Глава 4. Звуковые локаторы

Можно ли видеть эхо!

Неужели эхо можно увидеть? Исследования ученых в области биолокации позволяют все более уверенно говорить о существовании звуковидения у некоторых животных. Один из претендентов, несущих прибор звукового видения, - дельфин.

У собак и дельфинов, по-видимому, был общий предок. И хотя пути обоих видов разошлись, общее наследие все же чувствуется: и у тех и у других слабое цветное зрение. Но по велению природы и те и другие мастерски вышли из трудного положения. Собака освоила мир запахов, о чем мы уже говорили, дельфин - мир звуков. Поразительные крики, свисты, скрипы, постоянно издаваемые этим морским млекопитающим, помогают ему в чудесной воспринимающей способности.

Не могу забыть своего удивления во время опытов с дельфинами, в которых мы пытались определить наименьшую разницу в расстоянии между двумя цилиндрами из пенопласта, которую мог бы различить дельфин-афалина. Оказалось, что с расстояния 30 метров дельфин узнавал, что цилиндры сдвинули на 1 миллиметр. С такой же легкостью дельфин различал материалы, из которых были сделаны цилиндры. Мутная вода, отсутствие освещения не помеха: звуколокаторы одинаково хорошо действуют в любое время суток, в среде любой прозрачности.

Как же устроен звуковой локатор у дельфина? В литературе не раз рассказывалось об удивительном лоцирующем приборе игривых китообразных. Сначала дельфин посылает ультразвуковой пучок и затем улавливает слабое отраженное эхо, по которому и определяет форму препятствия. Да, эхо передает данные о пространственных свойствах вещей, и практически каждый человек может путем тренировки развить у себя способность узнавать предметы по отраженному от них звуку. Нужно только быстрое движение, скорость, как у дельфина. Поэтому такие тренировки лучше всего проводить при езде на автомобиле. Многие водители умеют различать придорожные изгороди, бетонные столбики и телеграфные столбы. Гудение мотора, шелест шин и гул проносящегося мимо воздуха по-разному отражаются от придорожных предметов. Конечно, человек улавливает сотую долю того, что улавливает дельфин.

Об излучающей части дельфиньего локатора сложилось достаточно определенное представление. Генератором звуков служит своеобразный "орган" с четырьмя воздушными мешками, или мехами. Перегоняя воздух из одного мешка в другой через систему труб, то сужая, то расширяя их, можно получить сложную гамму звуков, свистов, скрипов и щелчков. Пользуясь этим органом, дельфины издают звуки в таком широком диапазоне, что едва ли можно найти соперников среди других животных, способных на это. От хорошо слышимого нами звука частотой 150 герц до ультразвуковой области в 196 килогерц - таков диапазон "речи" дельфинов, воспроизводимый их своеобразным генератором. Генератор звуков расположен в передней части черепа и соединен с дыхалом, единственной ноздрей дельфина. Правая и левая стороны "органа" к тому же могут работать независимо друг от друга, что дает животному еще одно преимущество: оно может "говорить" с двумя своими "собеседниками" одновременно.

Если бы генератор звуков посылал их во все стороны, то отраженные сигналы были бы слишком слабы и дельфин не получал бы полного представления об окружающей обстановке. Нужен механизм, направляющий излучение узким пучком, как прожектор. И такое устройство есть. Это лобная кость. Не выпуклая, как у других животных, а вогнутая. По существу, рефлектор. Он направляет звуки вперед, на оригинальное фокусирующее устройство - головную линзу.

У дельфина за рылом расположен выступ. Это жировая ультразвуковая линза, она фокусирует звуки, идущие от лобной кости - рефлектора. Меняя толщину линзы, дельфин может расширять или сужать звуковой пучок, посланный для лоцирования интересующего его предмета.

Послав ориентированный сигнал и приняв его отражение, животное узнает об общем распределении объектов локации. Оно выбирает какой-то предмет и вторично, уже более направленно шлет сигнал, принимает эхо, старается скопировать его, снова и снова облучает объект до тех пор, пока посланный сигнал не будет полностью соответствовать эху. Эхо в этом случае станет самым сильным и будет отражаться лучше всего.

