Ее работы оставили заметный след в науке, и сейчас уже не возникает сомнений относительно наличия у рыб приличной памяти и известной сообразительности.
Аналогичная история произошла со слухом рыб. Долгое время считалось, что бессловесным созданиям «мира безмолвия» нечем слышать и нечего слушать. Как известно, рыбы не имеют такого обыденного для млекопитающих украшения, как уши. У рыб есть лишь внутреннее ухо, а ушные раковины и среднее ухо, в том числе барабанная перепонка, отсутствуют.
Нехватка важнейших блоков звуковоспринимающей системы и привела к представлению, что слух у рыб не развит и звуки не имеют для них биологического значения.
Наблюдения рыбаков и результаты несложных опытов, проведенных учеными 200—250 лет назад, свидетельствовавшие о том, что рыбы слышат, почему-то во внимание не принимались. Более поздние эксперименты были поставлены весьма неквалифицированно и дали отрицательный результат.
Видимо, осуществлявшие их ученые не учли значительного ослабления звуковых волн на границе двух сред при переходе их из воздуха в воду, и поэтому рыбы не могли слышать использовавшихся в эксперименте звуков. Лишь специальные эксперименты, выполненные три-четыре десятилетия назад, реабилитировали слух рыб. Они прекрасно слышат низкие звуки от 50 до 2000—5000 Гц, а по чувствительности к звукам, лежащим в диапазоне 500—1000 Гц, слух рыб не уступает слуху млекопитающих.
Кроме внутреннего уха, для восприятия колебаний давления и движения воды у рыб имеются органы боковой линии.
Этими механорецепторами владеют и другие истинно водные животные — миноги и наиболее примитивные амфибии. У древних обитателей подводного мира чувствительные клетки боковой линии, имеющие волосок, видимо, располагались продольными рядами прямо на поверхности тела. И до сих пор подобную боковую линию сохранили миноги и колюшки.
В процессе эволюции органы боковой линии совершенствовались. У химер и низших акул чувствительные волосковые клетки залегают в желобке, а у подавляющего большинства современных рыб собраны в почкообразные группы и спрятаны в каналы, которые соединяются с окружающей средой короткими мини-колодцами. Каналы заполнены слизью. Тела чувствительных клеток вмонтированы в стенки канала, в его просвет выступает лишь волосок. Два основных канала проходят вдоль боковых поверхностен тела (отсюда и название), а на голове распадаются на надглазничные и подглазничные, каналы нижней челюсти и жаберных крышек.
Биологи лишь в начале нашего столетия поняли функциональное значение органов боковой линии. Оказалось, что волосковые клетки реагируют на движение воды. Ее токи, сдвигая в каналах слизь или воздействуя непосредственно на волоски, сгибают их, и те, действуя как рычаги, возбуждают клетку.
Органы боковой линии являются рецепторами дистанционного осязания. Они помогают рыбам ориентироваться в характере течений и обнаруживать движущиеся объекты. Любое существо, передвигающееся вблизи рыбы, вызывает хотя бы небольшое движение воды и тем самым обнаруживает себя.
Рыбаки неоднократно вылавливали хищных рыб, полностью лишенных зрения. К всеобщему удивлению, они оказывались хорошо упитанными. Наблюдения в аквариуме за слепыми щуками показали, что хищницы великолепно чувствуют приближение мелких рыб и хватают их почти без промаха, а на мертвую неподвижную рыбу не обращают никакого внимания.
Они обнаруживают любой движущийся объект и с одинаковым проворством кидаются на карандаш, чайную ложку или руку экспериментатора. Когда с помощью трубочки в щуку под водой направляли струйку воды, рыба вхолостую щелкала челюстями. Нетрудно убедиться, что информацию о подводных происшествиях доставляют хищнице органы боковой линии. Стоит тщательно их выжечь — и щука не только карандаш, не заметит и упитанного нахального карася. Чувствительность боковой линии феноменальна, рыбы замечают движение стеклянного волоска толщиной 0,25 мм.
Тритоны и другие саламандры — хищники. Органы боковой линии, наиболее развитые у них на голове, помогают им обнаруживать в воде мелких животных. Очень чувствительны они у африканской водяной лягушки хенопсуса. Замечая малейшие движения воды, хенопсусы обнаруживают мелких насекомых и червей на расстоянии 10 см.
Вероятно, животные широко пользуются движением воды для общения между собой. Тритоны, обольщая самок, энергично работают своими роскошными хвостами. Для их подруг бешеная пляска водяных струй — такая же любовная серенада, как песня соловья для его серенькой скромной супруги.
Самцы живущей в Северной Америке крупной саламандры — аллегамского скрытожаберинка осенью строят под камнями и скалами гнезда и танцами завлекают готовых к икрометанию самок. Аналогичным образом ведут себя семирсченские лягушкозубы из горных ручьев Джунгарского Алатау и дальневосточный когтистый тритон. Они прикрепляют где-нибудь на видном месте сперматофор (слизистый мешочек, наполненный сперматозоидами) и поджидают самок, привлекая их своими неистовыми плясками, иными словами — широковещательными вихрями-призывами. Руководствуясь полученной информацией, самка находит сперматофор и прикрепляет к нему парный икряной мешочек.
Нелегко обзавестись потомством и рыбам. Оболочки выметанных икринок под воздействием воды почти мгновенно, за 20—40 с, становятся непроницаемыми для сперматозоида. Чтобы за отпущенные природой мгновения произошла встреча икринки со сперматозоидом, чтобы течение не успело унести облачко молок, действия самцов и самок должны быть строго согласованы. Обмен информацией происходит на языке водяных струй. Самцы, ухаживая за самками, усиленно бьют хвостом, подавая сигнал к началу икрометания. Команды самца нетрудно имитировать. Двигая стеклянной палочкой около хвоста колюшки, можно заставить созревшую самку откладывать икру. Весной самке лосося, не нашедшей партнера, случается ошибаться, приняв за самца вибрирующее весло каноэ, и, откликнувшись на призыв, приступить к икрометанию.
