Беседа десятая. Биологическая связь
В настоящее время бионики во многих странах мира ведут широкие исследования различных способов биологической связи (биоинформации). Эти исследования преследуют следующие цели.
Выявить те неизвестные нам механизмы и каналы информации между живыми существами, моделирование которых позволило бы поставить на службу человечеству принципиально новые средства связи.
Создать общекосмический язык - средство связи с неведомыми "братьями по разуму", обитающими на других планетах.
Восстановить связи далеких наших предков с миром животных, утраченные в ходе эволюции, и выработать новые способы связи людей с живой природой, которые бы дали возможность более эффективно использовать разнообразные способности зверей, птиц, рыб и даже насекомых.
Начнем с рассмотрения последней проблемы. Не так давно известный австрийский зоолог Конрад Лоренц, посвятивший всю свою жизнь изучению поведения животных, написал книгу, которую он назвал "Кольцо царя Соломона". В предисловии к ней автор привел библейскую легенду, повествующую об удивительной способности царя Соломона изъясняться на языке животных, скрытом от других людей. "Но я склонен принять эту сказку за истину, - пишет Лоренц, - я совершенно готов верить, и у меня есть к тому все основания, что Соломон действительно мог беседовать с животными, даже без помощи волшебного кольца, обладание которым приписывает ему легенда. Я могу сам делать это и без помощи магии, черной или какой-либо другой...
Я нисколько не шучу. Если "сигнальный код" общественных видов животных вообще можно назвать языком, он может быть понят человеком, изучившим его "словарь"..."
Возможно ли это на самом деле? - может спросить читатель. Существует ли вообще язык животных? Способны ли они "разговаривать", воспринимать и передавать "осмысленную информацию?"
Несомненно, у многих животных есть свой "язык", правда, очень примитивный и простой, но позволяющий им общаться между собой, передавать с его помощью состояние "радости", тревоги, испуга, голода и др. Многие звуки, издаваемые животными, можно даже перевести на язык людей, и не одним словом, а целой фразой. Например, гусиный крик "га-га-га" имеет, оказывается, вполне определенный смысл: "торопитесь, торопитесь!" А более длинная "фраза" "га-га-га-га-га-га" означает: "тут есть чем поживиться, задержимся здесь". Немецкий профессор Эрих Боймер на основании шестидесятилетних наблюдений установил, что все птицы, принадлежащие к семейству куриных, пользуются одним "языком", состоящим из 30 звуков, несколько различающихся музыкальным тоном. Эти звуки выражают определенное настроение или желание, например: "я хочу есть", "оставьте меня в покое" и т. п. Используя микрофоны и звукозаписывающую аппаратуру, Бой-мер не раз демонстрировал, как куры знакомятся друг с другом, завязывают дружбу, заставляют цыплят клевать зерно и успокаивают их, если они чем-нибудь взволнованы.
Звуки, издаваемые многими птицами, как показывают исследования, несут весьма сложную информацию. Ученые утверждают, что в голосе птиц - зяблика, к примеру, - можно различить звуки, имеющие самое разное значение. В полете он кричит иначе, чем перед атакой. Совсем по-другому звучит голос обиженной птицы. Об опасности предупреждают три вида звуков. Эти последние особенно интересны, так как в зависимости от рода опасности птицы издают разные крики. Так, ласточки определенным звуком предупреждают о летящем ястребе и весьма отличным от него - о показавшейся поблизости кошке.
Птичьи "разговоры" связаны со всеми важнейшими формами деятельности: питанием, гнездованием, спариванием, выведением птенцов, кочевками, перелетами и др. При помощи одних звуковых сигналов осуществляется связь между партнерами по стае, при помощи других - между партнерами по гнезду или между родителями и птенцами и т. д. Так, французскому орнитологу Ф. Граме удалось заметить, что наседка-грачиха издает различные звуки при подлете самца к гнезду, кормлении, отдыхе самца вблизи гнезда и т. д.
Интересно, что между физической структурой птичьего крика и его назначением существует тесная связь. Впервые на это обратил внимание английский орнитолог Марлер. Он обнаружил, что предостерегающий крик птицы при виде летящего хищника весьма специфичен: он продолжителен, без резких изменений высоты звука. Услышав этот крик, трудно определить, откуда он несется. Для голоса же птицы, зовущей птенцов, наоборот, характерны резкие изменения звуковой частоты. Это помогает птенцам найти место зовущей их птицы. Любопытно, что точно такую же структуру имеет и крик, предупреждающий о появлении совы. Почему?
Оказывается, назначение такого крика - не предупреждение птиц о необходимости спрятаться или улететь, а сигнал о том, что они должны приблизиться к сове и окружить ее. Ночной хищник "ощупывает" пространство вокруг себя своеобразным локатором, издавая, подобно летучей мыши, ультразвуковые "писки". Чем больше птиц носится рядом с совой, тем труднее ей выбрать себе жертву: слишком много помех возникает на ее "радиолокационном экране".
Рис. 1. 'Язык' жестов красногрудых муравьев древоточцев
Говоря о языке птиц, особо следует отметить ворон. Длительные исследования американских ученых показали, что у ворон существуют различные "языки": городские вороны не понимают ворон сельских, вороны, живущие в штате Коннектикут, не могут общаться с воронами Калифорнии. Был проделан такой опыт. На пленку магнитофона записали крики ворон, обитающих во Франции. Затем эти записи были воспроизведены в местах гнездовья ворон на американском берегу. Оказалось, что только небольшая часть американских ворон реагировала на крики своих французских родственниц, остальные оставались равнодушными. Не все французские вороны понимают "по-американски". Но существуют вороны-бродяги, кочующие из городов в сельские местности, из одного штата США в другой, которых по праву можно назвать "полиглотами". У них есть не только свой, особый "язык", они "понимают", как удалось установить, и "языки" других ворон, городских и сельских. Очевидно, среди птиц одного вида имеются владеющие "иностранными языками" и менее "образованные" особи.
Весьма многообразны способы общения у насекомых. Так, например, энтомолог профессор П. И. Марковский, наблюдая в течение нескольких лет красногрудых древоточцев, отличающихся очень крупными размерами, установил, что сложные взаимоотношения членов муравьиной семьи сопровождаются своеобразными жестами (рис. 1). "Язык жестов этого вида, - пишет ученый, - оказался очень богатым. Мне удалось подметить более двух десятков сигналов...
Сигналы древоточца можно условно разбить на три группы. Часть их представляет собой направленные прямые действия и на близком расстоянии воспринимается окружающими. Таковы сигналы "Дай поесть!", "Прошу: дай поесть!" К той же группе можно отнести сигналы "Берегись!" и "Какой это запах?" Эти сигналы наиболее примитивны.
Сигналы второй группы выражают состояние муравья, подающего их. Таковы сигналы "Внимание!", "Чужой запах!". При необходимости они становятся реальными действиями, направленными на какой-либо объект. Следующая, третья группа сигналов, по-видимому, наиболее древняя. Она представляет собою действия, ставшие условными и тем не менее выражающие определенное состояние или потребность. Таковы сигналы "В бой!", "Тревога!", "На помощь!", "Кто ты?". Сигналы "Чужой запах!" - удар головой о дерево - и "Тревога!" - легкая вибрация головой - по сути своей одинаковы. Ведь второй представляет собой как бы множество следующих друг за другом первых сигналов. Вероятно, второй сигнал условный и произошел от первого - сигнала-действия. Таким образом, можно заподозрить, что "язык" древоточца происходит от прямых действий, которые сперва приобрели оттенок условности, затем потеряли прямую связь с действием и стали отвлеченным сигнальным движением - жестом, т. е. настоящей кинетической речью".
Некоторые муравьи общаются друг с другом при помощи звуков, издаваемых особым органом, сходным со "скрипкой" кузнечика. С очень близкого расстояния их может услышать любой человек с хорошим слухом. Впервые эти звуки удалось записать на магнитофон. Изучение записей показало, что звуки, издаваемые муравьями одного и того же вида, могут быть совершенно различными, хотя издающие их органы у всех муравьев одинаковы. Эти факты а также некоторые другие являются убедительным доказательством того, что звуковые сигналы служат для связи муравьев друг с другом. Небезынтересно отметить и то, что "голоса" самцов и самок муравьев значительно громче, чем у бесполых муравьев-тружеников.
У термитов средством передачи информации на расстояние служит своеобразный "телеграф". Пользуясь им, они, в частности, могут издалека сигнализировать своим собратьям об опасности. Тайну "телеграфа" термитов раскрыл английский зоолог Ф. Хоуз. Он два года наблюдал за термитами, фотографировал их поведение в момент опасности и записывал на магнитофон сигналы, издаваемые "часовыми" этих насекомых. Оказывается, что "часовые" термитов сообщают жителям своей общины-холмика о приближении неприятеля, "выстукивая" головой на стенках туннеля сигнал тревоги. Для подтверждения своих выводов Хоуз проделал следующий опыт: он выложил стены туннеля неопреном - материалом, поглощающим звук; завидев врага, "часовые" подняли тревогу, но неопрен не пропустил звука, и термиты были застигнуты врасплох.
Есть насекомые, "язык" которых отработан особенно хорошо. Это пчелы. Ученым давно было известно, что каждая пчела-сборщица, вернувшись в улей с добычей, исполняет иногда круговой танец, а иногда "виляющий", или "танец с трепетанием". Прилетевшая со взятком пчела обычно начинает "танцевать" в одиночку, но, как правило, вскоре к ней присоединяются другие пчелы и танец становится коллективным. Чем "темпераментнее" танцует пчела, тем большее число пчел следует за ней. Эти танцы неоднократно описывались в многочисленных статьях, но до последнего времени никто из изучавших быт пчел не смог объяснить их значение. Высказывалась мысль, что это просто некий ритуал, так сказать, танец урожая, который пчелы танцуют на радостях. Первым, кому удалось расшифровать назначение и смысл танцев пчел, был немецкий ученый фон Фриш*. Он доказал, что танцы пчел- это служебная пантомима или, точнее, своеобразный язык; с помощью него они передают друг другу информацию о направлении полета к месту, в котором находится медонос, о расстоянии до этого места, об изобилии и виде медоноса, с которого был собран взяток.
* (До сих пор считалось, что язык пчел расшифрован немецким зоологом профессором Карлом фон Фришем. Теперь гамбургский еженедельник "Ди цайт" сообщает, что это открытие сделано за 300 лет до наших дней в Англии садовником короля Карла II Джоном Эвелином. В старой книге XVII века библиотекарь случайно нашел такую фразу: "Кажется, будто пчелы говорят друг с другом при помощи разных танцевальных движений". )
Фон Фриш установил, что пчела-фуражир исполняет круговой танец тогда, когда медонос близко, когда другие пчелы могут отыскать его просто по запаху, а скорость танцевальных движений и их продолжительность указывают на богатство источника нектара. Чем обильнее источник, тем энергичнее и продолжительнее танец, тем большее число пчел вылетает к месту сбора нектара. Присоединившиеся к танцу пчелы узнают не только о близости медоноса; по запаху, исходящему от пчелы-фуражира, они узнают о том, каков именно этот медонос. Получив необходимые сведения, они отправляются за добычей. Когда же пчела-разведчица прилетает со взятком издалека, она исполняет уже не круговой танец, а "танец с трепетанием". Запах, исходящий от пчелы, и в этом случае указывает вид цветков, с которых она получила взяток, а энергичность танца - богатство источника.
В последнее время наши знания о "языке" пчел значительно расширились благодаря новейшим исследованиям мюнхенского зоолога доктора Гаральда Эша, сотрудника профессора Фриша. Поставленные ученым опыты показали, что "танцу с трепетанием", при помощи которого пчела-разведчица объясняется с другими пчелами, сопутствуют акустические сигналы. Эти сигналы производятся крыльями насекомого и несколько напоминают треск велосипеда с мотором. При этом оказалось, что продолжительность треска служит указанием на длину пути от улья до места взятка. Так, треск, издаваемый крыльями в течение 0,4 сек, соответствует расстоянию в 200 м. Исследователю удалось доказать, что пчелы-сборщицы и пчелы-разведчицы, обмениваясь акустическими сигналами, отлично понимают друг друга. Был проделан такой эксперимент. Танец взятка исполняла модель пчелы, управляемая электромагнитом. С помощью маленького репродуктора в улье создавался соответствующий треск. Но вдруг пчелы, которые бежали за "танцовщицей", напали на нее и "убили": вся модель была покрыта пчелиным ядом и жалами. Как выяснилось впоследствии, с помощью звуков, подобных треску, разведчица получила от пчел, следовавших за нею в танце, приказ сдать часть собранного нектара (как мы теперь уже знаем, для пчел это чрезвычайно важно: они узнают, к каким цветам им надлежит направиться по прибытии на место назначения). Однако искусственная пчела этого приказа не выполнила, за что и поплатилась "жизнью". В дальнейшем "пчелы" доктора Эша вели себя более осмотрительно и нападениям более не подвергались. Позднее мюнхенский ученый сумел также установить, что, чем "отчаянней" танцует балерина, тем выше качество найденного ею нектара. "Рассказывая" о качестве взятка, разведчица учитывает и расстояние. Так, о "высококачественном" нектаре, находящемся на большем расстоянии, она сигнализирует треском такой же силы, как и о взятке худшего сорта, но расположенном ближе. Достойно внимания и то обстоятельство, что расстояние до места взятка закодировано в издаваемом треске с большой точностью.
Интересные по своим результатам опыты были поставлены московским профессором Н. И. Жинкиным, занимавшимся изучением языка обезьян.
Приступая к экспериментам, ученый считал, что сигнальные крики обезьян представляют собой зашифрованные определенным кодом информационные сообщения и расшифровать их можно с помощью кибернетических методов. Исходя из этого, профессор Жинкин подошел к изучению системы языка обезьян во всеоружии новейших средств науки и техники. Опыты проводились в Сухумском обезьяньем питомнике Академии медицинских наук СССР. Изучались магнитофонные записи сигнальных криков гамадрилов, живущих в условиях, близких к естественным. Записанные звуки подвергались спектральному анализу, а затем изучались методами теории алгоритмов.
