25.01.09 20:09
Американские биоакустики С. Джонсон и У. Эванс, приезжавшие в нашу страну на Международный зоологический конгресс, выступили с научными сообщениями в Институте эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова АН СССР. Они рассказали, в частности, об устройстве, позволяющем человеку ориентироваться в воде без участия зрения по принципу эхолокатора дельфина, то есть на слух. Аппарат этот, правда, довольно громоздок и, разумеется, не столь совершенен.
Подобные попытки предпринимались давно. Еще в 1966 году на международном симпозиуме в Италии, посвященном памяти Спалланцани, ученые разных стран рассказывали об устройствах типа «акустических очков» для слепых, позволяющих слепым «видеть» окружающую обстановку при помощи слуха (Animal Sonar System, 1966). О такого рода попытках неоднократно рассказывал в своих трудах американский ученый Дональд Гриффин.
К сожалению, несмотря на то что в конструкции “акустических очков” для слепых заложен тот же принцип ориентации по слуху, который используется дельфинами и летучими мышами, разрешающие возможности этих систем пока что оставляют желать лучшего, а слепые продолжают довольствоваться посохом.
Одна из существенных трудностей конструирования «акустических очков» состоит в отсутствии у человека ультразвукового слуха, который прекрасно развит у некоторых эхолоцирующих животных. Это заставляет конструкторов различными способами растягивать эхосигналы во времени или изыскивать какие-либо иные пути, делающие доступным для человеческого слуха информацию, заключенную в ультразвуковом эхосигнале. Основная трудность состоит в значительной медлительности нашего слуха по сравнению, например, со слухом дельфина. А отсюда и несовершенство «видения» человеком при помощи ушей даже при наличии совершенной техники.
Правда, известно, что слух слепых людей значительно лучше приспособлен для анализа коротких звуковых щелчков типа сигналов дельфинов. Эта способность развилась у слепых в качестве компенсации за отсутствие зрения. Опыты показали, что некоторые слепые обладают способностью обнаруживать препятствия и различать предметы на основе слухового анализа эхосигналов, отраженных от этих предметов. В обыденной жизни слепые пользуются для этой цели постукиванием по полу или щелканьем пальцами с целью получения необходимого эха.
Эти наблюдения и исследования позволяют надеяться, что рано или поздно аппарат типа «акустических очков» для слепых будет все же достаточно усовершенствован и заменит им палку.
Для измерения расстояний и обнаружения подводных предметов дельфины используют звуковую волну миллионы лет. Человек же научился этому сравнительно недавно. Так, например, для измерения глубины моря (а это необходимо, например, чтобы бросить якорь) моряки в течение многих тысячелетий бросали за борт груз на веревке, так называемый лот. Использовать для этой цели звуковую волну впервые пришло в голову русскому изобретателю К. В. Шиловскому и несколько позднее французу Ланжевену. Совместный патент на этот способ ими был получен в 1916 году.
Современный эхолот служит не только для быстрого измерения глубины, но и для вычерчивания рельефа морского дна, что весьма важно для научных целей. Всем известна трагическая гибель огромного парохода «Титаник» в 1912 году, наскочившего на подводную и потому не обнаруженную капитаном часть громадного айсберга. Современным океанским кораблям подобная трагедия не грозит, так как о наличии подводных препятствий капитана надежно извещает гидроакустическая станция, устроенная по принципу эхолота.
Без такого прибора трудно представить себе и современное рыболовецкое и рыбопоисковое судно. Звуковой луч рыболокатора обшаривает морские глубины и сообщает о наличии косяков рыбы. Однако рыболокатор может все же и обмануться, приняв за косяк рыбы, например, скопление в воде пузырьков воздуха. Дельфин, конечно, не обманывается. Поэтому, естественно, перед наукой стоит задача выяснить, как это ему удается, какие тонкие механизмы слуха дельфина обеспечивают высокую надежность его аппарата «звуковидения», то есть биоэхолокатора.