Рыбы широко пользуются дистанционным осязанием. Оно для них более необходимо, чем зрение. Заядлые рыбаки знают, что при ловле щук не имеет значения, как выглядит блесна, — достаточно, чтобы она просто поблескивала в воде. Гораздо важнее, как она движется и вибрирует. Дистанционное осязание одинаково необходимо и для хищных рыб, и для вегетарианцев. Первым оно сообщает о приближении добычи, вторых предупреждает об опасности.
Обнаружение подвижных предметов — это пассивная локация. Рыбы оказались первыми животными, попытавшимися овладеть активной локацией. Им это удалось. Ученые уже давно заметили, что слепые рыбы способны обнаруживать неподвижные предметы, правда, только достаточно крупные.
Они не натыкаются на подводные камни, коряги, отлично чувствуют и дно, и поверхность воды. В аквариуме они ведут себя более осмотрительно, чем зрячие рыбы, и не натыкаются на его прозрачные стенки. Видимо, зрячих зрение иногда подводит. Активная локация основывается на том, что при движении в воде любой предмет вызывает ее волнообразные колебания.
Волны давления, распространяясь впереди плывущей рыбы, движутся гораздо быстрее нее. Они первыми докатываются до встречных предметов, отражаются от них, возвращаются назад и улавливаются волосковыми клетками органа боковой линии. Для морских глубоководных рыб, живущих в вечном мраке океанской бездны, активная локация имеет огромное значение и полностью заменяет зрение. В толще воды, где нет никаких предметов, кроме живых существ, легко анализировать окружающую обстановку, а достоверность полученной информации может быть очень высокой. Не случайно у глубоководных рыб боковая линия развита лучше, чем у живущих на мелководье.
Ориентация с помощью отраженных волн была особенно важна для древних водных животных. В те далекие времена водоемов с прозрачной водой на нашей планете, видимо, было немного. Так миноги и рыбы стали пионерами гидроэхолокации, первыми прибегнув к помощи проказницы феи, так жестоко наказанной разгневанной Герой.
Киты-акустики
Мелодии океана
Дельфин-премьер
Аналогичная история произошла со слухом рыб. Долгое время считалось, что бессловесным созданиям «мира безмолвия» нечем слышать и нечего слушать. Как известно, рыбы не имеют такого обыденного для млекопитающих украшения, как уши. У рыб есть лишь внутреннее ухо, а ушные раковины и среднее ухо, в том числе барабанная перепонка, отсутствуют.
Нехватка важнейших блоков звуковоспринимающей системы и привела к представлению, что слух у рыб не развит и звуки не имеют для них биологического значения.
Наблюдения рыбаков и результаты несложных опытов, проведенных учеными 200—250 лет назад, свидетельствовавшие о том, что рыбы слышат, почему-то во внимание не принимались. Более поздние эксперименты были поставлены весьма неквалифицированно и дали отрицательный результат.
Видимо, осуществлявшие их ученые не учли значительного ослабления звуковых волн на границе двух сред при переходе их из воздуха в воду, и поэтому рыбы не могли слышать использовавшихся в эксперименте звуков. Лишь специальные эксперименты, выполненные три-четыре десятилетия назад, реабилитировали слух рыб. Они прекрасно слышат низкие звуки от 50 до 2000—5000 Гц, а по чувствительности к звукам, лежащим в диапазоне 500—1000 Гц, слух рыб не уступает слуху млекопитающих.
Кроме внутреннего уха, для восприятия колебаний давления и движения воды у рыб имеются органы боковой линии.
Этими механорецепторами владеют и другие истинно водные животные — миноги и наиболее примитивные амфибии. У древних обитателей подводного мира чувствительные клетки боковой линии, имеющие волосок, видимо, располагались продольными рядами прямо на поверхности тела. И до сих пор подобную боковую линию сохранили миноги и колюшки.
В процессе эволюции органы боковой линии совершенствовались. У химер и низших акул чувствительные волосковые клетки залегают в желобке, а у подавляющего большинства современных рыб собраны в почкообразные группы и спрятаны в каналы, которые соединяются с окружающей средой короткими мини-колодцами. Каналы заполнены слизью. Тела чувствительных клеток вмонтированы в стенки канала, в его просвет выступает лишь волосок. Два основных канала проходят вдоль боковых поверхностен тела (отсюда и название), а на голове распадаются на надглазничные и подглазничные, каналы нижней челюсти и жаберных крышек.
Биологи лишь в начале нашего столетия поняли функциональное значение органов боковой линии. Оказалось, что волосковые клетки реагируют на движение воды. Ее токи, сдвигая в каналах слизь или воздействуя непосредственно на волоски, сгибают их, и те, действуя как рычаги, возбуждают клетку.
Органы боковой линии являются рецепторами дистанционного осязания. Они помогают рыбам ориентироваться в характере течений и обнаруживать движущиеся объекты. Любое существо, передвигающееся вблизи рыбы, вызывает хотя бы небольшое движение воды и тем самым обнаруживает себя.
Рыбаки неоднократно вылавливали хищных рыб, полностью лишенных зрения. К всеобщему удивлению, они оказывались хорошо упитанными. Наблюдения в аквариуме за слепыми щуками показали, что хищницы великолепно чувствуют приближение мелких рыб и хватают их почти без промаха, а на мертвую неподвижную рыбу не обращают никакого внимания.
Они обнаруживают любой движущийся объект и с одинаковым проворством кидаются на карандаш, чайную ложку или руку экспериментатора. Когда с помощью трубочки в щуку под водой направляли струйку воды, рыба вхолостую щелкала челюстями. Нетрудно убедиться, что информацию о подводных происшествиях доставляют хищнице органы боковой линии. Стоит тщательно их выжечь — и щука не только карандаш, не заметит и упитанного нахального карася. Чувствительность боковой линии феноменальна, рыбы замечают движение стеклянного волоска толщиной 0,25 мм.