Длительные исследования речевого аппарата обезьян показали, что он существенно отличается от человеческого. Поэтому обезьяны издают специфические сложные звуки, часть которых мы даже не слышим. Гамадрилы - низшие обезьяны. И все же, несмотря на это, разнообразие звуков, при помощи которых они общаются, достаточно велико. "Словарь" гамадрилов состоит из 40 сочетаний различных звуков. При виде сетки для ловли обезьян сторожевые гамадрилы издают громкие крики "ак! ак! ак!". При этом все обезьяны оглядываются, матери сажают детенышей на спину и ждут распоряжений вожака. В случае крайней опасности подается одиночный сигнал "ак!". По нему все обезьяны немедленно спасаются бегством. Если же самка в создавшейся ситуации теряет из виду детеныша, она издает крик "ау!". Такие же крики издают все обезьяны, когда из их стада уносят кого-нибудь. Тот, кого уносят, тоже кричит "ау!". Это своего рода перекличка. По ситуации, да и по характеру возгласа "ау" очень напоминает ауканье компании людей в лесу. Правда, тут есть различие: человек делает ударение на последнем слоге: "ау", а гамадрилы - на первом: "ау".
"Словарь" гамадрилов не ограничен только сигналами тревоги или боли, в него входит также тихий и довольно сложный по звуковому составу сигнал удовольствия. Он похож на "хон", где "х" - нечто напоминающее придыхание, "он" - ясно слышимое "о", произнесенное несколько в нос.
Наконец, по свидетельству Жинкина, кроме описанных звуков ему "... удалось наблюдать глухой, безголосный звук, не напоминающий ни один из человеческих. Он возникает в результате хорошо видных быстрых смыканий губ и какого-то сложного движения кончика языка... По сигнальному значению этот звук можно определить как ориентировочный, но захватывающий не все стадо, а только отдельное животное. Он встречается при замечаемой этим животным смене ситуации, например при подходе матери к детенышу". Условно его можно обозначить как "птпт".
Как установили ученые, шимпанзе, живущий в естественных условиях, умеет издавать до 20 различных звуков, выражающих дружелюбие, тревогу, удовольствие, а также другие простые эмоции. Но его голосовой аппарат способен на значительно большее. Ученые, работающие в Университете в Оклахоме, проводят в настоящее время систематические исследования семи шимпанзе, выросших в различных условиях, с целью выяснения их способности к речевому общению.
Для двух детенышей созданы особые условия. Они будут воспитываться без контакта со своими сородичами. Доктор Леммон, руководитель этих исследований, старался выбрать двух детенышей, возможно более близких по возрасту и генетической конституции (близнецы у шимпанзе встречаются редко). Отобранные Люси и Мэй - сводные сестры (отец общий, но матери разные). Их одевают как маленьких детей, спят они в кроватках. В дальнейшем их будут пытаться научить пользоваться туалетом, вести себя за столом, а также во всех других случаях возможно ближе к тому, как ведет себя человек. Младшую обезьянку Люси будут учить говорить, тогда как Мэй послужит "контролем". Она будет слушать речь, как и обычные дети, но ее не будут специально обучать речи. 20 лет назад подобные опыты проводились в лаборатории приматов в штате Флорида, и шимпанзе по имени Викки выучила 4 слова. По той же программе воспитываются еще пять шимпанзе постарше. Их обучают, но, кроме того, они много общаются с другими обезьянами.
Когда Люси и Мэй будут близки к зрелости, их введут в общество обезьян, чтобы выяснить, как повлияло воспитание в среде людей на их поведение.
Мы привели лишь несколько примеров достигнутых учеными успехов в познании "языка" животных и ведущихся в этом направлении работ. Однако, научившись обмениваться информацией с машинами, люди до сих пор не умеют "разговаривать" ни с одним животным, даже с обезьяной.
Что же мешает нам полностью овладеть этим даром природы? Отсутствие единого языка для системы "человек - животное".
Человек с давних времен усвоил - увы, ставшее уже привычным - "высокомерное" отношение к другим живым существам и обычно требует, чтобы они учились отвечать на его язык. Между тем установление тесного "контакта" между людьми и животными могло бы принести огромную пользу науке и многим областям практической деятельности человека.
Общеизвестно утверждение кибернетики, что в тех случаях, когда между двумя системами можно установить прямую и обратную связь, например посредством языка, возможен целенаправленный процесс управления. Теперь представим себе на минуту, что нам удалось познать и освоить, скажем, "язык" таких талантливых и трудолюбивых гидростроителей, как бобры. Может ли помешать нам что-либо использовать этих животных для целей подводного строительства? Конечно, нет!
Продолжая подобные рассуждения, мы, по-видимому совершенно логично, подойдем к ситуации, в какой-то мере напоминающей широко известную историю Маугли, рассказанную Киплингом в его "Книге джунглей". А ведь подобная перспектива, можно смело утверждать, не лишена практического смысла. И все это, в конечном счете, не так уж фантастично, если учесть, что кое-что ученым уже удалось сделать. Обратимся к фактам.
...Городок Рыбное под Рязанью. Дом, похожий на замок, - крупнейший в мире научно-исследовательский центр пчеловодства. В институте имеется лаборатория, подробнейшим образом изучающая быт пчел, все их повадки, язык. Сотрудники лаборатории научились понимать "разговоры" пчел, распознавать их настроение по издаваемым звукам. Поставят лаборанты в ульи микрофоны и записывают на магнитную ленту пчелиные разговоры. Знание языка пчел помогает пчеловодам. Любой пасечник знает, что, если пчелы задумали роиться, быть беде. Много причин тому - мало корма, жара, гибель матки. Волнуется семья, вот-вот распадется. Гул в улье в это время особенно тревожен, требователен. Прослушает пасечник с ленты голоса пчел и сразу поймет - надо немедленно помогать семейству! Даже о том, что пчелы воруют мед друг у друга, пчеловоды научились узнавать по звукам. Метод этот называется теперь акустической диагностикой. Им все больше и больше начинают пользоваться на практике работники "сладкой индустрии".
А вот другой пример. Для того чтобы действительно управлять животными, нужно научиться командовать ими, причем так, чтобы они выполняли наши приказы. Иначе говоря, мы должны научиться "говорить" животным: "Иди сюда!" или "Иди туда!", "Делай это!" или "Не делай этого!", "Откладывай яйца здесь!" или "Не откладывай яйца там!", "Питайся этим!" или "Не ешь того!" Чтобы осуществить такое управление, нужно в совершенстве овладеть "языком", который животные понимают, которому они повинуются. Так, научившись подражать крику гусей и познакомившись с их словарем, профессор Конрад Лоренц, как он заявляет, довольно часто "беседовал" с гусями, причем обе стороны хорошо понимали друг друга. Услышав "фразу", состоящую из шести слов: "га-га-га-га-га-га", гуси следовали совету ученого и отправлялись на поиски более сочной травы. Точно так же птицы слушались его, когда он рекомендовал им подольше задержаться на той или иной лужайке.
Досконально познав "язык" животных (т. е. значение звуковых сигналов), человек может весьма эффективно использовать его и против самих животных, для борьбы с ними, когда это диктуется практическими интересами. Так, например, пользуясь "языком" насекомых и грызунов, можно уничтожить множество вредителей. Ведь только одни термиты ежегодно наносят США убыток, исчисляемый в 100 000 000 долларов. А в ФРГ, по данным официальной статистики, вред, который ежегодно наносят стране насекомые, крысы и мыши, оценивается в 400 000 000 марок. По вине этих вредителей лишь в Центральной Европе теряется почти 15% урожая.
Изготовить устройство, управляющее поведением насекомых, не так уже сложно. Основная трудность заключается в том, чтобы понять смысл издаваемых ими звуковых сигналов, записать их на пленку, а затем абсолютно точно воспроизвести. Современная техника звукозаписи позволила, например, записать и проанализировать ультразвуковые "комплименты", которые расточают своим "дамам сердца" представители некоторых видов. Исследователи записали и изучили также "любовные серенады", исполняемые самцами кузнечиков, которыми они вызывают на свидание самок. Если в определенном пункте организовать передачу аналогичных звуков, записанных на пленку, то ими можно легко завлечь тех или иных вредных насекомых и без труда уничтожить их. Именно по этому пути и пошел в поисках эффективных методов борьбы с комарами канадский санитарный инспектор Норман Вайтекер. Заключив пару комаров в камеру, оснащенную микрофоном, он записал на пленку призыв самца к самке. Теперь эти записи используются для завлечения комаров в специально созданный ядовитый туман. Так отпала необходимость в прокладке дорогостоящих осушительных каналов: небольшая ультразвуковая установка способна освободить громадные площади от вредных насекомых.
Около 10 лет назад руководитель лаборатории физиологической акустики французского Научно-исследовательского института агрономии профессор Р. Бюнель занялся передачей своеобразных "радиорепортажей" саранчи. Задача была не из легких. Нужно было найти способы, не спугнув насекомых, установить как можно ближе к ним очень чувствительные микрофоны, записать "сольные выступления" саранчи разных видов, а главное - разобраться в смысловом значении издаваемых насекомыми звуков, установить взаимосвязь между их характером и действиями саранчи. В конце концов длительный кропотливый труд и терпение исследователя были вознаграждены. После целой серии хитроумных опытов ученому удалось расшифровать крик самца, желающего привлечь самку. И когда такие звуки были воспроизведены с помощью электронной аппаратуры в степи, самки саранчи тотчас же устремились на свидание, они взбирались на машину, густо облепляли ее и добирались даже до аппаратуры!
Начатые так успешно исследования "языка" саранчи продолжаются по сей день. Конечная их цель - до конца познать "язык" саранчи и, пользуясь им, найти действенное средство борьбы с нашествиями этих вредителей сельскохозяйственных культур. В перспективе можно представить себе совершенно реально такую картину: в один из дней призыв, который далеко разнесут громкоговорители, соберет в одно место тучи саранчи, где люди уничтожат ее. И наоборот, транслируя определенные звуки - сигналы тревоги, опасности, можно будет прогнать надвигающуюся тучу прожорливых вредителей, прежде чем они сядут на поля.
По мнению ряда ученых, в борьбе с вредителями можно также успешно использовать и метод глушения естественных сигналов. Это вызывает, как показали эксперименты, хаос в поведении многих насекомых, затрудняет их встречу или делает ее вовсе невозможной.
Не менее актуальна проблема изыскания эффективных методов борьбы с птицами - врагами полей и садов. В конце лета бесчисленные стаи птиц - воробьев, дроздов и других - наносят громадный ущерб многим колхозам и совхозам нашей страны. Скворцы (численность их в стае во время осенних кочевок иногда доходит до нескольких тысяч) ежегодно поедают на виноградниках и садах Южной Европы и Северной Африки 20 - 30% урожая. Южные районы СССР также подвержены нашествию скворцов. Огромный ущерб посевам кукурузы во Франции, Голландии, ФРГ и ГДР наносят различные врановые.
Слишком большие скопления птиц в некоторых районах нежелательны и по другим причинам. В крупных населенных пунктах, где зимуют большие стаи птиц, шумно и грязно (в Мюнхене, Лондоне, Филадельфии и в других городах на зиму остается до 100 000 скворцов, численность сизых голубей достигает в Гамбурге 12 000 - 20 000, в Турине - 60000, в Мюнхене - 100 000, в Вене - 200 000). Многие пернатые обитатели городов разносят опасные для человека инфекции. Особенно тяжелое положение из-за птиц создается ныне в таких городах, как Куксхафен, Бремерхафен и Вильгельмсха-фен. Между устьями Эльбы и Везера сейчас обитает, по ориентировочным данным, 20 000 - 25 000 чаек. Полчища обнаглевших разбойниц нападают на голубей, истребляют певчих птиц, будят своими криками горожан, совершают налеты на кемпинги, где воруют еду туристов прямо со столов. Их испражнения заражают водоемы и реки и губят рыб. Они обирают сады. Птицы стали нападать даже на людей. Наибольший ущерб прожорливые хищницы наносят рыболовству. Целыми стаями они набрасываются на платформы, на которые в гавани сгружают рыбу с судов, и пожирают все - от рыбы лучших сортов до сельди. По подсчетам ветеринарной службы Бремерхафена, "завтрак чаек" в одном лишь этом городе ежедневно уносит 15 г свежей рыбы. Рассчитывать на то, что чайки уберутся добровольно, не приходится. Вот уже много лет, как у них не осталось естественных врагов. Лисы практически истреблены, а морские орлы стали чрезвычайно редки...
В новую фазу "взаимоотношений", явно не дружественных, вступили ныне авиация и птицы. В безбрежном голубом небе им вместе становится уже тесно, не уживаются они и на аэродромных площадках. В США, например, подсчитали, что птицы - виновники значительной доли авиационных катастроф. Предполагается, что некоторых птиц привлекают в аэропорты звуки высокого тона от работающих турбовинтовых двигателей "Алиссон-501": частоты этого звука сходны с частотой звуков, издаваемых множеством насекомых,. Наблюдения за поведением птиц в оклахомском аэропорту показали, что в период бескормицы большие стаи птиц слетаются в аэропорт на звук работающих двигателей на самолетах "Электра". Были зарегистрированы случаи, когда пилоты на земле вынуждены были выключать двигатели, чтобы избежать засасывания в них птиц.
Как же защититься от вредных последствий большого скопления птиц?
