Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга первая - Ульрих Янссен

ЭХОЛОКАЦИЯ ДЛЯ СЛЕПЫХ?

Если эхолокация так хорошо работает у летучих мышей, нельзя ли ее использовать, чтобы помочь слепым людям ориентироваться в пространстве? Теоретически это возможно, и первые практические эксперименты даже были проведены. С помощью специального прибора ультразвуки преобразовывались в звуки нормального диапазона — чтобы слышать их обычным ухом. Но, к сожалению, большинству оказалось трудно анализировать эти дополнительные сигналы. За много лет люди привыкли ориентироваться по обычным звукам окружающего мира, прислушиваться к машинам, пешеходам, голосам. Новые отраженные сигналы перегружают их слух и только больше запутывают.

Человек и представить себе не может, как и что слышат летучие мыши. Это совершенно другие слуховые впечатления, непривычные нам. Ведь летучие мыши не только постоянно слышат эхо собственных сигналов. Они слышат и сами сигналы, и сигналы других летучих мышей.

Крошечный мозг летучей мыши сортирует и анализирует все это многообразие. Самая простая ситуация для него — полет на большой высоте, вдали от препятствий. Здесь животные издают мало сигналов и получают мало ответов. Но как быть, когда летучая мышь охотится в лесу, вынуждена часто издавать сигналы и воспринимать эхо от каждого листа на деревьях? Как тут не запутаться в изобилии звуков и сохранить четкое видение — или все же «слышание» — ситуации? А главное: как выделить в неразберихе самый нужный сигнал — эхо от насекомого?

Зоологи, исследующие летучих мышей, уже выяснили, что эти животные умеют издавать самые разные сигналы в зависимости от окружающей обстановки. Например, звуки, чрезвычайно высокие в начале и с резким падением частоты в конце. Крики могут быть протяжными или короткими. Животные могут делать относительно долгие паузы между звуками или издавать их один за другим. Например, в погоне за насекомым по мере приближения к добыче они издают звуки всё чаще. Можно сравнить это с миганием фонарика, если быстро включать и выключать его. Чем чаще вы включаете фонарик в темном помещении, тем лучше видите, куда крадется старший брат, который только что стащил ваше пирожное. Поэтому перед тем как схватить насекомое, летучая мышь издает особенно много коротких звуков — до двухсот сигналов в секунду. И наоборот, когда летучая мышь летит в свободном пространстве, она издает нечастые, но долгие сигналы, от пяти до двадцати раз в секунду, и ждет, с какой стороны придет эхо.

Зоологи установили, что летучие мыши могут обнаружить даже насекомых, ползающих по листьям. Сначала они должны прислушаться своими гигантскими ушами к обычным звукам. Услышав шуршание ножек по листу или тонкое жужжание, они направятся к жуку, посылая ультразвуковые сигналы, и схватят его.

ПРИБОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛЕТУЧИХ МЫШЕЙ, ИЛИ БЭТ-ДЕТЕКТОР

Человеческое ухо не может расслышать ультразвуки летучих мышей, но с помощью специальных приборов можно преобразовать их сигналы в звуки слышимого диапазона. Эти приборы — детекторы по обнаружению летучих мышей, или бэт-детекторы — принимают ультразвук и понижают его частоту до уровня, воспринимаемого человеком. Если однажды вы окажетесь на территории, где охотятся летучие мыши, и включите такой детектор, вы удивитесь, какой шум стоит во время этой охоты — а нам-то она кажется беззвучной.

Не так просто было выяснить эти факты о летучих мышах. Многие ученые годами ломали голову, как животным удается ловить добычу в кромешной тьме. Приблизиться к разгадке этой тайны удалось итальянскому натуралисту Ладзаро Спалланцани. В 1793 году он провел эксперимент, запустив летучих мышей в темное помещение, через которое протянул проволоку в разных направлениях. К каждой проволоке он прикрепил маленький колокольчик. Как он и ожидал, животные облетали проволоку, не задевая ее, так что ни один колокольчик даже не звякнул. Тогда Спалланцани завязал летучим мышам глаза и снова запустил в помещение. На этот раз он ожидал звона, но мыши снова летали в полной тишине. Очевидно, глаза им для полета не требовались. И только когда Спалланцани заткнул мышам уши, начался порядочный трезвон. Без помощи ушей животные не могли облетать препятствия, то есть их система локации была основана на слухе. Правда, для Спалланцани так и осталось загадкой, как летучие мыши слышали проволоку.

Биолога, разгадавшего, как «работают» уши летучих мышей, звали Дональд Гриффин. В 1938 году он зашел в гости к коллеге-физику и принес с собой клетку с летучими мышами. Он собирался выяснить, как устроены сигналы летучих мышей в слышимом диапазоне. Случайно записывающий прибор его коллеги был настроен и на более высокие звуки — на ультразвук. Оба исследователя только диву давались, как много звуков издают летучие мыши, в то время как сами они при этом совсем ничего не слышали. Так загадка и разрешилась. Летучие мыши ориентируются с помощью эхолокации, то есть «видят» ушами.

Долго ли учиться кувыркам в воздухе?

Ученые потратили столько времени и сил на разгадку тех фокусов, которые Рик умеет делать от рождения! Вот уже две недели он чувствует, что подходит время первого полета. И вот наконец он подтянулся на свободное место, немного выждал, а потом отпустил балку и упал с высоты. И произошло чудо — крылья тут же расправились и легко понесли его к балке на другой стороне чердака, где он так же легко приземлился, сделав полкувырка в воздухе. Все получилось так просто, что он тут же попробовал полетать еще — и снова все прошло прекрасно!

ЛЕТУЧИЕ МЫШИ В ОПАСНОСТИ

В Европе встречается тридцать видов летучих мышей, но многие из них находятся под угрозой исчезновения. В сельском хозяйстве насекомых уничтожают пестицидами, и летучим мышам часто не хватает корма. Кроме того, пестициды — например ДДТ — остаются в насекомых и таким образом попадают в организм летучих мышей, постепенно отравляя животных. Люди осушают влажные районы, в которых водилось много насекомых, застраивают территории, на которых располагались жилища летучих мышей, или сносят здания, в которых обитали их колонии, — все это плохо сказывается на их жизни. В результате в семидесятые годы численность летучих мышей сократилась в пятьдесят раз. Многие их виды уже вымерли.