Изучение строения слухового органа дельфина уже дает некоторые успехи в этом направлении. Московские исследователи Н. В. Липатов и Г. Н. Солнцева установили любопытную деталь в строении органа слуха дельфина: несмотря на то что ушей у дельфина нет и слуховые проходы снаружи плотно закрыты, внутри они заполнены воздухом и сильно удлинены. Авторы высказали гипотезу, что такое строение слуховых каналов помогает дельфину слышать подводные звуки. Доказательством правильности гипотезы послужили опыты на человеке. Известно, что под водой человек сильно теряет слуховую чувствительность. Но вот если в уши человеку, погруженному в воду, вставить трубочки, заполненные воздухом и устроенные по типу ушных каналов дельфина, то острота слуха человека под водой увеличивается в 8—10 раз.
Однако еще многие удивительные свойства слуха и эхолокатора дельфина остаются для человека загадкой. Надо полагать, что разгадка их сулит нам решение многих технических задач, в особенности тех, которые возникли в последние годы в связи с освоением человеком океанских глубин. Одним словом, нам, людям, есть еще чему поучиться у братьев наших меньших — давнишних морских обитателей, некогда живших на суше, а теперь прекрасно приспособившихся к жизни в воде.
Говорят, что в прошлом рыбаки умели использовать для ловли рыбы дельфинов, которые помогали им загонять рыбу в сети. В современном промысловом рыболовстве для этой цели предложено применять магнитофонные записи дельфиньих голосов. Представьте себе судно, тянущее за собой огромный мешок-сеть, называемый тралом. Вот трал «зачерпнул» большую стаю рыб. Раздается сигнал: «Пора трал выбирать на борт!» Но пока трал подтягивают к кораблю, значительная часть рыбы успевает убежать из западни.
Чтобы предотвратить это, советские специалисты предложили в горловине трала разместить подводные излучатели звука, через которые транслировать сигналы дельфинов, записанные во время их охоты на рыб. Применение такого метода, как оказалось, удерживает рыбу в корме трала, то есть повышает эффективность тралового рыболовства. Большие заслуги в применении такого рода достижений биоакустики в промысловом рыболовстве принадлежат В. Р. Протасову и его сотрудникам.
Рис. 33. «Прицельный» лов рыбы при помощи эхолокатора (2). установленного в горловине трала (1). На экране рыболокатора (4) видно , что трал идет слишком высоко над основным косяком рыбы (3) (по И. И. Клюкину, 1967) |
Но китообразные не только помощники, но и конкуренты рыбаков.
У острова Каталина (Карибское море), когда рыбаки ловят кальмаров в период их икрометания, на промысел собираются большие стада гринд и морских львов, которые оказываются много проворнее рыбаков. Рыбаки в сердцах даже пускают в ход ружья. Но ведь и жалко же этих зверей убивать попусту! Вот здесь на помощь и приходит биоакустика.
Достаточно включить мощные излучатели, транслирующие звуки косаток, как конкурентов-гурманов словно ветром сдувает — с косатками, как им известно, шутки плохи. Даже великаны серые киты, заслышав магнитофонные записи голосов косаток, быстро поворачивают в противоположную сторону. Значит, и они остерегаются этих «тигров океана». Американский биоакустик Билл Каммингс удачно использовал записи голосов косаток, чтобы изгнать стада дельфинов-белух численностью до 500 голов из устья одной из американских рек, в которой белухи уничтожали молодь лосося. Любопытно, что очень голосистые белухи, заслышав сигналы косаток, мгновенно замолкают и пускаются наутек. Кстати, трансляция других посторонних звуков не производит на белух такого впечатления, оставляя их равнодушными. Это лишний раз говорит о том, что белухи прекрасно разбираются, с кем имеют дело.
Таким образом, есть основания полагать, что применение акустических пугал (репеллентов), бесспорно, полезно для народного хозяйства не только на полях и аэродромах (о чем мы писали в главе о птицах), но и в морском промысловом рыболовстве.
Другим практически полезным для рыболовства методом биоакустики может служить способ привлечения рыбы к орудиям лова с помощью так называемых акустических аттрактантов — путем трансляции, например, нерестовых звуков, записанных во время икрометания, или звуков, издаваемых пищевыми для данного вида объектами, например, рачками, падающими на поверхность воды насекомыми (вспомним удочку Левина).
В. П. Морозов Занимательная биоакустика (”Знание”, 1987)