В народных сказках порой встречаются герои с невероятно тонким слухом, слышащие «как трава растёт». Для человека это явное преувеличение. Но вот многие морские обитатели (например, рыбы и медузы) узнают о надвигающейся буре по неслышимым для человеческого уха звукам. На основе изучения этой способности медуз были созданы приборы, предупреждающие о приближении шторма.

Мир звуков у многих животных сильно отличается от нашего. Волк улавливает  звук шагов охотника за 50 м. Человек мог бы услышать этот звук лишь в пяти метрах от себя. Лисица находит мышей под толстым слоем снега и наста по их шуршанию. Но дело не только в том, что животные могут слышать очень тихие звуки: они различают такие высокие и низкие звуки, которые человеческое ухо не воспринимает.

Один натуралист 19 века ставил опыты с муравьями, пытаясь привлечь их внимание голосом, свистками, игрой на скрипке. Но муравьи оставались глухи к этим звуковым сигналам. Оказалось, что все эти звуки находятся для них за пределами слышимости.

Слух собаки тоже отличается от человеческого по диапазону воспринимаемых ею звуков. Порой собак дрессируют с помощью особых свистков, подающих ультразвуковые сигналы, которых не слышит даже сам дрессировщик. Затем они удивляют зрителей в цирке, точно выполняя не слышимые людям команды.

Ультразвук

Но настоящими чемпионами слуха являются дельфины, киты и летучие мыши. И для тех, и для других слух – гораздо более важное чувство, нежели зрение. Дельфины живут в воде. Даже в самой чистой воде дальше 10-20 метров уже ничего не видно. Дельфины и киты полагаются на слух, они «ощупывают» предметы направленным ультразвуковым лучом, прислушиваясь к отраженному от предметов звуку – эху.

Дельфины генерируют ультразвуковые щелчки в носовых проходах благодаря дыхалу. Эти звуковые волны фокусируются в узкий пучок в куполообразной, заполненной жиром полости, называемой мелон. Этот пучок затем направляется на потенциальные препятствия. Возвратное эхо достигает внутреннего уха дельфина через акустический канал в его нижней челюсти, которая заполнена жиром. Кашалот может послать сигнал, и эхо этого сигнала вернётся к нему от его возможной добычи – кальмара, плывущего в полукилометре от него. Но зато и особый орган, посылающий сигналы и находящийся в голове, у кашалота огромный – до 5 м в длину; из-за этого голова животного непропорционально велика. Киты используют ультразвуковой шум в качестве оружия, оглушающего рыбу. С 1942 года у исследователей появились сведения, что дельфины и зубатые киты испускают ультразвуковые эхолокационные щелчки, которые используют для навигации и для ловли рыбы в мутной воде. Работая с гавайским вертящимся дельфином (Stenella longirostris), исследователь китов профессор Кен Норрис установил, что, направляя ультразвуковые сигналы на косяки рыб, киты могут оглушать и даже иногда убивать рыбу. Эти сигналы заставляют наполненные воздухом плавательные пузыри рыб резонировать так интенсивно, что вибрация, передающаяся тканям тела, дезориентирует рыб. В воде ультразвуковые щелчки вертящегося дельфина идут быстрее, чем в воздухе, и проходят внутрь тела рыбы. Не менее интересным стало открытие того, что дельфины могут использовать не только очень высокие, но и низкочастотные звуки для оглушения добычи. В 2000 году доктор Винсент Жаник изучал обыкновенную афалину (Tursiops truncatus)  в заливе Мори-Ферт (графство Элгиншир). Он установил, что афалины издают характерный резкий шум из низкочастотных звуков исключительно во время еды. Поскольку сами дельфины нечувствительны к низким частотам, Жаник предполагает. Что дельфины издают эти звуковые сигналы для оглушения добычи.

Так же ориентируются в полёте и летучие мыши. Каждую секунду они посылают впереди себя до 60 ультразвуковых сигналов. Услышанное ими эхо может быть порой в миллион раз слабее исходного сигнала. Высокая чувствительность позволяет летучим мышам на полной скорости огибать натянутую капроновую нитку толщиной 0,1 мм и безошибочно ловить в темноте крошечных, весом в тысячные доли грамма, насекомых. Является фантастичным и то, как рыбоядные летучие мыши могут хватать мелких рыбок, проплывающих у поверхности, ориентируясь только по волнению воды, возникающему от движения рыбы.

Инфразвук

Говорящие жирафа и слоны, которые могут общаться через большие расстояния, - чего только не встретишь в природе!

Согласно всеобщему заблуждению жирафы считаются немыми. Живущие на огромных пространствах и обладающие острым зрением жирафы могут легко видеть друг друга и, кажется, не нуждаются в голосовом общении. Но недавно исследователям удалось услышать разговоры жирафов, записав и прослушав их в инфразвуковом диапазоне. За этим фактом последовало случайное открытие того, что окапи, короткошеий кузен жирафа, живущий в густых джунглях Конго, также общается со своими сородичами на инфразвуковых частотах. Прослушивая носорогов в зоопарке Сан-Диего, учёные случайно услышали одного из живущих в зоопарке окапи, подающего голос на частоте 7 Гц – ниже той, которую могут слышать леопарды и другие хищники конголезского леса.

