Они “видят” ушами

Когда продавщица выдает нам купленный чайный сервиз, то обязательно постучит легонько по каждому предмету карандашом. Каждый бокал звенит, конечно, по-разному, но особый характер звука немедленно выдаст даже слегка надтреснутое стекло. Точно так же обходчик железной дороги (в старые времена, конечно, — сейчас это делают машины) проверял крепость железнодорожного полотна: идет и постукивает- Постукивает и слушает. Слушает и обнаруживает треснутый рельс.

Давайте закроем глаза и постучим чайной ложечкой наугад по предметам на нашем столе. Это, конечно, звенит стакан. А это глухой «ватный» звук — несомненно, хлеб. А вот металлический звон серебряной сахарницы. Все предметы, оказывается, можно определить на слух, но при одном непременном условии — нужно заставить их звучать.

Итак звук, который издают предметы при ударе (сила, высота, тембр, продолжительность), зависит от материала, из которого сделан предмет. Этот физический закон давно «изучили» дельфины и применили его на практике. Времени у них для этого было предостаточно — миллионы лет эволюции, миллионы лет приспособления к водному образу жизни.

Как уже мы упоминали в этой главе, далекие исторические предки дельфинов жили на суше. Неизвестно, что заставило их переселиться в воду: недостаток ли пищи или обилие врагов. Но, начав вторично свой водный образ жизни, предки дельфинов обнаружили весьма неприятное свойство водной среды: даже в очень чистой воде дальше 10—20 метров ничего не увидишь. А если занырнуть поглубже или вода станет мутной, то и на 2—3 метра, что называется, «хоть глаз коли» — ничего не видно. Вот здесь, по-видимому, предки дельфинов и сделали свои первые попытки заменить глаза ушами, попытаться научиться «видеть» ушами. Благо слышно в водной среде еще лучше, чем в воздухе: звук распространяется чуть ли не в 5 раз быстрее и на значительно большее расстояние.

Рис. 37 Эхолокационные сигналы они научились излучать вперед узким пучком, наподобие луча прожектора.

Но чтобы ориентироваться по слуху, надо заставить предметы звучать. Слепой человек пользуется для этого своим посохом, постукивая им по предметам. Дельфины приспособили для этой цели звуковую волну, точнее, короткий звуковой щелчок, или локационный импульс, который они научились издавать весьма рациональным способом — при помощи сложного лабиринта воздушных каналов и мешков, расположенных в верхней части головы над черепной коробкой. Эти локационные импульсы, необычайно короткие и резкие (длительность— стотысячные доли секунды), хорошо выполняют роль ударного молоточка, заставляющего звучать подводные предметы (что и создает отраженные сигналы, то есть эхо). К тому же дельфины научились излучать их узким направленным пучком при помощи специальной жировой фокусирующей линзы и черепа — рефлектора. Это дает им возможность направлять звуковой луч-импульс на различные подводные предметы, как луч фонарика. Наткнувшись на любое препятствие, звуковой луч-импульс в виде эха возвращается обратно к дельфину, неся в себе информацию о свойствах предмета, ибо характер эха различный при отражении от разных предметов.

Рис. 38 Роль фокусирующей линзы в звукоизлучающем аппарате дельфина играет жировая лобная подушка (2), а рефлектора — вогнутый, наподобие чаши, череп (3): воздушные мешки, излучающие звуки (1). Нижняя челюсть, проводящая звуки в ухо (4), барабанная кость и внутреннее ухо (5), предмет лоцирования (рыба) (6), излученные звуковые волны (7), отраженные звуковые волны (8) (по А. Г. Томилину, 1974).

Вот здесь-то и требуется дельфину необычайно тонкий и острый слух, способный выделить эту информацию и оценить свойства предмета. Вот здесь-то и происходит одно из многочисленных чудес природы: дельфин без всякого участия глаз как бы видит предмет ушами. Причем в отличие от зрительного восприятия он не только может оценить внешний вид предмета (размер, форму, характер поверхности), но и прекрасно различает его свойства, например материал, из которого сделан предмет. В опытах известного советского биоакустика Н. А. Дубровского и его коллег дельфин прекрасно отличал сталь от латуни, свинца, эбонита, оргстекла, резины, воска и т. п. Зрение здесь не участвовало, так как эти материалы предъявлялись дельфину для опознавания в форме шаров одинакового цвета и диаметра (В. Велькович, Н. Дубровский, 1976), кроме того, известно, что подобные задачи дельфин прекрасно решал ночью в темноте.

Таким образом, эхолокатор дельфина подобно рентгеновскому аппарату «видит» материал. И эта удивительная способность основана на тонкости слуха дельфина, а также на свойстве звуковой волны в воде проникать внутрь тела и переизлучаться в виде «вторичного» эха, которое и доставляет изощренному слуху дельфина информацию о внутренней структуре материала.

В. П. Морозов Занимательная биоакустика (”Знание”, 1987)