившая всего четыре грамма, на глазах
исследователей ловила комаров в таком быстром темпе, что за 15 минут
охоты увеличила свою массу на 10 процентов. Если считать массу комара
равной примерно 0,002 грамма, то, стало быть, за эти 15 минут было
поймано 175 комаров - один комар за шесть секунд!^
Исследователи долгое время считали, что летучие мыши охотятся без
промаха, так как их жертвы лишены слуха и поэтому им трудно спасаться.
На опыте это не подтвердилось. Некоторые виды ночных бабочек -
излюбленное лакомство летучих мышей - чрезвычайно чутко реагировали на
ультразвуковые сигналы, которыми их <ощупывали> ночные хищники, и
скрывались от нападения. Бабочки улавливают ультразвуки с помощью так
называемых тимпональных органов, назначение которых первоначально было
неизвестно. Теперь их роль стала ясна: когда бабочек облучили
ультразвуком, в тимпональном нерве были обнаружены импульсы. Это
означает, что бабочки действительно реагируют на ультразвуковые сигналы
летучих мышей. Более того, установлено, что у ночной бабочки
тимпанальный нерв работает как своеобразная высокочувствительная и
быстродействующая установка, обнаруживающая летящие цели.
Дальнейшие наблюдения за ночными бабочками по казали, что они
воспринимают звуковые колебания пределах 3-150 тысяч герц.
Следовательно, диапазон ультразвуковых сигналов, излучаемых летучей мышы
совпадет с диапазоном восприятия ультразвуков ночной бабочкой.
Чувствительность бабочек очень высока. Hsl расстоянии около 30 метров от
источника ультразвуквых колебаний бабочка спокойно меняет направление
своего полета. Но стоит приблизить источник ультразвука, как бабочка
начинает метаться из стороны в сторо ну, падает, сложив крылья. Реакция
была моментальной - от 0,2 до 1 секунды.
"Звук, ультразвук, инфразвук" автор: И.Г. Хорбченко, Издательство
"Знание" Москва 1986 год.