Слон был первым наземным млекопитающим, у которого обнаружили способности к инфразвуковому общению. Первые сообщения об этом пришли независимо от двух исследователей в 1981 году. Дальнейшие исследования показали, что слоны издают короткие крики на частотах 14-24 Гц длительностью 5-10 секунд, в течение 10 минут.  Учёные обнаружили также важный внешний признак момента, когда слон издаёт звук. У издающего инфразвук слона кожа на бровях дрожит, слегка вибрируя от воздуха, проходящего по носовым проходам. Открытие неизвестной до сих пор способности объяснило существовавшую много лет загадку поведения слонов: каким образом они координируют движение стада, рассредоточенного на больших пространствах. Только распространение инфразвука на большие расстояния может это объяснить. Слоны в Африке могут слышать инфразвуки, издаваемые друг другом на расстоянии 4 км днём, а вечером в результате температурных инверсий в атмосфере, это расстояние увеличивается до 10 км.

Общение при помощи инфразвука известно теперь у многих африканских стадных млекопитающих, включая носорогов и гиппопотамов. Эта способность отмечена также у некоторых крупных рептилий, таких как аллигаторы и крокодилы.

Последним из видов, демонстрирующих способность слышать звук на сверхнизких частотах, является голубь. Это открытие позволило некоторым учёным предположить, что птицы способны узнавать инфразвук, создаваемый восходящими потоками горячего воздуха.

Луговые тетерева из Северной Америки издают громкие брачные крики, которые слышны на расстоянии более километра. Поэтому показалось удивительным, что голос глухаря (Tetrao urogallus) распространяется только на 200 метров. Когда двое британских исследователей записали и проанализировали голос глухаря, они обнаружили, что большая часть глухариной песни состояла из инфразвуков, благодаря чему голос этих птиц распространяется так же далеко, как голоса их американских собратьев.

Органы слуха

Размещаются органы слуха в разных частях тела. У кузнечиков, например, на передних ногах. У позвоночных ухо развилось из органа равновесия. Причём ушная раковина, которую мы видим у млекопитающих, возникла в последнюю очередь.

Слушающие лёгкими

Разве возможно, чтобы позвоночное животное слышало, если у него нет не только внешнего, но и среднего уха для проведения звуков окружающего мира во внутреннее ухо? Один из видов, способных на это, - дальневосточная жерлянка (Bombina orientalis). Она чувствительна к ряду шумов, возникающих в воздухе, и является разносторонним вокалистом. Но как она определяет звуковые волны? В 1999 году в университете штата Огайо исследователь доктор Эрик Линдквист и доктор Томас Хетерингтон раскрыли этот секрет. Звуковые волны, проходя через рот и кожу, входят в лёгкие, где они резонируют, перед тем как пройти через мягкие ткани вокруг лёгких к внутреннему уху. Эта слуховая система также функционирует и когда жерлянка находится под водой. Конечно, поскольку звуковые волны проходят по воде быстрее, чем по воздуху, она должна быть здесь более эффективной.

Слушающие кожей

Система органов боковой линии – это разновидность подводного эхолокатора, очень похожая на основанную на эхолокации систему ориентирования летучих мышей. Неспособные слышать ультразвуковые сигналы, отражающиеся от твёрдых объектов, рыбы чувствуют движение волн, отражённое от объектов, расположенных вокруг них под водой. Система органов боковой линии состоит из горизонтального, похожего на трубку канала, расположенного под кожей вдоль боков рыбы и выходящего на голову, где он разделяется на три коротких ответвления. Канал соединён с линией крошечных полостей, открывающихся наружу. В стенках канала располагаются чувствительные органы, известные как органы боковой линии. Орган боковой линии состоит из нескольких соединённых с нервной системой чувствительных клеток, волосовидные отростки которых объединены слизистым выступом, называемым купула. Когда рыба плывёт, её движения создают мелкие волны, которые расходятся во все стороны. Отражаясь от преград, волны возвращаются к телу рыбы, через полости проникают в канал и двигая купулы, приводят в возбуждение чувствительные клетки. Воспринятые таким образом отражённые волны дают рыбе сложную информацию о её окружении.

Использованная литература

1. Энциклопедия для детей том 2 «Биология» под ред. С. Исмаиловой и А Майсуряна, Москва, «Аванта+», 1993 г., стр. 32 – 34, статья «Органы чувств» (Александр Майсурян).
2. «Удивительные способности животных. Загадки живой природы», Карл Шукер, «Мир книги», Москва, 2006 г., стр. 22-27.