Технические достижения XX века, как известно, не затронули огородное чучело. И приходится признать, что оно уже не пугает даже птиц. Не боятся птицы ныне и старого дедовского арсенала - хлопушек и свистков. Даже пулеметный огонь, который применяют в Австралии для борьбы с эму, уничтожающими пшеницу, и тот не дает желаемых результатов. Некоторые горячие головы предлагали использовать ядохимикаты для борьбы с птицами, уничтожающими посевы; однако это недопустимо. Во-первых, потому, что одновременно погибнут птицы, приносящие огромную пользу. Во-вторых, потому, что многие птицы, приносящие вред в одних условиях, полезны в других. В США проводились опыты по отпугиванию птиц от взлетных площадок аэродромов звуком высокой интенсивности (до 120 дб). Но эти эксперименты удачи не принесли. Дело в том, что чистые звуки произвольно выбранной частоты не служат биологически действенным раздражителем, вызывающим врожденные безусловно-рефлекторные реакции у птиц. К такому звуку они легко привыкают, и, если он не сопровождается появлением какой-либо опасности, перестают реагировать на него. Правда, совсем недавно, по сообщениям печати, работники аэропорта в Милуоки изобрели совершенно новый, оригинальный способ предотвращения опасных столкновений крупных чаек с турбореактивными самолетами. По аэродрому рассыпают зерно, предварительно вымоченное в виски. Громкие крики поверженных наземь подвыпивших чаек отпугивают от аэропорта и других птиц! Англичане же перед взлетом самолета выпускают на своих аэродромах дрессированных соколов, которые очищают воздушное пространство от птиц.
Разумеется, два последних способа не могут решить проблемы. Ученые идут по другому пути. Они занимаются изучением и расшифровкой "языка" птиц. Из многочисленных звуков, издаваемых пернатыми, исследователи прежде всего стремятся, как и при изучении "языка" саранчи, выявить сигналы "наибольшей опасности", которые, кстати говоря, легче всего поддаются расшифровке. Одна из важных особенностей этих сигналов - их общность для видов, обитающих бок о бок, в одной стае.
Например, специфические крики сойки или дрозда, увидевших человека, предупреждают об опасности многих обитателей леса. Мелкие птицы встречают появление ястреба пронзительным криком, вызывающим одинаковые двигательные реакции у птиц разных видов.
Выявив сигналы опасности у некоторых птиц, ученые записали их на магнитную пленку. Воспроизведение этих сигналов сразу же принесло желаемый эффект и стало применяться в практике как универсальное, удобное и дешевое средство отпугивания - звуковой репеллент. В Гамбурге, Франкфурте и других городах созданы специальные станции, которые таким способом защищают сады от нашествия скворцов. В Африке звуковые репелленты весьма успешно применяют против некоторых видов ткачиковых, уничтожавших ранее до 70% урожая. В Мюнхене и Лондоне воспроизведение криков опасности отпугивает тысячные стаи зимующих птиц.
Ученые хорошо изучили также сигналы опасности в вороньих стаях. Среди этих криков удалось выделить сигнал "наибольшей опасности". В условном переводе на наш язык он означает: "Тревога! Улетим как можно скорей!" Именно этот сигнал ученые и записали на автоматически работающие магнитофоны. Теперь замаскированные магнитофоны устанавливают в излюбленных местах вороньих сборищ. При приближении стаи магнитофоны автоматически включаются и на вороньем "языке" истерически кричат об опасности. Стая в панике улетает.
Любопытен такой факт. Вороны любят собираться в одном месте тысячами. Обычными способами их очень трудно прогнать. Даже если это и удается, они упорно возвращаются обратно. Но стоит лишь один раз поднять их с облюбованного места с помощью звукового репеллента, как они сюда уже не возвращаются в течение года! Проводились также опыты, имевшие целью ограничить численность врановых, не допуская взрослых птиц к кладке яиц и к птенцам. Для этого дважды по две минуты воспроизводился все тот же сигнал "наибольшей опасности". Птицы немедленно покидали гнезда и потом долго избегали этих краев.
Таким образом, применение звукового репеллента уже принесло и, несомненно, принесет еще большую хозяйственную пользу. Достигнутые в этом деле успехи в значительной мере объясняются тем багажом биоакустических знаний, который удалось накопить многим ученым, стремившимся и стремящимся проникнуть в тайны "языка" насекомых и птиц.
Проблема "птицы и звук" имеет еще один аспект, представляющий большой интерес для науки.
Хорошо известно, что характерный набор звуков, издаваемых птицами определенных видов, служит таким же видовым признаком, как и строение конечностей, характер полета, тип гнездовья и т. д. Однако за время своей жизни каждая птица "усваивает" еще и другие звуки. Например, попугай может выучить до 300 слов и выкрикивать их в строго определенной ситуации. В частности, об одном знаменитом попугае породы жако, умершем 112 лет назад, рассказывают следующее.
"Жако живо интересовался всем происходящим вокруг него, умел делать выводы из всего виденного и слышанного, давать правильные ответы на вопросы, выполнять приказания. Он приветствовал гостей, прощался с теми, кто уходил из дому, говорил только утром "добрый день" и только вечером "добрый вечер", требовал для себя еду, когда был голоден. Каждого члена семьи своего хозяина он называл по имени и к одним проявлял большую симпатию, нежели к другим. Когда попугай хотел, чтобы к нему подошел хозяин, он кричал: "Папа, иди сюда!" Попугай пел, свистел и разговаривал точно так же, как человек. Временами на него находило "вдохновенье" и он импровизировал. В эти минуты его речь звучала, как речь оратора, которого мы слушаем издали, не различая отдельных слов... Когда кто-нибудь стучал в дверь, жако кричал громко и выразительно, как человек: "Войдите, войдите! Приказывайте, я ваш покорный слуга. Я рад, что имею честь, я рад, что имею честь!.."
В "домашнем зоопарке" известного в нашей стране натуралиста А. М. Батуева сейчас живет попугай Ку-коня. Он знает свыше 100 русских слов, которым его научил Андрей Михайлович. Попугай - мастер говорить то мужским, то женским голосом, то детским лепетом. Когда он слышит телефонный звонок, то голосом "милой мамы" говорит: "Алло, алло, я слушаю,!" - и вдруг неожиданно низким басом уведомляет: "Нет дома!"
Из числа "говорящих" птиц пальму первенства, по мнению орнитолога В. Гаврилова, следует отдать ворону. Он произносит слова чище, чем прославленные подражатели - попугаи жако, а память и смышленость ворона превосходят способности всех других пернатых. В одном из зооуголков Москвы несколько лет живет ручной ворон, который запоминает новые слова буквально на лету.
Произносить слова могут почти все представители "черной семьи": вороны, галки, сороки и грачи. Нередко этому учатся и наши обыкновенные скворцы, но даже опытных птицелюбов удивило напечатанное 26 февраля 1966 г. в газете "Ленинградская правда" сообщение А. М. Батуева о канарейке, которая научилась произносить свое имя и повторять фразу: "Вот какие миленькие птички, маленькие птички, чудненькие птички!"
С наиболее одаренными "говорунами" - попугаями и врановыми успешно соперничают представители рода майн. В лесах Южной Индии и Цейлона обитают ушастые майны, партия которых несколько лет назад была завезена в нашу страну. Любители, которым посчастливилось приобрести этих оригинальных птиц размером с крупного дрозда, иссиня-черных, с желтыми кожистыми "ушами", в восторге от своих питомцев. Птицы не только легко приручаются и подражают человеческой речи, но повторяют трели других пернатых и даже несложные мотивы. Недаром этот вид называют еще певчей священной майной.
Звукоподражание птиц, не имеющее прецедента среди животных других классов (за исключением дельфинов, о которых речь будет идти ниже), до сих пор составляет одну из самых замечательных загадок природы и давно ждет своих исследователей.
В ряде стран мира ученые занимаются также изучением голосов обитателей царства Нептуна.
- Позвольте, -может сказать читатель, - о каком изучении голосов морских животных может идти речь, когда хорошо известно, что рыбы от природы немы? Ведь не зря же мировой океан мы по сей день называем "миром безмолвия", "миром тишины".
Да, все мы знаем пословицу "нем, как рыба" и часто, не задумываясь над ее правильностью, продолжаем пользоваться ею. Но вот несколько лет назад в павильоне Академии наук СССР на ВДНХ появилась интересная новинка. Вы входите в сумрачный зал, тихо играет музыка, слышен мерный рокот накатывающихся на берег волн, свист ветра и скрип гальки под ногами. Вдруг в тихую мелодию моря резким диссонансом врываются дикий визг, крик ужаса, свист и щелканье. Словом, нечто похожее на ультрамодернистскую музыку. Однако эти звуки имеют прямое отношение к науке, своим происхождением они всецело обязаны живым организмам, среди которых главное место занимают рыбы. Работами ряда отечественных и зарубежных исследователей создана новая ветвь биогидроакустики - биоакустика рыб. Она изучает морфологические и функциональные структуры звукопроизводящих аппаратов, связанные с ними физические особенности издаваемых звуков, слух и акустическую сигнализацию рыб.
У нас изучением в промысловых целях акустической сигнализации рыб и других морских животных занимается Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии, а также лаборатория ихтиологии Института морфологии животных АН СССР под руководством профессора Б. Мантейфеля. В США в этой области работают сотрудники Наррангессетской морской лаборатории на острове Род-Айленд. В американском Музее естественной истории и в некоторых университетах изучается связь, осуществляемая рыбами в звуковом и ультразвуковом диапазонах. Здесь эти исследования ведутся главным образом в военных целях. В частности, специалистов ВВС США очень интересует вопрос, каким образом некоторые тропические рыбы "все вдруг" меняют направление своего движения. Высказывается предположение, что для этого используются какие-то неизвестные сигналы.
"Мир безмолвия", как установили ученые, необычайно шумен. Черноморская ставрида, например, издает звук, напоминающий треск гребенки. Голос кильки похож на гудение шмеля. Звук, издаваемый сардинами, немного напоминает шум прибоя, лещом - хрипы, морским карасем - щелчки. Вьюны пищат, за что их кое-где называют пищухами. Атлантическая рыба-жаба гудит, морской петух кудахчет, морские коньки резко щелкают (это похоже на звук лопнувшего стакана). Между прочим, замечено, что рыбы одного и того же вида в разных местах изъясняются по-разному. Например, ставрида, плавающая у берегов Крыма, издает звук, отличный от "кавказского произношения".
Весьма широким вокальным диапазоном обладает белуга: она свистит и воет, скрежещет и кричит. Пойманная на Каспии белуга, по рассказам рыбаков, испускает как бы тяжелый вздох, напоминающий рев. Морские черепахи - кто бы мог подумать! - хрюкают и рычат. Чрезвычайно "разговорчива", прямо-таки болтлива морская рыба тригла. Она непрерывно ворчит и квакает. Не менее болтливы и ракообразные. Самые шумные из них, пожалуй, крабы. По наблюдениям Даниэля Тино-Дюмортье, они могут издавать до 30 видов звуков, подобных стрекотанию. Рак альфеус, обитающий у нас на Дальнем Востоке, щелкает своей клешней так громко, что не только отпугивает врагов, но и оглушает добычу. Многотысячный подводный "город" альфеусов, по свидетельству известного океанолога Н. И. Тарасова, встречает врага грохотом, не уступающим шуму, стоящему в цехе при клепке котлов. Очень шумливы креветки. Издаваемый ими звук напоминает шипение масла на сковородке или треск горящих сухих веток. У так называемых щелкающих креветок из большой клешни исходит звук, подобный звуку пробки, вылетающей из бутылки. Этот звук бывает настолько сильным, что звуковая волна способна разбить бокал. Бывали случаи, когда креветки своим резким громким треском взрывали немецкие акустические мины. Но это еще не все о щелкающих креветках. Размером всего-навсего с писчее перо, они обычно собираются огромными стаями - до 200 особей на 1 м2 - и щелкают непрерывно днем и ночью, независимо от времени года. В некоторых районах океана щелканье тысяч креветок сливается в сплошной треск. Иной раз он достигает такой силы, что совершенно заглушает шум винтов и двигателей подводной лодки, в результате чего противник не может ее обнаружить. Этим не преминули воспользоваться японцы во время второй мировой войны. Они подсадили большую колонию "щелкунчиков" в одну из военных гаваней США и тем самым полностью парализовали гидроакустические средства обнаружения. Под прикрытием сильного шума креветок японские подводные лодки вошли в американскую бухту, торпедировали стоявшие там корабли и безнаказанно удалились.
В морских и океанских "оркестрах" имеется немало оригинальных "ударников". Звук, похожий на барабанный бой, издает маленькая рыбка грезеус. Своеобразен стук в воде черноморского горбыля. Даже раковины и те стучат, закрывая свои створки, будто в сердцах хлопают дверью. Огромные, диаметром до 2 м "раковины-убийцы" - тридакны - захлопываются, словно гигантские кастаньеты, и издают при этом оглушительный стук, похожий на орудийный выстрел, который далеко разносится в воде. Любопытен такой факт из музыкальной деятельности "водяных ударников". Во время второй мировой войны на дне Чезапикского залива (Атлантическое побережье США) была установлена обширная сеть гидрофонов для обнаружения подводных лодок. Весь этот район очень тщательно охранялся. Тем не менее в первый же день, сразу после наступления сумерек, гидроакустики были оглушены невообразимым шумом, словно одновременно стучало множество отбойных молотков. Грохот все усиливался, достиг наибольшей силы и примерно через час после этого стал ослабевать, а в полночь внезапно прекратился. Залив был "прочесан" вдоль и поперек, но ничего подозрительного обнаружить не удалось. На следующий день "концерт для отбойных молотков с оркестром" повторился, причем грохот "солистов" превышал по громкости "аккомпанемент" - обычный шум моря - в несколько тысяч раз! В заливе были взорваны небольшие заряды. После этого шум ненадолго прекратился, а затем возобновился с прежней силой. Так повторялось каждый вечер, и военно-морская администрация вынуждена была начать розыски таинственных "авторов" непрошеных концертов. В расследование, а точнее в исследование, включились биологи. Последние установили, что виновником переполоха являлась... небольшая рыба крокер из семейства горбылей. Одна такая рыба "стучит" не очень громко. Но специалисты установили, что летом в Чезапикском заливе собирается "толпа" из 300 000 000 таких "барабанщиков". Небезынтересно, что даже при взрывах в заливе боевых глубинных бомб во время учений крокеры ни на минуту не прекращали свою концертную деятельность.