Тритоны и другие саламандры — хищники. Органы боковой линии, наиболее развитые у них на голове, помогают им обнаруживать в воде мелких животных. Очень чувствительны они у африканской водяной лягушки хенопсуса. Замечая малейшие движения воды, хенопсусы обнаруживают мелких насекомых и червей на расстоянии 10 см.
Вероятно, животные широко пользуются движением воды для общения между собой. Тритоны, обольщая самок, энергично работают своими роскошными хвостами. Для их подруг бешеная пляска водяных струй — такая же любовная серенада, как песня соловья для его серенькой скромной супруги.
Самцы живущей в Северной Америке крупной саламандры — аллегамского скрытожаберинка осенью строят под камнями и скалами гнезда и танцами завлекают готовых к икрометанию самок. Аналогичным образом ведут себя семирсченские лягушкозубы из горных ручьев Джунгарского Алатау и дальневосточный когтистый тритон. Они прикрепляют где-нибудь на видном месте сперматофор (слизистый мешочек, наполненный сперматозоидами) и поджидают самок, привлекая их своими неистовыми плясками, иными словами — широковещательными вихрями-призывами. Руководствуясь полученной информацией, самка находит сперматофор и прикрепляет к нему парный икряной мешочек.
Нелегко обзавестись потомством и рыбам. Оболочки выметанных икринок под воздействием воды почти мгновенно, за 20—40 с, становятся непроницаемыми для сперматозоида. Чтобы за отпущенные природой мгновения произошла встреча икринки со сперматозоидом, чтобы течение не успело унести облачко молок, действия самцов и самок должны быть строго согласованы. Обмен информацией происходит на языке водяных струй. Самцы, ухаживая за самками, усиленно бьют хвостом, подавая сигнал к началу икрометания. Команды самца нетрудно имитировать. Двигая стеклянной палочкой около хвоста колюшки, можно заставить созревшую самку откладывать икру. Весной самке лосося, не нашедшей партнера, случается ошибаться, приняв за самца вибрирующее весло каноэ, и, откликнувшись на призыв, приступить к икрометанию.
Рыбы широко пользуются дистанционным осязанием. Оно для них более необходимо, чем зрение. Заядлые рыбаки знают, что при ловле щук не имеет значения, как выглядит блесна, — достаточно, чтобы она просто поблескивала в воде. Гораздо важнее, как она движется и вибрирует. Дистанционное осязание одинаково необходимо и для хищных рыб, и для вегетарианцев. Первым оно сообщает о приближении добычи, вторых предупреждает об опасности.
Обнаружение подвижных предметов — это пассивная локация. Рыбы оказались первыми животными, попытавшимися овладеть активной локацией. Им это удалось. Ученые уже давно заметили, что слепые рыбы способны обнаруживать неподвижные предметы, правда, только достаточно крупные.
Они не натыкаются на подводные камни, коряги, отлично чувствуют и дно, и поверхность воды. В аквариуме они ведут себя более осмотрительно, чем зрячие рыбы, и не натыкаются на его прозрачные стенки. Видимо, зрячих зрение иногда подводит. Активная локация основывается на том, что при движении в воде любой предмет вызывает ее волнообразные колебания.
Волны давления, распространяясь впереди плывущей рыбы, движутся гораздо быстрее нее. Они первыми докатываются до встречных предметов, отражаются от них, возвращаются назад и улавливаются волосковыми клетками органа боковой линии. Для морских глубоководных рыб, живущих в вечном мраке океанской бездны, активная локация имеет огромное значение и полностью заменяет зрение. В толще воды, где нет никаких предметов, кроме живых существ, легко анализировать окружающую обстановку, а достоверность полученной информации может быть очень высокой. Не случайно у глубоководных рыб боковая линия развита лучше, чем у живущих на мелководье.
Ориентация с помощью отраженных волн была особенно важна для древних водных животных. В те далекие времена водоемов с прозрачной водой на нашей планете, видимо, было немного. Так миноги и рыбы стали пионерами гидроэхолокации, первыми прибегнув к помощи проказницы феи, так жестоко наказанной разгневанной Герой.
Киты-акустики
Мелодии океана
Гидроакустика — относительно молодая наука. Ее развитие нередко подстегивали войны. Мысль о перспективности гидроакустической разведки возникла у Леонардо да Винчи почти пять веков назад. Он произвел первые в мире эксперименты по обнаружению вражеских кораблей путем прослушивания возникающих при их движении подводных шумов и создал первые приспособления для гидроакустических исследований.
До начала второй мировой войны гидроакустика была слабо развита, а биологическая акустика еще только зарождалась. Ученые не успели даже бегло изучить звуки океанских глубин. Однако уже было известно, что многие обитатели «мира безмолвия» — весьма шумные существа, но издаваемые ими звуки не привлекали особого внимания. Военные гидроакустики знали о них до обидного мало, а знание биологических шумов оказалось важнее, чем думали в мирное время.
Это уже отчетливо ощутило командование англо-американского флота, ведшего тяжелые бои с японскими агрессорами.
Происхождение многих шумов, возникающих в наушниках гидрофонов, было трудно определить. Нередко звуки, производимые стаей рыб, принимали за шум судовых двигателей.
Сколько раз расшумевшиеся косяки рыб давали повод для объявления боевой тревоги! Ложные тревоги чаще всего случались в сумерках. В это время некоторые рыбы поднимаются из глубины и крупными стаями подходят к берегам. Большая и дружная стая производит такую какофонию звуков, что заглушает даже шум судов. Никто и не подозревал, что молчаливые рыбы могут создать такой грохот и скрежет. Акустики были уверены, что перед ними враг. Наибольшую известность получил переполох в Чесапикском заливе[1] весной 1942 года.
