Но наши обычные летучие мыши и их родичи из Северной Америки эхолотируют пространство модулированными по частотам звуками, как лучшие сонары, созданные человеком. Тон сигнала постоянно меняется, значит, меняется и частота отраженного звука. А это, в свою очередь, означает, что в каждый данный момент высота принимаемого звука не совпадает с тоном отправляемого в это время сигнала. И неспециалистам ясно, что такое устройство значительно облегчает эхолотирование.
Американская малая бурая ночница начинает свое «стрекотанье» звуком с частотой около 90 килогерц, а заканчивает его сигналом в 45 килогерц. За 0,002 секунды, пока длится ее «крик», он пробегает по шкале частот вдвое более длинный диапазон, чем весь спектр воспринимаемых человеческим ухом звуков! В «крике» около пятидесяти звуковых волн, но среди них нет и двух одинаковой длины. Таких частотно-модулированных сигналов следует 10 или 20 каждую секунду. Приближаясь к препятствию или к ускользающему комару, летучая мышь учащает сигналы. Теперь уже она «стрекочет» не 10–20, а 200 раз в секунду.
За миллионы лет эволюции ночные насекомые приобрели немало защитных приспособлений от ультразвука. Многие ночные мотыльки, например, густо покрыты мелкими волосками. Дело в том, что мягкие материалы: пух, вата, шерсть (и женские волосы!) поглощают ультразвук. Значит, мохнатых мотыльков труднее запеленговать, чем не «лохматых».
У некоторых ночных насекомых развились чувствительные к ультразвуку органы слуха, которые помогают им заблаговременно узнать о приближающейся опасности. Попадая в радиус действия эхолота летучей мыши, они начинают метаться из стороны в сторону, пытаясь выбраться из опасной зоны. Ночные бабочки и жуки, запеленгованные летучей мышью, прибегают даже к такому тактическому приему: складывают крылья и падают вниз, замирая в неподвижности на земле.
У этих насекомых органы слуха воспринимают обычно звуки двух разных диапазонов: низкочастотного, на котором они «разговаривают» с сородичами, и высокочастотного, на котором работают сонары летучих мышей.
К промежуточным частотам (между двумя этими диапазонами) они глухи.
Больше того! Стало известно, что некоторые ночные бабочки сами издают ультразвуки. И вот что самое странное: эти ультразвуки… отпугивают летучих мышей!
Настигая такую бабочку, летучая мышь метрах в двух от нее круто меняет направление и удаляется прочь. То же происходит, если в момент приближения летучей мыши к насекомому, не издающему ультразвуки, воспроизвести записанные на магнитофонную ленту «щелчки» тех бабочек, у которых такая способность есть: летучая мышь тоже разворачивается и улетает.
Чем пугают ее ультразвуки насекомых? Неизвестно. Есть предположение, что щелчки мотылька предупреждают летучую мышь о том, что насекомое, их производящее, плохое на вкус или ядовитое и лучше его не трогать.
Кроме летучих мышей, лучше всего изучены сонары дельфинов. Эти умные животные очень «болтливы». Ни минуты не молчат. Большая часть их криков составляет разговорный, так сказать, лексикон. Служит для разного рода коммуникаций друг с другом. Другие же — обслуживают сонары.
Дельфин афалина свистит, щелкает, хрюкает, лает, визжит на разные голоса и в разном диапазоне частот. Но когда он плывет «молча», его сонар постоянно ощупывает окрестности «дождем» быстрых криков или, как говорят еще, клаков. Они длятся не больше нескольких миллисекунд и повторяются обычно 15–20 раз в секунду. А иногда и сотни раз!
Малейший всплеск на поверхности — и дельфин сейчас же учащает крики, «ощупывая» погружающийся предмет. Эхолокатор дельфина настолько чувствителен, что даже маленькая дробинка, осторожно опущенная в воду, не ускользнет от его внимания. Рыба, брошенная в водоем, засекается немедленно. Дельфин пускается в погоню. Не видя в мутной воде добычу, безошибочно преследует ее. Вслед за рыбой точно меняет курс.
Если опустить в небольшой бассейн несколько десятков вертикальных стержней, дельфин быстро плывет между ними, не задевая их. Однако крупноячеистые сети он, по-видимому, не может обнаружить своим сонаром. Мелкоячеистые «нащупывает» легко.
Дело здесь в том, наверное, что крупные ячеи слишком «прозрачны» для звука, а мелкие отражают его почти как сплошная преграда.