Доставили неприятности морские обитатели и американским минерам. В годы войны во множестве расставлялись морские акустические мины. Они должны были срабатывать от шума винтов корабля, однако внезапно стали взрываться без видимых причин. Долго ломали головы специалисты, покуда не "поймали с поличным" рыб-жаб. Достаточно было одной такой рыбке "квакнуть", и мина срабатывала.
Совершенно особые звуки издают крупные морские млекопитающие. Среди них наибольшую популярность создала себе своим голосом белуха. По описаниям натуралистов и наблюдателей, она может громко хрюкать, глухо стонать и свистеть, издавать звуки, напоминающие плач ребенка, удары колокола, женский пронзительный крик, отдаленный шум детской толпы, игру на музыкальных стеклах или на флейте с переливчатыми трелями, как у певчих птиц. Недаром это белое с желтоватым оттенком животное моряки называют "морской канарейкой". Не раз в годы войны гидроакустики подводных лодок докладывали своим командирам: "Слышу шум гребного винта идущего корабля". На подводной лодке отдавали приказ о боевой тревоге, но вместо противника поблизости оказывалось... резвящееся животное.
Китообразные обладают большими вокальными возможностями. Они намного превзошли даже известную перуанскую певицу Иму Сумак - диапазон их голоса простирается от инфра- до ультразвука. Порой звуки, издаваемые морскими млекопитающими, похожи на рев быка. Мощным ревом оглашают водные глубины, в частности, морские львы, а их подруги визжат, отвечая на призыв своего супруга и повелителя.
Известно, что водная поверхность пропускает в воздух лишь очень малую часть звука, рождающегося в морских глубинах. Однако есть рыбы, издающие такой громкий "крик", что его можно услышать, находясь в лодке, на палубе корабля и даже на берегу. Чарлз Дарвин в своей книге "Путешествие на корабле "Бигль" упоминает о том, что однажды, идя по берегу в устье реки Уругвай в Южной Америке, он услышал громкий треск, издаваемый крупной промысловой рыбой армадо. А кряканье морского карася слышно в воздухе даже через стекло аквариума. В Средиземном море водятся двухметровые "поющие рыбы" сциены, издающие довольно мелодичные звуки. Весьма вероятно, что именно они послужили Гомеру прообразом описанных в "Одиссее" сладкоголосых морских сирен, которые своим нежным, чарующим пением заманивали проплывающих мимо них моряков.
В настоящее время в распоряжении ученых имеются очень чуткие подводные микрофоны - гидрофоны, позволяющие улавливать звуки, создающие примерно такое же давление, как и севший на руку комар. С помощью этих приборов удалось из общих неясных и беспорядочных биологических шумов в глубинах океанов, морей и озер выделить и записать на магнитную пленку голоса, принадлежащие многим отдельным видам рыб, беспозвоночных животных и морских млекопитающих, а также "хорам", образуемым скоплениями животных одного вида. Из полученных записей смонтированы десятки тонфильмов. Они раскрывают перед нами удивительное многообразие неизвестных нам ранее звуков "разговорчивых" рыб - стучащих, свистящих, стонущих, вздыхающих, хрюкающих, квакающих, лающих, каркающих, "поющих", "звонящих в колокола" и даже "играющих на арфе". С каждым днем список этот расширяется. По разнообразию "голосов" "немые" рыбы могут, оказывается, поспорить с сухопутными животными! Вот вам и "мир безмолвия", "мир тишины"! Видимо, пришла пора старую поговорку "нем, как рыба" заменить другой - "говорлив, как рыба".
С помощью каких же средств издают звуки обитатели морей и океанов, озер и рек? Омары в состоянии испуга и раздражения с громким скрипом трут свои усики о панцирь. В море многие звуки связаны с движением жаберных крышек, хрустом сочленений скелета рыб, а также с гидродинамическими явлениями. Для каждого вида рыб характерен набор таких звуков. Так, маленькие бычки издают звуки движением тазовых костей. Гигантская луна-рыба, достигающая веса 1000 кг, выскакивая на поверхность воды, скрежещет зубами. Собака-рыба издает звуки в результате трения челюстей друг о друга. Крупные млекопитающие производят звуки своим мощным дыханием, выдувая воздух из ноздрей, щелканьем челюстей; киты производят сильный шум трением пластин китового уса.
У многих рыб для создания звуков есть специальные приспособления: особые стридуляционные органы и снабженный специальными мышцами плавательный пузырь. В частности, рыба-барабанщик извлекает звуки из своего плавательного пузыря, колотя по нему мышцей. Плавательный пузырь рыбы - тонкостенное сферическое тело, наполненное воздухом, - можно с полным основанием назвать универсальным "музыкальным инструментом". Тонкими мышцами он прикреплен к позвоночнику рыбы. Вибрации позвоночника передаются плавательному пузырю, который в этом случае выполняет роль резонатора. По пузырю можно не только бить мышцей, но и тереть ею, как смычком, - получается звук, напоминающий звук скрипки. Можно сдавить мышцами половинку плавательного пузыря, перегоняя воздух в другую "секцию". И снова возникает совсем иной звук. Особенно отчетливо звучит плавательный пузырь у полосатой зубатки. Ее четвертый позвонок служит как бы пружиной, соприкасающейся с пузырем; челюсти рыбы и четвертый позвонок соединены сильно натянутыми мышцами, благодаря чему движение челюсти через этот привод извлекает из плавательного пузыря довольно сильные звуки. Как мы видим, "голос" рыб исходит прямо из глубины их тела, словно у чревовещателей. Чтобы передать этот голос в воду, рыбам не нужна гортань - звук проходит прямо сквозь их тело. Оно обладает почти теми же акустическими свойствами, что и окружающая вода, - ведь каждая клеточка организма рыбы наполнена жидкостью. Поэтому между телом рыбы и средой, в которой она обитает, нет той акустической границы, как между нашим телом и воздухом, нет того "зеркала", которое отражало бы звуки обратно внутрь тела рыбы. Но если рыбы и другие обитатели подводных глубин издают звуки, естественно, возникает вопрос: слышат ли они их? Вокруг этого вопроса еще совсем недавно, в первой половине нашего века, между исследователями шла довольно острая дискуссия. Между тем любители-рыболовы уже давно подметили, что некоторых рыб можно приманить звуками - хлопанье по воде деревянной "колотушкой" создает звуки, похожие на кваканье лягушек, до которых большие охотники сомы; звуки от ударов по жестянке, колокольчику или крючку-якорьку хорошо приманивают налима; жужжащая приманка успешно привлекает лососевых рыб; сомы и крупные щуки утятницы охотятся за водоплавающей птицей, крики которой, видимо, немало помогают им в такой охоте.
Помимо этих фактов, убедительно свидетельствующих о том, что рыбы обладают слухом, были получены также данные специальных исследований. В частности, был поставлен такой опыт. Морских петухов и некоторых других рыб подвергли экспериментам, аналогичным тем, которые в свое время ставил академик И. П. Павлов над собаками. Кормление рыб в течение долгого времени сопровождалось определенным звуком. Впоследствии, заслышав привычный звук, рыбы тотчас же бросались к тому месту аквариума, где их обычно кормили, хотя никакой пищи при этом в аквариум не бросали. В аквариумах не раз наблюдали случаи, когда молодой тюлень, разлученный с матерью, или морские коньки обменивались между собой звуками. Казалось, будто они разговаривают друг с другом. Известно, что два сомика в аквариуме отзывались на клички Адам и Ева. Наконец, интересные опыты были проведены летом 1952 г. в Красном море экспедицией итальянца Фолько Квиличи. Долго оставалась загадочной одна повадка акул: как умудряются они уже через несколько секунд появляться в том месте, где находится убитая рыба? Они не могли увидеть ее на большом расстоянии, так как прозрачность воды там очень незначительна. Не могли они и "почуять" запах крови, ибо он не так быстро распространяется в воде. Оставалось одно - предположить, что акулы слышат "стоны" раненых рыб. И вскоре ученые убедились в правильности своей догадки. Один из участников подводной экспедиции, находясь на глубине 12 м, неожиданно заметил направляющуюся к нему шестерку крупных рыб - тунцов, каждая весом по полцентнера. Чтобы отразить нападение, он поднял оружие. Резкая смена позы, по-видимому, испугала рыб - они подскочили, повернулись и стали удаляться так, как это сделали бы на их месте раненые рыбы. Несколько мгновений спустя на месте происшествия оказались три акулы. Стало ясно, что они услышали "крик" испугавшихся тунцов.
Итак, следует считать доказанным, что многие, а может быть, и все виды морских животных, в том числе и рыбы, обладают слухом. Рыбы превосходно слышат с помощью внутренних ушей, расположенных вблизи мозга; звуки, издаваемые в воде, беспрепятственно достигают этих центров и там воспринимаются чувствительными механизмами, которые можно сравнить с самыми совершенными слуховыми рецепторами человека.
Один из интереснейших вопросов биоакустики рыб - это их способность определять направление на источник звука. Дело в том, что почти все виды рыб и других обитателей подводных глубин хорошо видят только на сравнительно небольших расстояниях вследствие значительного поглощения и рассеяния света водой. А если учесть, что во многих водоемах вода совершенно мутная и там живет немало разных рыб, питающихся другими подводными обитателями, то делается очевидным, что в обычных условиях и тем более в условиях плохой видимости рыбам при охоте на зрение рассчитывать не приходится: оно может помочь лишь в уточнении местонахождения добычи, но выходить к ней они должны в основном по слуху. Однако у рыб слишком мало расстояние между двумя слуховыми органами, а в этом случае очень трудно определить направление на звук. Но если существующую теорию бинаурального слуха*, объясняющую способность определять направление звука, к рыбам отнести нельзя, то как же они с большой точностью улавливают направление звуков и шумов, создаваемых в воде организмами, за которыми они охотятся? Были поставлены опыты с ослепленной щукой: в аквариуме она безошибочно точно хватала двигавшуюся мелкую рыбку, но не трогала ее, когда рыбка не двигалась. Многочисленные эксперименты привели ученых к следующей гипотезе: в восприятии направления звука у рыб участвуют, помимо слуховых органов, также и органы системы боковой линии. Однако на сей счет нет единого мнения, и давно ведущаяся дискуссия по этому вопросу продолжается. По-видимому, рыбы воспринимают направление звука всем организмом и, в частности, как установил советский физиолог Ю. П. Фролов, слизистыми боковыми линиями, которые проходят по их телу от головы до хвоста.
* (Бинауральный эффект - возможность определять положение звучащего тела при восприятии звука двумя ушами. Бинауральный эффект объясняется различием в силе звука у того и другого уха и различием во времени прихода к ним звука. )
Опыты доктора Кликркопера и его коллег с речным головлем показали следующее. "Если у этой рыбы хирургическим путем удалить внутренние уши, она будет вести себя нормально и воспринимать звуки с частотой от 20 до 200 гц; значит, у нее есть запасная слуховая система. Эту остаточную чувствительность к звуковым колебаниям можно уничтожить, если перерезать нервы, идущие к специальным чувствительным органам боковой линии, которая проходит вдоль тела рыбы с обеих сторон. Рыба останется "глухой", пока нерв не регенерирует, но она уже никогда не сможет слышать звуки с частотой выше 200 или ниже 20 гц, т. е. в тех диапазонах, которые воспринимало ее внутреннее ухо. Многие другие рыбы тоже имеют два типа чувствительных органов, воспринимающих колебания воды вокруг них. Органами боковой линии они улавливают низкие звуки, а внутренним ухом - в основном высокие".
Способность рыб и других жителей царства Нептуна издавать звуки и улавливать их в воде играет первостепенную роль в их жизни. Обитатели озер, рек, морей и океанов никогда не издают звуков "просто так", все эти звуки связаны с их поведением. Подобно тому, как наземные животные рычат, лают, кричат или визжат, большинство водных животных также издает звуки только в тех случаях, когда есть к тому какая-нибудь причина. В аквариумах рыб подвергали многим неприятным испытаниям. Их дразнили, кололи, толкали, подвергали действию электрического тока, лишали пищи, пугали резкими звуками и шумами. При этом было совершенно отчетливо установлено, что многие рыбы реагируют на внешние раздражения скрежетом зубов, треском, своеобразным рычанием.