Гидроакустики службы береговой охраны обнаружили сильный подводный шум. Только работа двигателей множества подводных лодок могла вызвать подобную акустическую бурю. Немедленно была дана команда всем подразделениям приготовиться к бою с немецким десантом. Бой не состоялся. Военная разведка, как ни старалась, не смогла обнаружить ни одного вражеского корабля, ни одной подводной лодки. Тревога оказалась ложной.
Для повышенной подозрительности у союзников было достаточно оснований. Весной 1942 года немецкие и японские подводные лодки рыскали повсюду. Они выходили в море целыми отрядами. Немцы называли подобные соединения «волчьими стаями». Субмарины гроссадмирала Деница были снабжены шноркелями — длинными трубами с головкой на конце, предназначенными для забора воздуха и выброса выхлопных газов. Выставив ее из воды, лодка могла идти на небольшой глубине, невидимая даже днем. Командование частей береговой обороны постоянно находилось в нервном напряжении, уверенное, что с наступлением темноты на них в любой момент могут напасть вражеские миноносцы и подводные лодки. А враг действительно совершал дерзкие налеты.
Трагически погиб крупнейший корабль британского флота линкор «Ройял Ок». Он был потоплен немецкой субмариной в собственном доме, в святая святых британского флота — главной военно-морской базе Скапафлоу. Осуществить дерзкую операцию помогли вражеские акустики. Осторожно подобравшись ко входу в гавань, лодка дождалась английского транспортного судна, возвращавшегося на базу. Внимательно вслушиваясь в шум его машин и повторяя все маневры транспорта, подводная лодка пробралась в гавань и, выпустив торпеды, ушла в море, воспользовавшись растерянностью англичан.
Акустикам редко удавалось установить истинную причину ложных тревог. Неизбежная в таких случаях подозрительность дала повод для возникновения легенд о том, что японцы специально добивались того, чтобы звуки, работающих двигателей их кораблей были похожи на шумы рыбьих стай. Не могу поручиться, что эта легенда возникла без серьезных к тому оснований. В начале войны японцы сами сильно страдали от незнания биологических шумов моря. Теперь нам уже никогда не удастся выяснить, сколько раз рыбьи стаи заставляли затаиться японскую подводную лодку, услышавшую шум гребных винтов приближающейся мнимой эскадры союзников. С начала войны в Японии велись биоакустические исследования под руководством профессора Л. Хиямы, но они дали результаты только в 1944 году. Записи шумов биологического происхождения были переданы в руки конструкторов подводных аппаратов, и, по-видимому, японские ученые действительно делали попытку акустической мимикрии, подгоняя шум работающих двигателей под шум, издаваемый стаей рыб. Возможно, такая работа достаточно полно удалась лишь в отношении аппарата «кантон» («путь в рай») — человека-торпеды.
Во всяком случае, минилодкам со взрывчаткой и смертником на борту несколько раз удавалось прорваться к якорным стоянкам у островов Палад и Улити.
Немецкое командование тоже волновало, что их собственные субмарины производят весьма заметный шум. Даже в самые последние месяцы войны в Германии интенсивно изучались шумы моря. С участием акустиков была создана серия «Зеехунд» («Морская собака») — малошумовых подводных лодок. Каждая субмарина этой серии после спуска на воду обязательно проходила гидроакустическую паспортизацию на одной из морских исследовательских баз в Балтийском море. В свою очередь страны антигитлеровской коалиции совершенствовали аппаратуру акустической разведки. Советские корабли разных типов и военные суда наших союзников были оснащены первоклассными по тем временам гидроакустическими приборами. Это, несомненно, сказалось на результатах боевых действий. Еще до окончания войны Япония потеряла почти весь подводный флот. В организации акустической службы военным помогали биологи. А когда затихли орудия, исследования были продолжены с чисто научными целями.
На стыке двух дисциплин появилась новая наука — биогидроакустика.
В тропических и умеренных широтах многие рыбы издают весьма громкие звуки. Наибольшей известностью пользуются рыбы-мичманы, небольшие существа длиной 25—35 см, живущие у побережья Америки, в Тихом и Атлантическом океанах.
Свое название они получили за своеобразную окраску и светящиеся точки, расположенные правильными рядами, как блестящие пуговицы на парадном мундире.
Рыбки обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру вблизи берега, в устьях рек и по мелководным морским заливам. По окончании нереста самки уплывают, а самцы остаются охранять икру, беспрерывно жужжа, — видимо, отпугивая врагов. Во время войны дружное жужжание тысяч мичманов вполне могло быть принято за приближение «волчьей стаи».
Достаточно шумно ведет себя Жаба-рыба. Издалека ее голос напоминает хриплое ворчание или гудки идущих вдали пароходов. Звуки издаются сериями по два-три раза в минуту. Непосвященному кажется, что судно взывает о помощи.
Звуки так сильны, что вблизи они вполне сошли бы за шум мчащегося мимо поезда или отбойного молотка. Измерения показали, что интенсивность выкриков жабы-рыбы превышает 100 дБ. Иногда они способны вызвать у слушателей болезненные ощущения. Звукогенератором служит плавательный пузырь, по форме напоминающий стилизованное изображение сердца.
Жабовидные рыбы — домоседы. Каждая имеет свой участок, на котором прописана постоянно. В первой половине лета у них наступает брачный период. Где-нибудь в ямке самка откладывает группу крупных икринок, а заботливый супруг охраняет ее около трех недель, пока не вылупятся головастикообразные личинки. Гудки рыб — это грозное предупреждение, что участок охраняется. Митинг жаб-рыб, усиленный акустической аппаратурой, вполне мог вызвать панику у представителей морской разведки.
