Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Раки-щелкуны также используют воздушные пузыри для усиления звука – иногда для передачи сообщений, а иногда для того, чтобы убить добычу. Способ извлечения звука у них уникальный – вовсе не от щелкающих клешней. В 2000 г. Михель Верслуис с коллегами из Университета Твенте в Нидерландах, чтобы разгадать их секрет, использовал высокоскоростную съемку. Рак очень быстро смыкает клешню (кончики движутся со скоростью 70 километров в час), создавая мощную струю воды. Согласно закону Бернулли, в быстром потоке жидкости давление резко падает, и вода начинает закипать при температуре окружающей среды. Образуется пузырек водяного пара, который тут же схлопывается, в результате чего возникает ударная волна и парализует или убивает добычу[147]. (В процессе схлопывания пузырьков также излучается свет; это явление называют «сонолюминесценцией».)

Большие колонии раков-щелкунов создают громкий шум, похожий на треск пламени. Крис Уотсон считает, что это должен быть самый распространенный звук на планете, хотя «слышали его немногие»[148]. Щелкуны также создают много трудностей для тех, кто записывает звуки природы. «У северного побережья Исландии я пытался записать песню синего кита, самого большого и громкого животного на земле, – рассказывал мне Крис, – и все же я не мог издалека услышать китов из-за щелчков, треска и хлопков, издаваемых этими животными длиной всего пара сантиметров»[149]. Эта проблема хорошо знакома военным; исследование раков-щелкунов началось во время Второй мировой войны, потому что шум от них мешал услышать вражеские подводные лодки[150].

Кажется нелогичным, что такие крошечные, беззащитные животные привлекают к себе внимание, издавая столько шума. Миссионер и исследователь Викторианской эпохи Дэвид Ливингстон писал о своем путешествии в Африку: «Пронзительный стрекот цикад буквально оглушает; к хору присоединяется серо-коричневая цикада, резкий звук которой окрашен слабыми модуляциями, как гудение шотландской волынки. У меня не укладывается в голове, как столь маленькое существо может издавать такой звук; создается впечатление, что от него дрожит земля»[151]. Может быть, он слышал африканскую цикаду? Это самое громкое насекомое – на расстоянии метра громкость звука достигает 101 децибела, как у отбойного молотка[152]. Но цикады не единственные животные, составляющие громкий хор. Дэвид Ливингстон сообщал: «Когда цикады, сверчки и лягушки объединяются, их музыка слышна с расстояния в четверть мили»[153].

Лягушки должны «квакать», но кто-то забыл сказать об этом амфибиям в парке Гонконга. Парк, построенный в центральном районе на территории бывших казарм, служит местом отдыха для жителей одного из самых густонаселенных городов мира. Когда я приезжал туда в 2009 г., лягушки в парке переговаривались с помощью хлюпающих звуков, как жалкое подобие Дональда Дака. Обычно лягушки не открывают рта, и их резонатор на шее раздувается, словно гигантский воздушный шар. Лягушки не выдыхают воздух, когда с помощью песен ищут себе пару: воздух циркулирует между легкими и резонатором и звук излучается посредством вибраций головы, резонатора и других частей тела[154].

У лягушек, как и у людей, имеется пара голосовых связок, которые открывают и закрывают проход для воздуха, превращая непрерывный поток в импульсы давления, формирующие звук. Люди усиливают звук посредством резонанса в голосовом тракте (рот, нос и воздушная полость в верхней части горла). Но у лягушек усиливающий резонанс обеспечивается кожей резонатора. Если человек заговорит, вдохнув гелий, то более легкий газ в голосовом тракте сместит резонансные частоты вверх, и голос станет тоньше. Но если гелий вдохнет лягушка (такой эксперимент проделывали многие ученые), ее голос практически не изменится – по данным исследователей, звук усиливается вовсе не резонансом воздуха в резонаторе[155].

Сильный гам не представляет опасности для сообщества лягушек, а, наоборот, создает эволюционную защиту. Громкий лягушачий хор привлекает не только меньшее число хищников, но и большее число самок. У каждой отдельной лягушки уменьшаются шансы погибнуть и увеличиваются шансы найти пару[156]. Когда я подходил к лягушкам парка в Гонконге слишком близко, кваканье внезапно стихало и тишина сигнализировала всем об опасности.