Помимо тонкой способности лоцировать предмет и находить сигналы, которые почти без потерь отражаются от исследуемого объекта, у дельфинов развита звукоподражательная способность. По звукоподражанию дельфины превосходят попугаев, так как могут "играть" запомнившейся им фразой, сжимая или растягивая ее во времени, так, как если бы мы были вооружены магнитофоном и пускали запись то на медленных оборотах, то на больших по сравнению с записанными и слышали бы то голос Буратино, то длинный тянущийся полусонный бас. Помимо всего, копируемую фразу или мелодию дельфины могут повторять с теми же временными интервалами, но на ультразвуковых волнах. Копируя человеческую речь, морской говорун издает звуки довольно-таки высокой частоты, но в точности интонирования легко убедиться, прокручивая в 3-4 раза медленнее обычного магнитофонную запись его причудливой декламации.

Можно предположить, что любое эхо дельфин способен скопировать и повторить сколько угодно раз. Он может послать его направленно, вернее, усилить копию эха и передать другому дельфину. Получается, что одним криком дельфин может передать другому всю информацию об окружающей обстановке или же, если его это интересует, он сразу может послать звуковой образ того или иного предмета.

Во время оживленной беседы со своими сородичами каждый оратор посылает не отвлеченные звуки, а воспроизводит эхо-сигналы, пойманные при отражении от предметов. Другими словами, дельфины разговаривают на языке объемных звуков. Опыты показывают, что дельфины могут понимать принятые сигналы, даже если разговор ведут особи, находящиеся на расстоянии нескольких тысяч километров и относящиеся к разным популяциям. Для сравнения можно напомнить, что птицы из разных популяций часто не понимают друг Друга, у них разный язык, и общаться они могут только через "переводчика" - есть и такие полиглоты среди птичьего племени. В этом отношении они стоят ближе к людям и другим животным, использующим звуковой язык, где звуки кодируют информацию. Дельфины же "говорят" на объемном звуковом языке, где звуки кодируют образ предмета. Это не исключает и абстрактных звуков, которыми передаются эмоциональные, тревожные и радостные сигналы, они, конечно, есть у дельфинов, но на первом месте, видимо, стоит объемный звуковой язык.

Поэтому-то в стаде могут жить и те особи, у которых работа звукогенератора почему-либо нарушена. Подобные случаи известны. Некоторые дельфины, отделенные от стада, начинают натыкаться на стенки бассейна и другие препятствия. Но в окружении своих соплеменников они избавляются от слепоты. Разгадка, скорее всего, в умении заболевших принимать предметные эхо-сигналы от других животных. Причем здоровые дельфины не просто копируют эхо-образы, но и усиливают их. И тем самым служат "слуховым аппаратом" для "тугоухих".

Но пока еще совершенно не ясно, как работает "живой прибор" по восприятию объемных звуков. Каким бы странным и необычным это ни показалось, все же можно предположить и даже проверить экспериментально, что ультразвук и эхо-образы воспринимают... дельфиньи глаза.

Чешский ученый И. Поспешил нашел, что давление на палочки и колбочки сетчатки в некоторых случаях воспринимается в виде света. Упорядоченные ультразвуковые колебания воздействуют на пигментные зерна сетчатки, создавая области повышенного давления в возбужденных фоторецепторах. То, что нашим ухом воспринимается как свист дельфина, у самого дельфина может вызвать видимый образ. Следует напомнить, что ультразвук способен переходить из воды в глаз морского животного почти без потерь и искажения, ибо на его пути нет резких перепадов плотности.

Возможен и другой путь перевода ультразвукового сигнала в видимое изображение - с помощью эпифиза, рудиментарного остатка третьего (теменного) глаза, который у большинства млекопитающих несомненно выполняет и эндокринную функцию. Когда во время нейрохирургических операций эпифиз раздражали электрическим током, у пациентов возникало ощущение света. Может быть, ультразвуковые колебания непосредственно воспринимаются эпифизом и позволяют дать дельфину не очень яркую, но все же объемную картину окружающего мира. Строя вышеизложенные гипотезы, никогда не следует забывать, что и сам слуховой аппарат этих животных, возможно, способен на прием объемных звуков. К сожалению, он еще плохо изучен физиологами.