В годы войны ученые не сумели выявить всех виновников ложных тревог, но волнистого горбыля удалось поймать с поличным. Это он сеял панику у берегов Америки. Горбыли — широко распространенные крупные рыбы. Известно около 150 видов горбылей. Эти донные рыбы живут большими стаями и держатся вблизи скал, гротов и россыпей камней, где обычно и прячутся днем. В сумерках рыбы покидают свои убежища, поднимаются из глубины, заглядывают в заливы, в устья рек. Идут к берегу шумными стаями. Видимо, по дороге им встречается немало такого, что целесообразно обсудить тут же на месте. Немногие наземные животные позволяют себе устраивать подобный гвалт. Особенно шумны рыбы, когда дело доходит до нереста. Видимо, любовные перепалки горбылей и вызывали переполох береговой охраны.
Горбыли, как и жабы-рыбы, производят звуки путем сокращения мышц, которые окружают плавательный пузырь, выполняющий роль резонатора. Неблагоразумно шумное поведение им дорого обходится. Концерты, устраиваемые «морскими барабанщиками», живущими в Атлантическом океане, помогают рыбакам разыскивать стаи рыб. В Средиземном море орлиные горбыли, собравшись большой компанией, будят ночную тишину тоскливыми стонами, многократно повторяемыми в определенном ритме. Стенания горбылей позволяют рыбакам выследить и обложить стаю сетями. В настоящее время список рыб, способных издавать громкие звуки, достаточно велик. Вероятно, в океане будут обнаружены и другие горлопаны, чьи голоса, сливающиеся с галдежом, который царит на спевках хора рыб-крокеров, как бы охрипших от долгих вокальных упражнений, пугали во время войны акустиков береговых постов слежения. Немалый шум способно произвести скопление креветок. Трудно поверить, что небольшие, тихие существа могут устроить настоящую какофонию. Вихрь пощелкиваний, словно на асфальт высыпали мешок гороха, сопровождается скрипами и звонами. В общем, в море немало горластых созданий, которые в определенные периоды жизни устраивают бурные митинги, шумные демонстрации, концерты хорового пения.
Не меньшую растерянность акустической разведки вызывали тоскливые стоны, вздохи, пронзительный визг. Эти стенания китов-горбачей нередко слышали наблюдатели на Гавайских островах. Теперь хорошо известно, кто их издает, но каково было слушать их во время войны. Ведь ни офицерский мундир, ни диплом инженера не избавляют от веры во всякую чертовщину, весьма распространенной в Соединенных Штатах.
О том, что дельфины и другие китообразные способны издавать всевозможные звуки, было известно еще в далекой древности всеведущим грекам. Но знал ли об этом кто-нибудь из высших чинов военно-морского флота? Когда объявлялась боевая тревога, никому и в голову не приходило, что ее виновниками могут быть морские исполины.
До начала второй мировой войны гидроакустика была слабо развита, а биологическая акустика еще только зарождалась. Ученые не успели даже бегло изучить звуки океанских глубин. Однако уже было известно, что многие обитатели «мира безмолвия» — весьма шумные существа, но издаваемые ими звуки не привлекали особого внимания. Военные гидроакустики знали о них до обидного мало, а знание биологических шумов оказалось важнее, чем думали в мирное время.
Это уже отчетливо ощутило командование англо-американского флота, ведшего тяжелые бои с японскими агрессорами.
Происхождение многих шумов, возникающих в наушниках гидрофонов, было трудно определить. Нередко звуки, производимые стаей рыб, принимали за шум судовых двигателей.
Сколько раз расшумевшиеся косяки рыб давали повод для объявления боевой тревоги! Ложные тревоги чаще всего случались в сумерках. В это время некоторые рыбы поднимаются из глубины и крупными стаями подходят к берегам. Большая и дружная стая производит такую какофонию звуков, что заглушает даже шум судов. Никто и не подозревал, что молчаливые рыбы могут создать такой грохот и скрежет. Акустики были уверены, что перед ними враг. Наибольшую известность получил переполох в Чесапикском заливе[1] весной 1942 года.
Гидроакустики службы береговой охраны обнаружили сильный подводный шум. Только работа двигателей множества подводных лодок могла вызвать подобную акустическую бурю. Немедленно была дана команда всем подразделениям приготовиться к бою с немецким десантом. Бой не состоялся. Военная разведка, как ни старалась, не смогла обнаружить ни одного вражеского корабля, ни одной подводной лодки. Тревога оказалась ложной.
Для повышенной подозрительности у союзников было достаточно оснований. Весной 1942 года немецкие и японские подводные лодки рыскали повсюду. Они выходили в море целыми отрядами. Немцы называли подобные соединения «волчьими стаями». Субмарины гроссадмирала Деница были снабжены шноркелями — длинными трубами с головкой на конце, предназначенными для забора воздуха и выброса выхлопных газов. Выставив ее из воды, лодка могла идти на небольшой глубине, невидимая даже днем. Командование частей береговой обороны постоянно находилось в нервном напряжении, уверенное, что с наступлением темноты на них в любой момент могут напасть вражеские миноносцы и подводные лодки. А враг действительно совершал дерзкие налеты.
Трагически погиб крупнейший корабль британского флота линкор «Ройял Ок». Он был потоплен немецкой субмариной в собственном доме, в святая святых британского флота — главной военно-морской базе Скапафлоу. Осуществить дерзкую операцию помогли вражеские акустики. Осторожно подобравшись ко входу в гавань, лодка дождалась английского транспортного судна, возвращавшегося на базу. Внимательно вслушиваясь в шум его машин и повторяя все маневры транспорта, подводная лодка пробралась в гавань и, выпустив торпеды, ушла в море, воспользовавшись растерянностью англичан.