Язык подводных глубин - особое средство связи, средство общения между собой многочисленных обитателей водоемов. Так, из анализа записей нескольких отчетливых разновидностей звуков, издаваемых тюленями Уэделла - единственными млекопитающими, живущими в Антарктиде, создается впечатление, что они "разговаривают" друг с другом. Когда животное сильно возбуждено, оно щелкает зубами. Издаваемый при этом звук означает сигнал тревоги. Как предупреждение или угроза звучит пыхтение или мычание. Еще один вид тюленьего разговора - мелодичный, похожий на птичьи трели звук; начавшись на очень высокой ноте, он заканчивается совсем низким "дых!". В момент, когда тюлень
находится у дыхательной лунки во льду, он издает звук, который означает: "Видите лунку? Она моя". Рыбы довольно широко пользуются характерными звуками, издаваемыми в связи с актами агрессии и обороны. В частности, наблюдениями В. Р. Протасова установлено, что когда судак отгоняет врагов от гнезда с икрой, он принимает определенную позу и издает угрожающие звуки. Низкое рычание издает обитающий в Азовском море бычок, когда он строит гнездо. Заслышав этот рык, никакой другой бычок не осмелится вторгнуться во владения своего соплеменника. Но когда строительство жилища закончено, на смену низкому рычанию приходит высокий звук - призыв самок. Записав эти звуки на магнитную ленту, ученые воспроизвели их в воде. Приплыло немало "бычих". Некоторые звуки рыб служат сигналом для объединения в стаи, другие - предупреждением об опасности. Разнообразные звуки издают рыбы также при различных формах нерестового поведения и при взаимоотношениях между полами. В период спаривания рыб сначала слышатся отдельные зовущие голоса, затем голоса сливаются в общий громкий хор и наконец постепенно затихают, когда период нереста проходит. "Подводный лексикон" рыб известен еще очень плохо. Так, например, до последнего времени считалось, что морские звезды совершенно "бессловесны". Но вот недавно в аквариум, где они находились, научные сотрудники Тихоокеанского отделения Института океанологии АН СССР пустили крабов, которые не прочь полакомиться звездами. Действительно, скоро самый большой краб напал на звезду и откусил у нее два луча. И тут ученые стали свидетелями необычайного явления: по неизвестному пока сигналу морские звезды стали собираться в одном месте, причем большие звезды закрыли маленьких, защищая их от страшных клешней. Ученые продолжают опыты, чтобы больше узнать о "языке" звезд. В последнее время группе сотрудников Института морфологии животных АН СССР, руководимой профессором Б. П. Мантейфелем, удалось установить, что рыбы общаются друг с другом не только при помощи звуков, но и посредством характерных поз и движений. Оказывается, что в этих движениях и позах закодированы сигналы угрозы, обороны, зов молодняка и др. "Лексикон" рыб расширяется во время нереста.
Вероятно, нас ждет еще немало удивительных открытий, касающихся способов и средств биологической связи у рыб и других водных животных, но и то, что нам уже известно о подводном "лексиконе", об акустических особенностях водной среды*, позволяет (при соответствующем использовании современных возможностей электронной техники) по-новому подойти к решению ряда давно назревших весьма важных для человечества проблем, связанных с использованием пищевых ресурсов Мирового океана.
* (В воде звук распространяется примерно в 5 раз быстрее, чем в воздухе. Скорость звуковой волны в воздухе составляет 300 м/сек, или 1100 км/час; в воде она примерно равна 1500 м/сек, или 5400 хм/час. С повышением температуры воды на 1° Ц скорость звука возрастает приблизительно на 3,5 м/сек. Поглощение звука в воде в 1000 раз меньше, чем в воздухе; соответственно возрастает и расстояние, на котором еще можно принимать звуковые сигналы. В воздухе источник звука мощностью 100 квт слышен на расстоянии до 15 км, тогда как в воде источник звука мощностью 1 квт слышен на расстоянии 30-40 км. Недавно открыто сверхдальнее распространение звука по звуковому каналу- слою воды, внутри которого звуковые пучки многократно и полностью отралсаются. Ось этого канала в различных океанах проходит на разных глубинах. Расстояния, на которые можно послать по каналу звук, поразительно велики. Если на оси канала взорвать маленькую бомбу весом 1,8 кг, то ее негромкий звук можно услышать за 18 000 км от места взрыва! )
Известно, например, что со времени второй мировой войны улов в море удвоился (с 25 до 50 миллионов тонн в год). Однако, несмотря на такой рост рыбного промысла, часто можно слышать, что современное рыболовство в морях и океанах недалеко ушло от первобытной охоты. И действительно, места большого скопления рыбы составляют не более 0,1 % от общей площади моря. Поэтому нередко промысел рыбы в море похож сейчас на поиск иголки в стоге сена. Между тем, учитывая рост населения Земли, ученые подсчитали, что в ближайшие 20 - 25 лет мировой улов рыбы нужно будет снова удвоить. Вот тут-то на помощь рыбакам и могут прийти данные о биоакустике рыб. Говоря словами члена-корреспондента Академии наук СССР Л. Бреховских, "нынешним рыбакам - охотникам за рыбами - в недалеком будущем придется переквалифицироваться в пастухов. Они будут как бы играть на дудочках, имитируя звуки, издаваемые рыбами при кормлении. Это не метафора. Особые акустические устройства позволят рыбакам созывать в свои сети огромные стада рыб".
Звуковые приманки уже начали находить практическое применение в промысловом рыболовстве. Так, на советском тунцеловном судне "Нора" запускают дождевальную установку и направляют ее струи на море вблизи судна, когда оно находится в полосе движения стаи тунцов. Звук падающих капель этого искусственного дождя имитирует звуки, производимые выбрасывающимися из воды мелкими рыбками, а падение капель - колебания воды, создаваемые движущейся стайкой. Привлеченные этим тунцы стремительно бросаются к месту падения капель искусственного дождя, где их ждут крючки тунцеловных удочек. Аналогичные приемы используют на рыболовных судах и при ловле крупной паламиды - бионитов.
Все это - лишь начало. В будущем биоакустике предстоит коренным образом изменить промысел не только рыб, но и китообразных. Сейчас успешный промысел китов во многом зависит от искусства и в значительной степени от "везения" команды китобоев. Влияние последнего фактора будет сведено к минимуму, когда на китобойных флотилиях появятся специалисты по "языкам" китообразных. Прослушивая океан с помощью соответствующей аппаратуры, они будут своевременно информировать команды быстроходных китобойных судов о местонахождении и передвижении этих животных. Доктор биологических наук А. Г. Томилин, длительное время занимавшийся бионическими исследованиями китообразных, предложил подманивать китов к китобойным судам и орудиям лова посредством воспроизведения записанных на магнитную ленту особых звуковых сигналов этих животных о помощи. Такие сигналы издают обычно обессилевшие или больные китообразные, которым угрожает удушье в воде. Другие особи того же вида, услышав подобные сигналы, по установленному природой закону взаимопомощи, немедленно, не обращая внимания на опасность, подплывают к попавшему в беду животному и интенсивно выталкивают его из воды. Для эффективного использования этого нового способа китобойного промысла нужно стремиться к тому, чтобы у подманиваемых животных "работало" наименьшее количество анализаторов. Выше уже отмечалось, что в воде животные видят только на коротком расстоянии, следовательно, они могут заметить опасность лишь при подходе к орудиям лова. Но поскольку у водных животных преобладает система звуковых восприятий, выполнение поставленной задачи значительно упрощается.
Научный сотрудник Всесоюзного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии В. Г. Ажажа предлагает ловить в больших количествах акул, всасывая их шлангом большого диаметра, в раструбе которого установлена акустическая приманка - ультразвуковой излучатель. На эту мысль его натолкнуло такое происшествие. Зимой 1957 г., когда большие советские траулеры "Северное сияние" и "Витебск" вели поиск сельди в Норвежском море, поисковые приборы - рыболокаторы - были парализованы в течение четырех дней. Из динамика в это время вместо нормальных ритмичных звуков доносились преобразованные из неслышимых ультразвуков мяуканье, хрюканье, щелканье, скрежет и даже залихватский свист. Оказывается, это акулы большими стаями собрались на своеобразный "митинг" к излучателю.
Океаны и моря - исключительно благоприятные среды для развития разнообразных живых существ. Сегодня существуют сотни тысяч видов самых различных морских организмов - от микроскопических радиолярий до исполинских китов, самых больших животных, которые когда-либо обитали на нашей планете. Между этими полюсами располагается целое царство животных, скованное системой взаимопожирания. Каждое животное - одновременно охотник и жертва, и его жизнь проходит в неумолимом преследовании добычи и отчаянном бегстве от врагов. Но если мы действительно хотим сделать своей житницей Мировой океан, нельзя оставаться пассивными наблюдателями происходящего в подводных глубинах. Нам необходимо организовать попородный вылов так, чтобы создать в морях и океанах преобладание наиболее ценных видов над наименее ценными. Мы должны уметь контролировать численность хищников и сорной рыбы, которая конкурирует с ценными видами за пищу. И здесь снова нам может оказать неоценимую услугу биоакустика рыб. Добытые учеными знания о "подводном лексиконе" позволят создать особые рыбопеленгаторы, при помощи которых можно будет не только определять местонахождение косяков, но и численность в них рыбы и ее сорта. А когда-нибудь в будущем, пользуясь достигнутыми успехами биоакустики и электроники, человек, вероятно, возьмет на себя управление поведением рыб и других водных животных, воздействуя на них различными звуками. Научившись активно вмешиваться в деятельность обитателей морей и океанов, мы сможем направлять ее на благо человечества. Если говорить о ближайших перспективах, то биоакустика рыб открывает широкие возможности в решении следующей проблемы. Большинство рек ныне перекрыто большими плотинами гидроэлектростанций. Плотины загораживают рыбе дорогу к местам нереста. Рыбоподъемники, устроенные на больших гидроузлах, не назовешь эффективными: слишком много мигрирующей рыбы гибнет ежегодно у плотин. Этого можно избежать, доступно объяснив рыбе на ее "языке", куда следует и куда нельзя плыть. Над решением этой задачи сейчас работает ряд ученых. Вероятно, в скором времени с рыбой будут "разговаривать" через специальные динамики, установленные перед гидроузлом. Ультразвуковые генераторы будут вести "передачи" одновременно на нескольких "языках", понятных для всех видов идущей на нерест рыбы. "Живое общение" поможет сохранить рыбные стада наших рек.
Итак, изучение "языка" животных сегодня является одной из важнейших, наиболее актуальных проблем бионики. Познание средств общения в органическом мире открывает широчайшие возможности для технического моделирования биологических сигналов и их использования для управления поведением как полезных, так и вредных для нас животных.
А вот еще один интересный аспект проблемы изучения "языка" животных, и опять-таки тех, которые обитают в царстве Нептуна.
Люди еще в глубокой древности мысленно заселили разумными существами Луну и даже Солнце. Изобретательные фантасты в наше время пошли дальше. Они населили звездные миры самыми невероятными формами мыслящей материи и описывают в своих романах контакты и встречи с инопланетными существами как событие неизбежное и вполне реальное в наш космический век. А наука? Материалистическая философия, современные биохимия и астрофизика считают, что если не в пределах солнечной системы, то где-то в необъятных просторах вселенной могут существовать внеземные цивилизации. По некоторым подсчетам ученых, в видимой вселенной имеется по крайней мере 10 миллионов похожих на Землю планет и на некоторых жизнь либо ушла не так далеко, либо намного обогнала земной уровень! А коль это так, то насущной становится задача установить контакт и обмениваться информацией с разумными существами или другими мыслящими системами, обитающими на неизвестных нам планетах. Это самое смелое предприятие из всех, какие когда-либо задумывались человеком, и сегодня оно многим может показаться пределом фантастики. Однако оно уже овладело умами многих ученых, в том числе и некоторых биоников. Постепенно в обиход науки входят слова "внеземные цивилизации", "межзвездная связь", "космическая лингвистика". Все это пока еще плохо укладывается в нашем сознании, ибо широта проблемы и ее трудности, масштабы времени и пространства необозримы. Однако, разумеется, не в одних масштабах дело. Нам приходится преодолевать инерцию нашего мышления, мы вынуждены отказаться от представления, что все обязательно должно быть устроено по земному образцу, привыкать к тому, что, возможно, придется встретиться с абсолютно необычными формами жизни, с явлениями, которые пока нельзя даже себе представить. А пока мы лишь свыкаемся с проблемой, которую сейчас нередко называют "проблемой века", начинаем понимать ее актуальность. Некоторые зарубежные ученые, занимающиеся изысканием принципов построения общекосмического языка, в последнее время пришли к неожиданному заключению: ключом к расшифровке языков обитателей других планет может стать... "дельфиний язык". Именно с его всестороннего изучения, по их мнению, следует начинать решение такой сложной и такой исключительно важной задачи, как установление будущего контакта с цивилизациями других миров. Чем же объяснить, что в задаче установления речевого контакта с человеком ученые возлагают столь большие надежды именно на дельфинов? На чем зиждется глубокая убежденность ряда биоников, что изучение "языка" дельфинов поможет людям вступить в общение с обитателями других планет? И наконец, чем руководствовался известный исследователь морских животных Джон Лилли, когда сравнительно недавно заявил: "Я абсолютно убежден, что через 20 лет люди смогут разговаривать с другими существами. Возможно, они придут к нам с другой планеты, а возможно, окажутся обитателями нашей Земли. В последнем случае я готов держать пари, что это будет дельфин!"?
Ученые предполагают, что дельфины ведут свое происхождение от каких-то наземных млекопитающих, хотя их самые дальние предки, как и наши, вышли из океана. Приспособившись к жизни на суше, предки дельфинов затем в силу неизвестных причин вынуждены были сменить наземное существование на водное. Это случилось около 50 000 000 лет назад. Как выглядели "сухопутные дельфины", никто сегодня сказать не может, так как "потерянное звено" в эволюции дельфинов бесследно исчезло в океанских глубинах. В процессе повторного приспособления к жизни в водной среде тело наземного млекопитающего вытянулось и заострилось, а конечности почти исчезли: память о них сохранилась лишь в виде пальцевых фаланг в ластах дельфинов. Нос превратился в дыхало, т. е. в большую "ноздрю" размером примерно в двадцатикопеечную монету с впускным и выпускным клапанами. В остальном дельфины схожи с нами по своей анатомии и физиологии. Они дышат легкими, а не жабрами, как рыбы. Это - теплокровные млекопитающие, как и люди. В отношении разума дельфинов научный мир разделился на два лагеря: одни считают, что дельфины обладают разумом, другие с этим не согласны. Некоторые полагают, что длиннорылый дельфин - просто сообразительное животное и ничего более. Но есть и другие, считающие дельфинов такими же по-своему разумными существами, как и люди. К ним, в частности, относится доктор Лилли, которого длиннорылый дельфин поразил объемом своего мозга, разумом и явной способностью к взаимодействию.
Мозг дельфина больше и в определенном отношении сложнее человеческого и значительно превосходит обезьяний мозг. У дельфинов длиной от 1,75 до 2,25 м вес мозга колеблется от 1175 до 1707 г. Мозг шимпанзе весит всего лишь 375 г, мозг человека - 1400 г. Разумеется, по одному лишь весу мозга нельзя судить об интеллекте живого существа. К приведенным данным надо относиться очень осторожно, так как они характеризуют только морфологический аспект вопроса.