Считают, что клаки необходимы дельфину для ближней ориентировки. Общая разведка местности и ощупывание более тяжелых предметов производится свистом. И свист этот частотно модулирован! Но начинается он низкими частотами, а заканчивается высокими (у летучих мышей, как мы уже знаем, наоборот).
Другие представители отряда китообразных — кашалоты, финвалы, блювалы и белухи — тоже «разговаривают» и ориентируются с помощью ультразвуков. Вот только не совсем ясно, как издают они эти звуки. Одни полагают, что дыхалом, то есть ноздрей, и воздухоносными мешками дыхательного канала, другие, что горлом. Хотя настоящих голосовых связок у китов и нет, но их с успехом, как считают, могут заменить странные наросты на внутренних стенках гортани. А может быть, и дыхало и гортань в равной мере обслуживают передающую систему сонара.
В сравнительно недавние времена биофизики с изумлением установили, что природа, по-видимому, не очень скупилась, когда наделяла своих детей сонарами. От летучих мышей к дельфинам, от дельфинов к рыбам, птицам, крысам, мышам, обезьянам и морским свинкам и жукам переходили исследователи со своими приборами, тут и там обнаруживая ультразвуки.
Эхолотами вооружены, очевидно, многие птицы. Издают звуки небольшой частоты (20–80 килогерц) морские свинки, крысы, сумчатые летяги и даже некоторые южноамериканские обезьяны.
Мыши и землеройки в экспериментальных лабораториях, прежде чем пуститься в путь по темным закоулкам лабиринтов, в которых этологи испытывали их память, посылали вперед стремительных разведчиков — ультразвуки. В полной темноте зверьки отлично находят норы в земле. Возможно, и тут помогает сонар: из этих дыр эхо не возвращается.
Зрение — первейшее чувство у многих животных, особенно у птиц, рыб, осминогов, каракатиц, кальмаров, обезьян и у человека, потомка последних.
Из всех животных, пожалуй, лучше всего изучен глаз лягушки. Его сетчатка, получив зрительную информацию, тут же ее оценивает и девять десятых всех поступивших сигналов уже в готовом виде в форме «приказа» передает в мозг, прямо в рефлекторный отдел, откуда автоматически следуют импульсы действия (у кошки, например, лишь одна десятая зрительных восприятий направляется непосредственно в рефлекторный центр, прочие — в кору мозга для необходимой обработки). Можно сказать, что мозг лягушки «не раздумывает», получив зрительное предупреждение: хватать, удирать или притаиться. Это за него уже «продумала» сетчатка. И мозг тут же мобилизует в соответствии с ее «приказом» мускулатуру тела.
Но поскольку сетчатка не весь мозг, а только его «частичка», и, бесспорно, менее совершенный «счетно-решающий» механизм, лягушка нередко ошибается. Особенно там, где решение должно быть принято с учетом тонких деталей. Например, определение пригодности в пищу мелких живых и неживых перемещающихся объектов. Тут принимающий немедленные решения лягушкин глаз нередко, толком не разобравшись, побуждает ее хватать и несъедобное: бусинку, которую мы дергаем за ниточку, либо и вовсе движущееся темное пятно.
Но это не беда, ничего страшного не случится: лягушка выплюнет негодное и впредь, возможно, станет разборчивее. Зато такое физиологическое устройство — ответственность в выборе решений, данная сетчатке, — намного ускоряет реакции. А это очень важно, когда животное, добывая пропитание, имеет дело с насекомыми.
Удачную охоту обеспечивают специализированные клетки сетчатки — так называемые ганглиозные. У кошки только два типа таких клеток, а у лягушки четыре. Каждый выполняет свою задачу. Одни регистрируют темные пятна ближайшего окружения: затененные места ландшафта. Словно держат под постоянным наблюдением резервные пункты отступления и укрытия от врага или зноя. Другие, условно именуемые «детекторами контура», замечают лишь резкие границы света и тени. Несут, по-видимому, сторожевую службу. Ведь именно темным пятном с тенью, предшествующей или сопутствующей ему, обычно появляется враг. «Детекторы событий», ганглиозные клетки третьего типа, фиксируют всякое движение вообще: приближается ли, скажем, темное пятно или замерло — и вносят необходимые коррективы в оценку происходящего, после чего следует и соответствующая реакция лягушки. Эти клетки как регистраторы первого предупреждения согласованно сотрудничают с клетками четвертого типа — «детекторами насекомых», которые фиксируют перемещение мелких объектов.