Акустикам редко удавалось установить истинную причину ложных тревог. Неизбежная в таких случаях подозрительность дала повод для возникновения легенд о том, что японцы специально добивались того, чтобы звуки, работающих двигателей их кораблей были похожи на шумы рыбьих стай. Не могу поручиться, что эта легенда возникла без серьезных к тому оснований. В начале войны японцы сами сильно страдали от незнания биологических шумов моря. Теперь нам уже никогда не удастся выяснить, сколько раз рыбьи стаи заставляли затаиться японскую подводную лодку, услышавшую шум гребных винтов приближающейся мнимой эскадры союзников. С начала войны в Японии велись биоакустические исследования под руководством профессора Л. Хиямы, но они дали результаты только в 1944 году. Записи шумов биологического происхождения были переданы в руки конструкторов подводных аппаратов, и, по-видимому, японские ученые действительно делали попытку акустической мимикрии, подгоняя шум работающих двигателей под шум, издаваемый стаей рыб. Возможно, такая работа достаточно полно удалась лишь в отношении аппарата «кантон» («путь в рай») — человека-торпеды.
Во всяком случае, минилодкам со взрывчаткой и смертником на борту несколько раз удавалось прорваться к якорным стоянкам у островов Палад и Улити.
Немецкое командование тоже волновало, что их собственные субмарины производят весьма заметный шум. Даже в самые последние месяцы войны в Германии интенсивно изучались шумы моря. С участием акустиков была создана серия «Зеехунд» («Морская собака») — малошумовых подводных лодок. Каждая субмарина этой серии после спуска на воду обязательно проходила гидроакустическую паспортизацию на одной из морских исследовательских баз в Балтийском море. В свою очередь страны антигитлеровской коалиции совершенствовали аппаратуру акустической разведки. Советские корабли разных типов и военные суда наших союзников были оснащены первоклассными по тем временам гидроакустическими приборами. Это, несомненно, сказалось на результатах боевых действий. Еще до окончания войны Япония потеряла почти весь подводный флот. В организации акустической службы военным помогали биологи. А когда затихли орудия, исследования были продолжены с чисто научными целями.
На стыке двух дисциплин появилась новая наука — биогидроакустика.
В тропических и умеренных широтах многие рыбы издают весьма громкие звуки. Наибольшей известностью пользуются рыбы-мичманы, небольшие существа длиной 25—35 см, живущие у побережья Америки, в Тихом и Атлантическом океанах.
Свое название они получили за своеобразную окраску и светящиеся точки, расположенные правильными рядами, как блестящие пуговицы на парадном мундире.
Рыбки обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру вблизи берега, в устьях рек и по мелководным морским заливам. По окончании нереста самки уплывают, а самцы остаются охранять икру, беспрерывно жужжа, — видимо, отпугивая врагов. Во время войны дружное жужжание тысяч мичманов вполне могло быть принято за приближение «волчьей стаи».
Достаточно шумно ведет себя Жаба-рыба. Издалека ее голос напоминает хриплое ворчание или гудки идущих вдали пароходов. Звуки издаются сериями по два-три раза в минуту. Непосвященному кажется, что судно взывает о помощи.
Звуки так сильны, что вблизи они вполне сошли бы за шум мчащегося мимо поезда или отбойного молотка. Измерения показали, что интенсивность выкриков жабы-рыбы превышает 100 дБ. Иногда они способны вызвать у слушателей болезненные ощущения. Звукогенератором служит плавательный пузырь, по форме напоминающий стилизованное изображение сердца.
Жабовидные рыбы — домоседы. Каждая имеет свой участок, на котором прописана постоянно. В первой половине лета у них наступает брачный период. Где-нибудь в ямке самка откладывает группу крупных икринок, а заботливый супруг охраняет ее около трех недель, пока не вылупятся головастикообразные личинки. Гудки рыб — это грозное предупреждение, что участок охраняется. Митинг жаб-рыб, усиленный акустической аппаратурой, вполне мог вызвать панику у представителей морской разведки.
В годы войны ученые не сумели выявить всех виновников ложных тревог, но волнистого горбыля удалось поймать с поличным. Это он сеял панику у берегов Америки. Горбыли — широко распространенные крупные рыбы. Известно около 150 видов горбылей. Эти донные рыбы живут большими стаями и держатся вблизи скал, гротов и россыпей камней, где обычно и прячутся днем. В сумерках рыбы покидают свои убежища, поднимаются из глубины, заглядывают в заливы, в устья рек. Идут к берегу шумными стаями. Видимо, по дороге им встречается немало такого, что целесообразно обсудить тут же на месте. Немногие наземные животные позволяют себе устраивать подобный гвалт. Особенно шумны рыбы, когда дело доходит до нереста. Видимо, любовные перепалки горбылей и вызывали переполох береговой охраны.
Горбыли, как и жабы-рыбы, производят звуки путем сокращения мышц, которые окружают плавательный пузырь, выполняющий роль резонатора. Неблагоразумно шумное поведение им дорого обходится. Концерты, устраиваемые «морскими барабанщиками», живущими в Атлантическом океане, помогают рыбакам разыскивать стаи рыб. В Средиземном море орлиные горбыли, собравшись большой компанией, будят ночную тишину тоскливыми стонами, многократно повторяемыми в определенном ритме. Стенания горбылей позволяют рыбакам выследить и обложить стаю сетями. В настоящее время список рыб, способных издавать громкие звуки, достаточно велик. Вероятно, в океане будут обнаружены и другие горлопаны, чьи голоса, сливающиеся с галдежом, который царит на спевках хора рыб-крокеров, как бы охрипших от долгих вокальных упражнений, пугали во время войны акустиков береговых постов слежения. Немалый шум способно произвести скопление креветок. Трудно поверить, что небольшие, тихие существа могут устроить настоящую какофонию. Вихрь пощелкиваний, словно на асфальт высыпали мешок гороха, сопровождается скрипами и звонами. В общем, в море немало горластых созданий, которые в определенные периоды жизни устраивают бурные митинги, шумные демонстрации, концерты хорового пения.