Чем же все-таки отличается мозг дельфина от мозга человека, так ли он "хорош", как и человеческий? На этот вопрос дал ответ Питер Морган, коллега доктора Лилли, после того, как он с группой ученых провел в Гарвардском медицинском училище исследования мозга шести длиннорылых дельфинов. Вот что он ответил.
"...Хорош - это не очень четкий термин. Существуют определенные нормы, по которым мы оцениваем качество мозга. По многим из этих "норм" дельфины весьма успешно соперничают с человеком. Возьмем, например, кору головного мозга, т. е. часть мозга, несущую функции памяти и мышления. Чтобы охарактеризовать ее "качество", можно, например, спросить, насколько сложны извилины. Кора головного мозга дельфина насчитывает по крайней мере вдвое больше складок, или извилин, чем кора мозга человека.
Или же можно задать вопрос: а сколько клеток насчитывается в различных частях коры головного мозга?
У дельфина их примерно вдвое больше, чем у человека. Другим критерием служит то, что мы называем "сложностью" коры головного мозга. У крысы или кролика имеется 4 клеточных слоя на различных участках коры, у человека и обезьяны их 6, такое же число и у дельфинов".
Итак, дельфин обладает большим, сложным и высокоразвитым мозгом. Означает ли это наличие разума? Для ответа на этот вопрос ученые ряда стран ставят многочисленные опыты.
Ярвис Бастиан, психолог из Калифорнийского университета, учил двух длиннорылых дельфинов Буза, самца, и Дорис, самку, сложной игре. Перед каждым из них под водой были укреплены по два рычага: один справа, другой слева. Бастиан давал животным сигнал с помощью автомобильной фары: длительное свечение означало приказ: "Нажми правый рычаг", тогда как молниеносная вспышка требовала нажатия левого. Дельфины нажимали на рычаг клювом. Оба дельфина быстро уяснили разницу между длительным световым сигналом и вспышкой, между правой и левой сторонами.
Затем Бастиан усложнил упражнение. Когда включали свет, Дорис должна была ждать. Если она устремлялась за наградой первой, она не получала рыбы. И лишь после того, как Буз нажимал на свой рычаг, наступала ее очередь. И снова дельфины успешно справлялись с заданием. Наконец, последнее упражнение. Бастиан разделил дельфинов, установив в бассейне перегородку между ними. Они могли слышать друг друга под водой, но лишь Дорис была видна фара. Когда Бастиан включал свет, Дорис располагалась перед своими рычагами и вежливо ожидала, как ее учили. В то же время она разражалась потоком звуков - и каким-то образом, не видя подругу за перегородкой, Буз узнавал, какой рычаг он должен нажать. Подсказывала ли она ему? Или же он догадывался по каким-то трудноуловимым признакам, ускользавшим от Бастиана. Если верно второе предположение, то Буз, несомненно, отличался исключительной сообразительностью, так как, по утверждению экспериментатора, он в десятках случаев действовал безошибочно.
Не менее интересный эксперимент был поставлен в лаборатории Джона Лилли*. Специальный электрод, по которому поступает слабый электрический ток, вводился в определенные участки мозга обезьяны и дельфина. Поступление сигнала вызывало у животных ощущение удовольствия, для этого нужно было только нажать кнопку прибора. Если обезьяны улавливали связь между нажатием кнопки и удовольствием примерно через 20 сеансов, то дельфины понимали это тотчас же или после одной-двух попыток!
* (Доктор Джон Лилли видный американский ученый, занимается изучением дельфинов с 1949 г. Он построил лабораторию по исследованию дельфинов на острове Сент-Томас в Карибском море. На ее основе возник Научно-исследовательский институт связи, директором которого является Д. Лилли. )
Выходит, что дельфины во много раз сообразительнее нашего предка - обезьяны и, видимо, не только обезьяны. Зоолог Портман сопоставил умственные способности отдельных представителей живого мира. Он составил условную шкалу, исходя из результатов исследований различных участков мозга, заведующих теми или иными функциями организма и регулирующих физиологические процессы. Что же получилось? Конечно, высший балл, наибольшее число пунктов оказалось у нас с вами - 215. А следующий... кто бы, вы думали? - дельфин - 190 пунктов. Он совсем немного отстал от человека. Дальше идет одно из крупнейших травоядных - слон - 150 пунктов; у самого ближайшего нашего родича, обезьяны, число пунктов равно лишь 63, у зебры - 42, у жирафы - 38, у лисицы - всего 28 (вот тебе и "самый хитрый зверь"! - еще один пример "дутой" репутации). Самым "глупым" оказался гиппопотам - 18 пунктов.
Итак, из приведенных данных явствует, что интеллект "интеллигентов моря" (так теперь часто называют длиннорылых дельфинов) значительно выше, чем у слона, обезьяны и, вероятно, чем у собак (к сожалению, Портман не опубликовал данных о собаке), которых до последнего времени было принято считать самыми "умными" животными. На основании кропотливого изучения в течение последних 15 - 20 лет поведения дельфинов Лилли, опираясь на факты, добытые при исследовании умственных способностей этих животных, приходит к следующим выводам: "Мы должны пытаться выделять их (дельфинов) из той категории животных, к которой мы относим шимпанзе, кошку, собаку и крысу. Вероятно, их умственное развитие сравнимо с нашим, хотя чрезвычайно своеобразно". По-видимому, Лилли, как и всякий одержимый новой идеей ученый, несколько увлекается, ставя сегодня, когда многое еще не выяснено, знак равенства между умственным развитием дельфина и человека (кап думается, правильнее было бы сказать, что дельфин находиться как раз на граня, отделяющей животный мир от человека). Однако ученый уверяет, что "интеллигенты моря" обладают изумительным музыкальным слухом, которому многие могли бы позавидовать, великолепной памятью, способны запомнить и воспроизвести обращенные к ним слова, умеют петь хором, безошибочно повинуясь взмахам дирижерской палочки, а главное - у них имеется свой, весьма оригинальный, довольно сложный "язык". Этим "языком" - кодом владеют все дельфины, обитающие в водах Мирового океана, с его помощью они общаются между собой и отлично понимают друг Друга на всех широтах.
Длительное время почти все биологи очень сдержанно относились к подобным заявлениям американского ученого, однако многочисленные звукозаписи и приложенные к ним спектрограммы голосов дельфинов, сделанные с помощью специальной высокосовершенной аппаратуры, бесспорно подтвердили достоверность ряда ранее казавшихся невероятными "разговорных" способностей дельфинов.
Лучше всего учеными изучены голоса представителей подотряда зубатых китов, хорошо уживающихся в неволе, - афалин, гринд и белух. Например, в американских океанариумах записано шесть типов звуков, издаваемых афалинами; среди них преобладают свисты частотой от 7 до 18 кгц; пересвистывались дельфины, как было замечено, в состоянии возбуждения при быстром плавании стаей. При преследовании добычи они издавали лай, при кормлении мяукали, для отпугивания и устрашения своих сородичей они, двигая челюстями, испускали звуки, напоминающие хлопки, во время спаривания самцы взвизгивали, хныкали либо жалобно выли. При появлении незнакомых предметов вблизи животных звукозаписывающая аппаратура фиксировала издаваемый дельфинами скрежет или частое щелканье частотой от 20 до 170 кгц, напоминающее скрип двери на ржавых петлях. В результате дальнейших исследований "вокальный репертуар" афалины пополнился кваканьем, кряканьем, пронзительным криком. До последнего времени считалось, что дельфины не издают криков, выражающих радость, страдание или страх.
Между тем ученые совсем недавно открыли сигнал тревоги, издаваемый афалиной при испуге. Его нельзя услышать в воздухе, но он отчетливо слышен в гидрофон и похож на резкий треск, легко заглушающий прочие звуки дельфинов.
Другой "вокально одаренный" вид - гринда - в неволе издает во время возбуждения свист высокого тона, звуки, напоминающие хлопки, щелканье и скрип; последний производится только под водой, и его можно услышать лишь в гидрофон. Звуки, похожие на продолжительную отрыжку, гринда издает на поверхности воды, и в это время у нее заметно шевелятся края дыхала.
Все звуки, испускаемые дельфинами, нейрофизиологи Джон Лилли и Элис Миллер объединили в три класса: 1) свисты частотой от 4 до 18 - 20 кгц, 2) локационные (ультразвуковые) щелчки (частотой до 170 кгц) и 3) комплексные волны высокой амплитуды, воспринимаемые как кряканье, мяуканье, лай, жужжанье, вой, стоны и т. д.
Разнохарактерные сигналы третьего класса названы по аналогии с сигналами других животных - лай, вой, мяуканье и т. д. Они представляют собой неультразвуковые щелчки и длятся от десятых долей до нескольких целых секунд. Короткие и отрывистые щелчки называют лаем, более продолжительные - мяуканьем, еще более длительные - жужжаньем и, наконец, воем. Уже одно описание перечисленных звуков указывает на сложность, многообразие и комплексность сигналов третьего класса. Более того, Лилли и Миллер установили, что один и тот же дельфин способен издавать акустические колебания двух или даже всех трех классов одновременно (рис. 2). Американским ученым удалось записать короткие звуковые импульсы 8 полудиких дельфинов, помещенных в большой аквариум; эти звуки издавались животными при кормлении, играх, свободном плавании. За 4 часа удалось зарегистрировать 1100 свистов 18 оттенков. Таким образом, возможных комбинаций сигналов оказывается чрезвычайно много, что, естественно, сильно усложняет их изучение.
Итак, как мы видим, звуки, издаваемые дельфинами, весьма разнообразны. Невольно возникают вопросы: для чего и при каких обстоятельствах используют свои звуковые сигналы дельфины? каково при этом их поведение, каковы ответные реакции сородичей на эти сигналы?
Рис. 2. Запись щелканий и двух свистов афалины
Эти вопросы изучались в океанариумах, оснащенных совершенной аппаратурой, методом условных рефлексов. На основании проведенных исследований американские ученые уже создали целый "дельфиний словарь". Кроме того, они попытались даже определить синтаксис "языка" дельфинов. Правда, некоторые исследователи считают, что это еще рано делать, так как в "языке" "интеллигентов моря" еще очень и очень многое остается неизученным и пока еще неизвестным. Но все же кое-что в "речевом" общении дельфинов уже начинает проясняться. Ученые записали и расшифровали 32 звука, которыми обмениваются дельфины; каждый из этих звуков имеет совершенно определенное значение. Когда дельфин желает, например, найти своих сородичей или родителей, он не мечется, не озирается по сторонам, а прежде всего слушает сам и подает соответствующий сигнал. В разной обстановке и при различных обстоятельствах животные, как правило, используют разнотипные сигналы. Свист (писк) частотой от 7 до 18 кгц служит дельфинам сигналом для сбора и поддержания стайности. Детеныши сразу же после рождения реагируют на свистящий призыв самки и сами начинают пользоваться таким сигналом. (Однажды во флоридском океанариуме самку и детеныша разъединили воротами канала, связывающего два бассейна. Немедленно по обе стороны ворот раздался настойчивый свист, продолжавшийся до тех пор, пока мать и детеныша не соединили вновь.) В сезон гона самец визгливым лаем призывает самок. Близок к лаю, но имеет совсем другое значение сигнал угрозы, похожий на хлопок в ладоши и сопровождающийся быстрым открыванием и закрыванием пасти (жест укуса). Существует у дельфинов и сигнал боли. Он издается при сильных болевых ощущениях - это необычайно громкие звуки, производимые при закрытой пасти и напоминающие отрывистый визг поросенка. И наконец, среди всех акустических сигналов дельфинов выделяется один "чудодейственный" сигнал, который заставляет забывать о собственной безопасности, бросать все и мчаться с максимальной скоростью к месту, откуда идет призыв о помощи. Это сигнал бедствия, или своеобразный зов, издаваемый животным, которому грозит опасность задохнуться под водой. У афалины сигнал бедствия слышится в гидрофон как пара продолжительных разнородных свистов, произносимых слитно и повторяющихся через разные интервалы до тех пор, пока не подоспеет помощь. Первый свист из пары - постепенно нарастающий и усиливающийся звук, второй - постепенно ослабевающий звук, начинающийся максимально громко и медленно замирающий.
Наблюдениями ученых установлено, что одинокий дельфин обычно предельно молчалив; два дельфина оживленно обмениваются сигналами (в "обменный репертуар" входят свисты, редкие щелчки, "монологи" из совокупности свистов и щелчков, пронзительный крик, кряканье, одновременно издаваемые свисты и кряканье и т. п.); в большом же обществе дельфины болтают без умолку. "Оживленный разговор" ведется на ультразвуковых частотах (до 120 - 170 кгц), не воспринимаемых ухом человека. Мы способны слышать только самые низкие звуки, но когда животные замечают это, то стараются "говорить" так, чтобы не выходить за пределы слышимости. "Речи" дельфинов присуща еще одна интересная особенность: она напоминает мелодекламацию.
Недавно дельфинов научили пользоваться одним из самых распространенных современных средств технической связи. Изучая, каким способом "интеллигенты моря" общаются друг с другом, экспериментаторы предоставили дельфинам Флориды и Гавайских островов возможность поговорить по телефону, вернее, по гидрофону. Для этого были сконструированы подводный микрофон, усилитель и приемный аппарат. Дельфин, находящийся в бассейне, всовывал свой клюв в специальный раструб гидрофона и говорил, а его сородич слушал и отвечал. Так на расстоянии около 8000 км дельфины мило болтали друг с другом на своем языке, не удивляясь необычной технике. Опыты показали, что дельфины Атлантического и Тихого океанов "говорят" на одном языке.
