Тропою легенд

Он залепил им пластилином рот и уши и выпустил в комнате с натянутыми вдоль и поперек веревками. Почти все зверьки не смогли летать. Таким образом, результаты опытов Ш. Жюрина еще раз подтвердились. Но экспериментатор установил новый интересный факт: летучие мыши, впервые пущенные в помещение для пробного полета с открытыми глазами, «многократно и с большой силой (как только что пойманные птицы) ударялись о стекла незанавешенных окон».

Это происходило днем. Вечером при свете электрической лампы летучие мыши уже не натыкались на стекла. Значит, днем, когда хорошо видно, летучие мыши доверяют больше зрению, чем другим органам чувств. А ведь зрению летучих мышей многие исследователи склонны были совсем не придавать значения.

Профессор А. П. Кузякин продолжил опыты в лесу. На головы зверькам – рыжим вечерницам он надел колпачки из черной бумаги. Зверьки не могли теперь ни видеть, ни употреблять свой акустический радар. Летучие мыши не рискнули летать в неизвестность. Они раскрывали крылья и опускались на них, как на парашютах, на землю. Лишь некоторые отчаянные зверюшки полетели на авось. Результат был печальным: зверьки ударились о деревья и упали на землю.

Тогда в черных колпачках вырезали три отверстия – одно для рта, два для ушей. Зверьки без страха пустились в полет: «летели быстро и смело, свободно избегая как стволов деревьев, так и мелких веток крон».

А. П. Кузякин пришел к выводу, что органы звуковой ориентировки летучих мышей «могут почти полностью заменить зрение, а органы осязания… никакой роли в ориентировке не играют, и зверьки ими в полете не пользуются».

Несколькими годами раньше американские ученые Д. Гриффин и Р. Галамбос применили другую методику для изучения способов ориентировки летучих мышей.

С помощью электротехнической аппаратуры они сумели обнаружить и исследовать физическую природу издаваемых летучими мышами звуков. Установили также, вводя особые электроды во внутреннее ухо подопытных зверьков, какой частоты звуки воспринимают органы их слуха.

Изучением этой проблемы занялись и другие исследователи. И вот что было установлено.

Акустическое «осязание»

С физической точки зрения всякий звук – это колебательные движения, распространяющиеся волнообразно в упругой среде. Звуки, издаваемые животными, возникают как колебания голосовых связок, натянутых в виде своеобразных струн в гортани животного. Связки приводят в колебательные движения прилежащие частицы воздуха. Дальше звук распространяется в виде расходящихся во все стороны воздушных волн.

Чем больше колебаний совершает в секунду колеблющееся тело (или упругая среда), тем выше частота звука. Самый низкий человеческий голос (бас) обладает частотой колебаний около 80 раз в секунду, или, как говорят физики, частота его колебаний достигает 80 герц. Самый высокий голос (например, сопрано южноамериканской певицы Имы Сумак) – около 1400 герц.

В природе и технике известны звуки еще более высоких частот – в сотни тысяч и даже миллионы герц. Рекордно высокий звук у кварца – до одного миллиарда герц! Мощность звука колеблющейся в жидкости кварцевой пластинки в 40 тысяч раз превышает мощность звука мотора самолета. Но мы не можем оглохнуть от этого «адского грохота», потому что не слышим его. Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой колебаний лишь от 16 до 20 тысяч герц. Более высокочастотные акустические колебания принято называть ультразвуками – их волнами летучие мыши и «ощупывают» окрестности.

Ультразвуки возникают в гортани летучей мыши. Гортань ведь по своему устройству напоминает обычный свисток: выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через него – возникает «свист» очень высокой частоты, до 70 тысяч герц (человек его не слышит).

Летучая мышь может периодически задерживать поток воздуха через гортань. Затем он с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле. Неплохое достижение для зверька весом в 8 – 20 граммов!

В гортани летучей мыши возбуждаются кратковременные высокочастотные звуковые колебания – ультразвуковые импульсы. В секунду следует от 5 до 60, а у некоторых видов даже от 10 до 200 импульсов. Каждый импульс-«взрыв» длится всего 2–5 тысячных долей секунды.

Краткость звукового сигнала очень важный физический фактор. Лишь благодаря ему возможна точная эхолокация, то есть ориентировка с помощью ультразвуков.

От препятствия, которое удалено от эхолотирующего зверька на 17 метров, отраженный звук возвращается приблизительно через 1 /10 секунды. Если звуковой сигнал продлится больше 1 /10 секунды, то его эхо, отраженное от предметов, расположенных ближе 17 метров, будет восприниматься органами слуха зверька одновременно с основным звучанием.

А ведь именно по промежутку времени между концом посылаемого сигнала и первыми звуками вернувшегося эха летучая мышь инстинктивно получает представление о расстоянии до предмета, отразившего ультразвук.

Поэтому звуковой импульс так краток.