Не меньшую растерянность акустической разведки вызывали тоскливые стоны, вздохи, пронзительный визг. Эти стенания китов-горбачей нередко слышали наблюдатели на Гавайских островах. Теперь хорошо известно, кто их издает, но каково было слушать их во время войны. Ведь ни офицерский мундир, ни диплом инженера не избавляют от веры во всякую чертовщину, весьма распространенной в Соединенных Штатах.
О том, что дельфины и другие китообразные способны издавать всевозможные звуки, было известно еще в далекой древности всеведущим грекам. Но знал ли об этом кто-нибудь из высших чинов военно-морского флота? Когда объявлялась боевая тревога, никому и в голову не приходило, что ее виновниками могут быть морские исполины.
Дельфин-премьер
Почти 40 лет назад в маленьком городке Сент-Огастин, штат Флорида, появился первый в мире океанариум «Морская студия». Сначала там поселили гигантских двустворчатых моллюсков — тридакн, раковина которых достигает 1.4 м, а вес — 200 кг, омаров, лангустов, крабов, морских черепах и тропических рыб в ярких, причудливо разрисованных одеждах. Несколько позже, не без серьезных сомнений (не было уверенности, что звери заинтересуют посетителей), сюда выпустили атлантических бутылконосых дельфинов — афалин.
С тех пор они являются самыми постоянными и самыми симпатичными обитателями океанариумов. В нашей стране дрессированных дельфинов показывали еще в 1936 году в передвижном цирке «Адыгеи», гастролировавшем в Туркмении. Почему-то в те годы они не привлекли к себе внимания.
Афалины живут во всех океанах, но открытым водным пространствам предпочитают прибрежную зону. Благодаря их постоянному появлению у берегов мы, видимо, лучше знакомы этим дельфинам, чем остальным 50 видам его собратьев.
Впрочем, и нам ближе всего знакомы именно афалины. Они способны привязаться к человеку не хуже собаки. Им можно полностью доверять, не то что обезьянам, чьи интеллектуальные способности так любят сравнивать с интеллектом дельфинов, cреди зубатых китов афалины не самые маленькие по размерам, но уж, конечно, и не гиганты. Крутолобая голова никак не отделена от туловища. Большие добрые глаза и постоянно улыбающаяся морда настолько ясно выражают дружелюбие, что очень скоро привыкаешь к достаточно длинным челюстям, усаженным чуть ли не сотней внушительных зубов.
Звери очень внимательны и осторожны в обращении с людьми. Даже расшалившийся молодой дельфин, вылетев на метр над поверхностью воды, чтобы выхватить из ваших рук рыбу, сделает это так аккуратно, что не только не прихватит зубами пальцы, но даже не коснется их носом.
Афалины — общительные создания. Они ведут стадный образ жизни. Стадо, имеющее сложную структуру, состоит из небольших семейных групп, возглавляемых самками-матерями. В дельфинариумах наблюдали, что у матери с детьми много лет сохраняется большая взаимная привязанность, даже если их надолго разлучают и они становятся членами разных коллективов.
Детеныши рождаются летом. Во время родов роженице помогают одна-две опытные самки. Сначала они поддерживают у поверхности мать, а затем помогают всплыть и сделать первый вдох дельфиненку. Роды развиваются быстро. Малыш появляется на свет под водой, хвостом вперед, и вскоре начинает плавать сам. Однако добровольные помощницы не спускают с него глаз, готовые в любую минуту прийти на выручку.
Бескорыстная взаимопомощь дельфинов, получившая столь широкую известность, по-видимому, оказывается главным образом между хорошо знакомыми животными. Если у недавно пойманной самки, не успевшей еще подружиться с обитателями бассейна, начинаются роды, дельфины-аборигены приходят в страшное волнение, но помогать новой знакомой не пытаются.
Первое время у матери много хлопот. Малыш беспрерывно хочет есть. «Лежа» на боку, чтобы детенышу было удобнее, самка кормит его каждые 10—30 мин. Только на четвёртом — пятом месяце он начинает пробовать рыбу. Силенок у малыша немного, и, чтобы он не отставал, мать берет его на «буксир».
Детеныш все время держится около матери, пристроившись к хвосту чуть ниже или сбоку, и повторяет все ее движения.
Издали кажется, что он держится за мать. Так он затрачивает значительно меньше энергии. Видимо, в турбулентных потоках, которые возникают вокруг плывущего животного, «приставшие» к телу слои воды как бы тянут за собой часть струй, а они в свою очередь увлекают малыша. Дрессировщики на собственном опыте убедились, что плыть, прижавшись к дельфину, удивительно легко. Но стоит на секунду оторваться — и сразу отстаешь от быстроходного животного. Охотятся дельфины сообща. Сначала на поиски отправляются разведчики. Найдя косяк рыб, они сигнализируют стаду, что есть возможность пообедать. Крупную одиночную рыбу животные короткими быстрыми бросками гонят в сторону берега и там ее хватают. Стаю рыб окружают, сбивают в кучу и, устроив вокруг хоровод, на ходу выхватывают по лакомому кусочку.
Трудно сказать, кто первый заподозрил у дельфинов способность к эхолокации. Директор «Морской студии» А. Макбранд пишет в своих дневниках, что животные превосходно ориентируются даже в полной темноте и легко находят брошенную им рыбу. Однажды Макбранд руководил отловом дельфинов в узком морском заливе, куда они нередко заглядывали. Как только стадо зашло в залив, горло его перегородили ловушкой из прочных сетей. Однако маневр ловцов потерпел неудачу. Ближе чем на 30 м животных подогнать к сетям не удалось. На таком расстоянии дельфины видеть сеть не могли. Их поведение натолкнуло Макбранда на мысль об эхолокации и подсказало способ, как перехитрить животных.