Среди многочисленных талантов, которыми природа так щедро наделила дельфинов, исключительно большой интерес для науки представляет сегодня их феноменальная способность к звукоподражанию. Подражательные (гоминидные) звуки в лексиконе "интеллигентов моря" впервые были открыты Джоном Лилли и Элис Миллер. Произошло это совершенно случайно. Однажды во время проведения серии опытов с дельфинами (когда с помощью специальных электродов определенные участки мозга раздражали слабыми электрическими сигналами) вышел из строя прибор, вызывавший у афалины ощущение удовольствия, но магнитофон, включавшийся обычно при выполнении экспериментов, продолжал работать, и на пленке оказались записанными все звуки, издаваемые дельфином во время опытов и после поломки прибора. Когда прослушали запись, выяснилось, что "речь" дельфина похожа на карикатурную копию слов, сказанных Лилли своей секретарше. Фонограммы убедительно показали действительное сходство между словом, сказанным человеком, и "словом", повторенным дельфином. Отчетливо слышны были также жужжание трансформатора, шум киносъемочной камеры, т. е. все те звуки, которые дельфину довелось слышать во время опытов. По-видимому, животное ассоциировало эти звуки с удовольствием, получаемым во время работы сломавшегося аппарата, и, подражая им, "заклинало" исследователей включить прибор. Вначале экспериментаторы приняли все это за типичный случай игры звуками и словами, как, например, у попугаев. Но затем было установлено, что если дрессировщик ежедневно громко разговаривает вблизи подопытного дельфина, то издаваемые последним звуки постепенно приобретают сходство с человеческой речью. Это подтвердили запись звуков на магнитофонной ленте и сравнение фонограмм голосов дельфина и человека. Человек произносил слова на частотах 400 - 3000 гц, а дельфин воспроизводил их на частотах 1000 - 8000 гц. Если магнитофонную ленту с "голосом" дельфина, имитировавшим голос человека, прослушивали при скорости, в 2 - 4 раза меньшей скорости записи, то достигали поразительного сходства в звучании голосов дельфина и человека.
Рис. 3. Запись звуков человека и афалины (по Дж. Лилли). Дж. Лилли произнес: 'Бай-бай', дельфин ответил: ',Бабаий'. Запись продолжалась 1,2 сек, частоты 200 - 4500 гц
Обнаружив у дельфинов подражательные способности в воспроизведении звуков, Лилли в своих дальнейших исследованиях центральной задачей поставил выяснение вопроса о возможности речевого, словесного общения между дельфином и человеком на любом языке - английском или дельфиньем. Лилли и его коллеги тщательно изучали разные классы звуков на четырех афалинах в течение полугода ежедневно и на десяти других афалинах, находившихся под непрерывным наблюдением от 1 до 6 суток. Самые продолжительные и удачные опыты были проведены с наиболее "образованным" дельфином Элваром. Вначале его держали в одиночестве и он общался только с одним дрессировщиком. Дрессировщик говорил громко, чтобы звуки проникали под поверхность воды. Естественные способности к имитации позволили Элвару уже в самом начале учебы отличиться: он вполне внятно сказал дрессировщику по-английски: "Отлично, начнем!" За 15 месяцев Элвар научился воспроизводить звуки, подобные человеческой речи, и в воде и на воздухе, в том числе гласные, взрывные и свистящие элементы речи. Частоты этих звуков у афалины были выше, чем у взрослых мужчин или женщин, и скорее напоминали голос ребенка - вначале его болтовню, а потом и отдельные слова. "Наиболее отчетливо, - пишет Лилли, - я слышал следующие слова и фразы, "скопированные" в чрезвычайно высокой тональности и сжато: "three - two - three" ("три - два - три"), "tee ar рее" ("ти - ар - пи")*, и множество других, менее четких, но так сильно приближающихся к человеческой речи по ритму, дикции и фонетическому составу, что это казалось сверх естественным". Однажды Элис Миллер, обрызганная водой, крикнула Элвару: "Stop it!" ("стоп ит" - прекратиэто).
* (Тн-лр-ии - фонетическая транскрипция английских букв Т, R и Р.)
Прошло несколько секунд, и в воздухе явственно раздалось: "Стоп ит". В другой раз экспериментатор сказал: "Бай-бай", а в ответ услышал (и записал на ленте) более тонкий звук: "Бабаий" (рис. 3). Научился Элвар также "произносить" числа. Лилли обнаружил, что если он, например, называл шестизначное число, дельфин, хотя он иногда и неправильно произносил отдельные звуки, почти всегда "выговаривал" шесть слогов. Лилли провел длинную серию Опытов с этим упражнением, произнося числа, содержащие от одного до десяти знаков, и более чем в 90% случаев Элвар действовал безошибочно!
Любопытно, что когда после Элис Миллер Элвара стал обучать английскому языку Джон Лилли, дельфин "учел" более грубый голос нового дрессировщика и понизил нижние частоты в "своих словах" с 1000 до 450, а затем и до 200 гц. Тренировкой и поощрениями Элвара заставляли пользоваться только слышимыми для наблюдателя звуками и отказываться от ультразвуков. Экспериментаторы обучили дельфина четко произносить свое имя и слова "more" (больше), "speak" (говори), "louder" (громче), "up" (вверх), "squirt water" (брызни воду), "more, Elwar" (больше, Элвар) и др.
По способности запоминать и воспроизводить отдельные слова речи человека Элвар, по свидетельству экспериментаторов, далеко превзошел попугая; он иногда даже повторял услышанные сложные научные термины и выражения с первого раза! И вот еще что было установлено: дельфины (Элвар, Лиззи, Бэби) "произносили" фразы на английском языке быстрее, чем люди, которых они "передразнивали". Почему? Известно, что в общем случае информационная емкость канала связи пропорциональна частотному диапазону. Дельфины, как уже говорилось, беседуют на частотах от нескольких сотен герц до 120 - 170 кгц; таким образом, емкость их канала связи в 10 раз больше, чем у человека. А это значит, что в единицу времени дельфин "излагает" и воспринимает в 10 раз больше информации, чем человек. В частности, Лилли считает, что и "...процесс мышления у дельфинов, вероятно, значительно быстрее, чем у человека. Все, что выполняют дельфины, - пишет ученый, - включая речь и мышление, делается на большой скорости. Поэтому, "работая" с человеком, дельфины быстро теряют интерес к работе. Надеемся, что здесь поможет счетная машина".
Итак, эксперименты Лилли и его коллег над дельфинами в океанариумах заставили задуматься над новыми сложными проблемами биологии - над вопросами деятельности головного мозга у самых высокоорганизованных обитателей моря. Изучив часть "дельфиньего словаря", с помощью которого животные общаются друг с другом, экспериментально доказав способность "интеллигентов моря" воспроизводить фразы человеческой речи, Лилли считает, что в будущем можно будет установить сознательное общение между человеком и дельфином. "Пять лет научных исследований, - пишет ученый, -убедили меня в том, что дельфин... способен вести беседу с человеком". "Конечно, - поясняет далее Лилли в своей книге "Человек и дельфин", - установление связи посредством голоса между человеком и этими водными млекопитающими, которые живут и общаются друг с другом под водой, - задача очень трудная. Мы говорим, находясь в воздушной среде; мы слышим лучше также на воздухе. Разговор под водой представляет для человека целую проблему. Дельфины, по-видимому, несколько опередили нас: они могут издавать звуки и в воздушной среде. Обычно без дрессировки они издают на воздухе не очень громкие звуки, не столь громкие, как наши. Находясь на воздухе, они слышат, хотя и плохо, но никто еще не определил, насколько хуже их слух в воздушной среде по сравнению с водной, где он превосходен. Следовательно, для того чтобы облегчить дело, мы должны разработать технику разговора под водой и такие приемы, которые позволят нам, находясь на воздухе, слышать, что "говорят" дельфины под водой, а им, находясь в воде, слышать, что говорим мы на воздухе. В этом нам помогут гидрофоны, подводные громкоговорители и соответствующая электронная аппаратура.
Другими словами, если мы хотим, оставаясь на воздухе, разговаривать с дельфинами, которые будут отвечать нам, оставаясь в воде, мы должны создать (при помощи электронного оборудования и других средств) надежный канал связи, чтобы слышать друг друга одинаково хорошо".
Однако некоторые ученые не разделяют оптимистических надежд Джона Лилли на то, что даже при наличии самых совершенных технических средств когда-либо удастся осуществить полноценное речевое общение человека и дельфина. И уж совершенно невероятными кажутся им предположения о том, что дельфины смогут когда-нибудь понять какой-то "космический язык" - "линкос" или что такой язык может быть создан на основе дельфиньего для общения землян с нашими "братьями по разуму", обитающими на других планетах. "Такое представление противоречит учению И. П. Павлова, - пишет в своей книге "История слепого кашалота" профессор А. Г. Томилин.- Дельфины, как и все прочие животные, не обладают второй сигнальной системой, т. е. они не могут пользоваться словами сознательно. Они лишь копируют слово как звук за поощрение подобно попугаям, хотя и делают это на гораздо более высоком уровне. Как бы высоко ни был развит мозг дельфинов, они пользуются только первой сигнальной системой: их сигналы страха, бедствия, боли не могут быть заменены каким-то "словом", которое вызывало бы ту же ответную реакцию, как и непосредственный конкретный звуковой сигнал. Речевые сигналы (слова) свойственны только человеку, и возникли они в процессе труда".
Все это, конечно, правильно. Вторая сигнальная система (речевые сигналы - слово, речь, письмо) свойственна только человеку, и возникла она в процессе его трудовой и общественной деятельности. Это - общеизвестное положение материалистического мировоззрения. И все же нам думается, что сегодня еще рано категорически отрицать возможность существования "дельфиньего языка" и возможность речевого общения человека с дельфином. Не исключено, что и сам И. П. Павлов, если бы он жил сейчас и ему были бы известны добытые за последние годы сведения о дельфинах, не спешил бы оспаривать надежд, возлагаемых ныне на этих животных. Хорошо известно, что, когда И. П. Павлов начинал свою работу по изучению высшей нервной деятельности, ему приходилось бороться против антропоморфизма, ставящего знак равенства между психикой человека и животных. Он даже штрафовал своих сотрудников за выражения: "собака подумала", "собака захотела", "собака почувствовала". Но в конце своей деятельности он уже писал, что условный рефлекс есть явление не только физиологическое, но и психологическое. А однажды, рассердившись на ограниченность своих сотрудников, ученый даже прикрикнул: "Затвердили - все рефлексы да рефлексы, а где же сообразительность, ум?" Павлов не раз подчеркивал, что первым помощником его в сложных физиологических опытах, принесших ему мировую славу, была собака - ее ум, ее послушание, ее необыкновенная способность и готовность служить эксперименту. Дельфин же во всем превосходит собаку. Его высокоразвитый мозг больше и сложнее, чем у собаки. Дельфин в значительно большей мере, нежели собака, стремится сотрудничать с человеком, помогать ему в его исследованиях. Еще две тысячи лет назад Плутарх пришел к выводу, что "...дельфины - единственные из животных, которые любят человека так же, как и самих себя". В своей книге "Разум животных" великий мыслитель писал: "...дельфины - единственные существа, нашедшие великий философский принцип: дружба не за вознаграждение". Словом, дельфины - это те животные, как говорят и пишут сейчас многие крупные физиологи, в нервной деятельности которых могут таиться любые неожиданности, самые потрясающие открытия.
В научные исследования дельфинов сейчас вовлекается все больше и больше ученых разных стран. Значительно расширилась и обновилась за последнее время программа работ, выполняемая Джоном Лилли и его коллегами; они пытаются как можно полнее выяснить, что же дельфины могут делать, чему их можно научить, какова их память, как они мыслят, что знают, как "разговаривают" между собой. С помощью электронноакустических преобразователей и счетно-решающих устройств исследователи стремятся выявить закономерности дельфиньего языка, расшифровать значение определенных звуковых сочетаний. Из появившихся недавно в печати сообщений стало известно, что Лилли разработал новую обширную программу по обучению дельфинов... английскому языку. Не лишне будет заметить, что большая часть работ, ведущихся в лабораториях института, руководимого Лилли, субсидируется американским Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, которое интересуется проводимыми опытами в надежде, что их результаты пригодятся в будущем, когда космонавтам придется встретиться с разумной жизнью в иных формах, нежели наша, когда им придется вступить в переговоры с представителями других миров.
Большая научно-исследовательская работа по изучению анатомии и физиологии дельфинов, их повадок, психофизиологических способностей ведется и у нас в СССР. Советские исследователи нашли, что 18 сигналов, используемых "интеллигентами морских пучин", совпадают по частоте с некоторыми звуками в разговоре людей. Это, конечно, еще не доказывает существования языка дельфинов, однако лишний раз подтверждает, что используемые этими животными сигналы могут передавать довольно сложную и обширную информацию. А вот еще два весьма любопытных факта, заимствованных нами из недавно вышедшей книги "Загадки океана", написанной известными советскими учеными, занимающимися изучением дельфинов, В. Бельковичем, С. Клейненбергом, А. Яблоковым. Оказывается, рисунки знаков подводного телеграфа Майсснера и звуков дельфинов очень похожи. Далее, на Земле сейчас живут некоторые народы, разговаривающие свистами-словами. "Было бы правильно, - пишут ученые, - прежде чем начинать разгадку средств общения дельфинов, разобраться в языке свистов, который существует у самих людей".
Наука шагает вперед семимильными шагами. Что она скажет нам завтра о дельфинах, трудно предвидеть. Но во всех случаях сегодня ясно одно: ни в одной биологической системе, развивающейся путем обычного процесса эволюции, не мог возникнуть крупный и сложный мозг просто на удивление человеку, в виде этакого бесполезного вычислительного устройства или кибернетической машины, а уж коль скоро такой высокоразвитый мозг создан природой в течение многих миллионов лет, его надо использовать для чего-то большего, чем беспорядочное плавание и еда. Так, если бы нам удалось установить хороший контакт с очень любящими людей дельфинами, они могли бы научиться оказывать большую помощь в спасении пострадавших во время авиационных катастроф и кораблекрушений. Они могли бы разыскивать терпящих бедствие людей, защищать их от акул, обеспечивать пищей, выполнять роль связных между потерпевшими кораблекрушение и их спасателями.
Давно замечено, что дельфины ведут организованный образ жизни. Их стаи имеют своих вожаков, наделенных рядом важных обязанностей и большими "полномочиями": они выслеживают рыбу, возглавляют ее преследование, руководят окружением рыбного косяка.
Когда кольцо окружения замыкается, вожак дает команду, и животные поочередно входят в круг, питаются равные промежутки времени. Лилли даже уверяет, что дельфины, морские свиньи и киты не только лучше человека умеют ловить рыбу, но даже пасут ее! Во всяком случае, в Южной Африке сейчас делаются попытки обучить дельфинов выполнять функции морских "овчарок" - на отмелях загонять косяки рыб в рыболовные сети. Пока дельфины в Порт-Элизабете проходят соответствующую тренировку, а в недалеком будущем ученые планируют осуществить эксперименты непосредственно в районе промыслов. Если эти опыты увенчаются успехом, то дельфины смогут оказывать рыбакам неоценимую помощь: во время лова они будут выполнять на море ту же роль, что и овчарки, пасущие и охраняющие на пастбище скот.
Вполне возможно, что в будущем специально обученные дельфины окажут человеку существенную помощь и в научных исследованиях Мирового океана. Недавно в зарубежной печати появилось сообщение о том, что работникам Морского научно-исследовательского института в Гонолулу удалось настолько приручить дельфина, что, выпущенный затем на свободу в море, он возвращался по зову человеческого голоса, усиленного через мегафон, установленный на шлюпке. Этот опыт повторялся неоднократно в течение дня, причем дельфин послушно сопровождал шлюпку, направлявшуюся к берегу, вплоть до подхода к пристани. Достигнутые результаты считаются весьма ценными и полезными для проведения дальнейших подводных изысканий. Ученые надеются, что, приручив дельфинов, можно будет проникнуть с исследовательской аппаратурой в глубинные районы морей и океанов, до сего времени недоступные человеку. И тогда дельфины смогут "рассказать" людям о залежах полезных ископаемых, о неизвестных видах растений, о захваченных морем городах и затонувших судах и о многом, многом другом.
"Океанографам, - пишет Лилли, - китообразные помогут измерять и картировать поверхностные течения, температуру, соленость и т. д. в безбрежных океанах; при этом отпадает необходимость в дорогостоящих судах. Животные эти соберут нужную информацию и доставят ее в наши лаборатории, расположенные на берегу.
Биологам китообразные сообщат о новых видах, которых мы не встречали раньше, и добудут нам экземпляры этих чудищ. Они сообщат также о поведении морских организмов, с которыми мы пока незнакомы. Мы многое узнаем также о других китообразных. Немало загадочного в поведении косаток, так называемых "китов-убийц". Здесь большую помощь могли бы оказать дельфины. Может быть, косаток ошибочно назвали убийцами".
А пока ученые строят смелые, граничащие с фантастикой планы о грядущем использовании дельфинов в целях получения новой информации и новых данных в области океанографии, биологии моря, рыболовства, лингвистики, нейроанатомии, нейрофизиологии, психологии и др., американцы уже приспособили известного нам дельфина Туффи (участника эксперимента "Силэб-II") к работе на одном из ракетных полигонов США на побережье Тихого океана. Дело в том, что при запуске ракет падают в море сложные и дорогие телемеханические "устройства расцепки". Мутная вода и ил на дне исключают всякую возможность найти их с помощью водолазов-аквалангистов. Но тут кто-то вспомнил об удивительных способностях дельфина Туффи. К каждому устройству перед стартом ракеты стали прикреплять миниатюрный излучатель ультразвука. В воде этот излучатель дает ультразвуковые сигналы, которые легко и на больших расстояниях улавливаются дельфинами. Туффи устремляется на источник сигналов и легко находит его на дне. А следом за дельфином на дно ныряет аквалангист с тросом. Туффи оказался выгодным работником. За четыре месяца работы он сэкономил ракетному полигону 70 000 долларов.
Нам неизвестно, захотят ли дельфины, мирные по натуре животные, участвовать в войне, однако достоверно известно, что в США их уже к этому готовят по специально разработанной программе. Руководители военно-морского флота США, как это было обнародовано на недавно состоявшемся "научном" симпозиуме в Лос-Анжелосе, сформировали специальные отряды, которые дрессируют дельфинов с целью использования их поразительных психофизиологических способностей в... подводной войне. Так, по мнению экспертов военно-морского флота, дельфин, груженный взрывчаткой, может обнаружить подводную лодку противника, пойти на таран и подорвать ее. Для этого, как они утверждают, нужно научить дельфина различать металлы. Полосы определенного металла на корпусе подлодки помогут дельфину отличать собственные корабли от кораблей противника. Каждая подводная лодка без таких полос будет уничтожаться. Кроме того, тренированные дельфины смогут обнаруживать минные поля и подводные ракеты, они будут следить за мостами, сопровождать подводные лодки и обмениваться с ними сигналами. Но эти замыслы американской военщины, как вы сами понимаете, читатель, ничего общего с бионикой не имеют - "верхом моральной деградации" назвал их видный английский ученый Эшли Монтегю.
Но вернемся к нашей основной теме - биологической связи. Выше мы говорили лишь о звуковой и мимической "речи", о "языке" жестов и поз животных как средстве общения, передачи и приема информации у особей своей группы (семьи, колонии, стаи) или своего вида (популяции); между тем в мире животных применяются и многие другие методы биологической связи, представляющие большой интерес для науки и техники.
Известно, например, что некоторые виды бабочек находят друг друга на расстоянии в 8 - 9 и даже 11 км! Каким образом? Энтомологи высказали предположение, что бабочка-самец отыскивает бабочку-самку, ориентируясь по запаху, выделяемому имеющейся у нее специальной маленькой железой. Однако эта гипотеза оказалась несостоятельной. Специалисты подсчитали, что если бы даже вся эта железа состояла из пахучего материала, то и тогда на каждый кубический метр огромной территории, на которой столь успешно ориентируется бабочка-самец, приходилось бы меньше одной молекулы вещества. Позднее английский ученый Л. Харль, длительное время изучавший поведение бабочек, выдвинул другую гипотезу о механизме связи этих насекомых: бабочка-самка (в частности, речь шла о моли) призывает к себе самца, возбуждая в пространстве особые акустические колебания. Однако и эту гипотезу пришлось отвергнуть, и вот почему: наблюдения велись в центре большого шумного города, и оттуда бабочка вряд ли могла бы звуками призвать к себе самца из далеких окрестностей. Опыты пришлось продолжить. Они обогатили ученого новыми фактами, в результате которых он пришел к следующему заключению: бабочки обнаруживают друг друга на расстоянии в несколько километров благодаря способности их щупальцев-усиков излучать и улавливать... электромагнитные волны! По утверждению Л. Харля, ему даже удалось с помощью радиоприемника "подслушать" сигналы электромагнитных волн, излучаемых бабочкой-самкой.
Независимо от Л. Харля изучением механизма биологической связи у бабочек занимался также в течение 6 лет энтомолог И. Фабри. Он проделал такой эксперимент. Летним вечером на балкон уединенной лесной дачи была вынесена в проволочном садке ночная бабочка-самка. Не прошло и 30 мин, как к ней отовсюду начали слетаться самцы. За три вечера их было поймано 64 экземпляра. На спинке каждого пойманного самца была сделана краской пометка, затем их уложили в коробки, унесли за 6 - 8 км от дачи и выпустили на волю. Но через 40 - 45 мин они снова прилетели к самке. Опыты повторялись неоднократно, но результаты получались одинаковыми. Тогда, подозревая, что органом связи у испытуемых бабочек являются усики, ученый обрезал их у нескольких самцов. Лишенные естественных "антенн", самцы больше не прилетали к самке. По-видимому, в случае удаления усиков самцы теряют способность воспринимать сигналы, посылаемые самкой.
В настоящее время многие советские и зарубежные ученые склонны считать это объяснение самым вероятным. Несколько иначе объясняют механизм связи бабочек американские ученые Бек и Майлс. Исследуя вопрос, каким образом самцы-бабочки "малый ночной павлиний глаз" отыскивают самку, находящуюся на расстоянии более 10 км, они заключили самку в стеклянную банку. Однако бабочки-самцы по-прежнему прилетали к самке и, казалось, не обращали никакого внимания на препятствие. Ничего не изменило и помещение самки за металлическую сетку. Но когда бабочку поместили за специальное стекло, непроницаемое для инфракрасных лучей, самцы более уже не подлетали к ней, хотя их и выпускали на небольшом расстоянии от самки. Американские ученые выдвинули довольно смелую гипотезу о том, что источником возбуждения является не самка, а самец. У него, как считают Бек и Майлс, имеется нечто вроде "инфракрасного локатора". Последний посылает в пространство инфракрасные сигналы, и их а'хо сообщает самцу о местонахождении бабочки-самки.
Но если это действительно так, то закономерен вопрос: почему бабочка-самец никогда не летит к самке другого вида? Очевидно, в поисках друг друга самка все же не остается пассивной, она тоже играет в этом какую-то роль. Но какую именно? Логично предположить, что она воспринимает лучи, исходящие от самца, и излучает ответные сигналы, свидетельствующие о ее присутствии, причем длина волны такого излучения, надо полагать, является строго определенной для бабочек каждого вида...
Недавно на Международном конгрессе энтомологов американский ученый Р. Кэллахан сообщил, что им обнаружены некоторые виды насекомых, которые способны поддерживать температуру своего тела на несколько градусов выше температуры окружающей среды. При этом они становятся своеобразными генераторами теплового излучения, т. е. электромагнитных волн инфракрасной части спектра. Приемником этого излучения служат чувствительные усики насекомого. По мнению Кэллахана, они играют роль антенн. Если эту гипотезу удастся подтвердить более строгими экспериментами - а такую задачу поставила перед собой группа английских биофизиков и инженеров-радистов, - она сулит заманчивые перспективы. Одна из них - уничтожение вредных насекомых. С помощью соответствующего генератора инфракрасных лучей можно будет заманивать их к ловушкам. Полезных же насекомых можно будет привлекать туда, где они нужны, например на поля, где они будут опылять посевы сельскохозяйственных культур, или в сады, подвергшиеся нашествию вредителей, которых полезные насекомые будут уничтожать, спасая урожай.
Итак, о поразительной способности многих насекомых находить друг друга на большом расстоянии даже в полной темноте существует ряд научных предположений. Какие из них окажутся правильными, покажут дальнейшие исследования. Пока же не следует торопиться с выводами. Так, например, в устройстве механизма и природе носителя связи у бабочек "павлиний глаз" еще многое сегодня остается неясным. Вполне возможно, что их усики-антенны излучают и воспринимают электромагнитные волны инфракрасной части спектра. Не один десяток гипотез претендует ныне на исчерпывающее объяснение этого удивительного механизма биологической связи.
Приведем еще один пример биологической связи. В статье "Муравьиный язык", опубликованной в 1965 г. в журнале "Наука и жизнь" № 6, профессор П. Марковский пишет:
"Как-то в Западной Сибири, проходя после дождя по лесной тропинке, я увидел кучу толпящихся лесных рыжих муравьев формика руфа. Они усиленно рыли землю, изо всех сил рвали ее челюстями, оттаскивали мелкими частицами в стороны. Оказывается, под толстым слоем грязи, отставшей от подошвы сапог прошедшего по тропинке человека, был заживо погребен их сожитель по гнезду. Вскоре слегка помятый муравей был извлечен из плена и унесен в муравейник.
Мог ли заваленный землей муравей подать сигнал при помощи запаха? Сомнительно. Запаху трудно быстро просочиться через толщу мокрой, уплотненной земли. Может быть, муравей подал звуковой сигнал? Многие муравьи умеют издавать ультразвуки. Большей частью они извлекаются трением друг о друга мелких насечек, находящихся у разных видов на разных частях тела. Сомнительно и это предположение, так как придавленный землей муравей скован в движениях. Конечно, в таком положении не может быть и речи о языке жестов или прикосновений.
Не существует ли у муравьев той сигнализации, которая получила название телепатии, или биологической радиосвязи? Приведу несколько примеров, заставляющих подозревать именно ее.
Муравьями овладевает большое беспокойство, когда гнездо покинула единственная самка. Они мечутся на поверхности с невероятной быстротой. Кое-кто из них бегает своеобразной вихляющей походкой, раскачивая из стороны в сторону брюшко, и передает тем самым дополнительный сигнал. Но едва только самка возвращается и наталкивается на первого встречного, как муравьи мгновенно, будто по какому-то мановению, успокаиваются и не спеша возвращаются в жилище.
В горах Тянь-Шаня в последние годы сильно размножился муравей формика сангвинеа. Над ним были поставлены следующие опыты. Группы муравьев по 20 - 40 штук в каждой помещались в железные стаканчики с многочисленными дырочками. Стаканчики закапывались сбоку гнезда. Их тотчас же начинали раскапывать муравьи. На контрольные пустые стаканчики они не обращали особенного внимания. Очевидно, муравьи угадывали нахождение своих собратьев, попавших в бедственное положение, и пытались их вызволить. Столь же быстро раскапывали муравьи металлические алюминиевые стаканчики без дырочек. И только муравьи, заключенные в стаканчики из свинца, не привлекали внимания своих собратьев. Может быть, этот металл надежно задерживал излучение, посредством которого изолированные от общества муравьи связывались с окружающими.
Как объяснить приведенные факты? Это задача, которую предстоит решать биологам совместно с физиками".
Итак, тайны биологической связи еще ждут своих первооткрывателей...
|
ПОИСК:
|
При копировании ссылка обязательна:
http://biologylib.ru/ 'Библиотека по биологии'