Он решил построить ловушку из сетей с более крупными ячейками. Эхо от нее оказалось слабее. Напуганные погоней, потерявшие от страха голову, дельфины не заметили слабого эха, отраженного от сетей, и были благополучно пойманы.
Дневники Макбранда стали достоянием общественности лишь после его смерти. Экспериментальное подтверждение наличия у китообразных эхолокации впервые получили У. Шевилл и У. Келлог. Эксперимент на дельфинах стоит уйму денег: дорога поимка, дорого содержание, дорого и длительно обучение. Поэтому Шевилл приобрел для исследований, которые он проводил совместно со своей женой Барбарой Лоуренс, пенсионера из океанариума — животное вполне обученное, но слишком старое, чтобы выполнять сложные цирковые номера.
Для своих экспериментов ученые соорудили пруд на морском берегу, чтобы легче было менять в нем воду. Условия для изучения эхолокации были идеальными. Не пришлось ничего изобретать, чтобы лишить дельфина возможности пользоваться зрением: вода в пруду всегда была мутной. Во время опытов пруд разгораживали сетью пополам, оставляя с одной стороны небольшой проход, позволяющий животному переходить из одной половины в другую. Экспериментаторы бросали в воду рыбу, и дельфин, лишенный возможности пользоваться зрением, должен был догадаться, с какой стороны сети она находится. Испытуемый получал рыбу только в том случае, если с самого начала делал правильный выбор. Задача оказалась пустяковой. Она всегда выполнялась безукоризненно.
С тех пор они являются самыми постоянными и самыми симпатичными обитателями океанариумов. В нашей стране дрессированных дельфинов показывали еще в 1936 году в передвижном цирке «Адыгеи», гастролировавшем в Туркмении. Почему-то в те годы они не привлекли к себе внимания.
Афалины живут во всех океанах, но открытым водным пространствам предпочитают прибрежную зону. Благодаря их постоянному появлению у берегов мы, видимо, лучше знакомы этим дельфинам, чем остальным 50 видам его собратьев.
Впрочем, и нам ближе всего знакомы именно афалины. Они способны привязаться к человеку не хуже собаки. Им можно полностью доверять, не то что обезьянам, чьи интеллектуальные способности так любят сравнивать с интеллектом дельфинов, cреди зубатых китов афалины не самые маленькие по размерам, но уж, конечно, и не гиганты. Крутолобая голова никак не отделена от туловища. Большие добрые глаза и постоянно улыбающаяся морда настолько ясно выражают дружелюбие, что очень скоро привыкаешь к достаточно длинным челюстям, усаженным чуть ли не сотней внушительных зубов.
Звери очень внимательны и осторожны в обращении с людьми. Даже расшалившийся молодой дельфин, вылетев на метр над поверхностью воды, чтобы выхватить из ваших рук рыбу, сделает это так аккуратно, что не только не прихватит зубами пальцы, но даже не коснется их носом.
Афалины — общительные создания. Они ведут стадный образ жизни. Стадо, имеющее сложную структуру, состоит из небольших семейных групп, возглавляемых самками-матерями. В дельфинариумах наблюдали, что у матери с детьми много лет сохраняется большая взаимная привязанность, даже если их надолго разлучают и они становятся членами разных коллективов.
Детеныши рождаются летом. Во время родов роженице помогают одна-две опытные самки. Сначала они поддерживают у поверхности мать, а затем помогают всплыть и сделать первый вдох дельфиненку. Роды развиваются быстро. Малыш появляется на свет под водой, хвостом вперед, и вскоре начинает плавать сам. Однако добровольные помощницы не спускают с него глаз, готовые в любую минуту прийти на выручку.
Бескорыстная взаимопомощь дельфинов, получившая столь широкую известность, по-видимому, оказывается главным образом между хорошо знакомыми животными. Если у недавно пойманной самки, не успевшей еще подружиться с обитателями бассейна, начинаются роды, дельфины-аборигены приходят в страшное волнение, но помогать новой знакомой не пытаются.
Первое время у матери много хлопот. Малыш беспрерывно хочет есть. «Лежа» на боку, чтобы детенышу было удобнее, самка кормит его каждые 10—30 мин. Только на четвёртом — пятом месяце он начинает пробовать рыбу. Силенок у малыша немного, и, чтобы он не отставал, мать берет его на «буксир».
Детеныш все время держится около матери, пристроившись к хвосту чуть ниже или сбоку, и повторяет все ее движения.
Издали кажется, что он держится за мать. Так он затрачивает значительно меньше энергии. Видимо, в турбулентных потоках, которые возникают вокруг плывущего животного, «приставшие» к телу слои воды как бы тянут за собой часть струй, а они в свою очередь увлекают малыша. Дрессировщики на собственном опыте убедились, что плыть, прижавшись к дельфину, удивительно легко. Но стоит на секунду оторваться — и сразу отстаешь от быстроходного животного. Охотятся дельфины сообща. Сначала на поиски отправляются разведчики. Найдя косяк рыб, они сигнализируют стаду, что есть возможность пообедать. Крупную одиночную рыбу животные короткими быстрыми бросками гонят в сторону берега и там ее хватают. Стаю рыб окружают, сбивают в кучу и, устроив вокруг хоровод, на ходу выхватывают по лакомому кусочку.
Трудно сказать, кто первый заподозрил у дельфинов способность к эхолокации. Директор «Морской студии» А. Макбранд пишет в своих дневниках, что животные превосходно ориентируются даже в полной темноте и легко находят брошенную им рыбу. Однажды Макбранд руководил отловом дельфинов в узком морском заливе, куда они нередко заглядывали. Как только стадо зашло в залив, горло его перегородили ловушкой из прочных сетей. Однако маневр ловцов потерпел неудачу. Ближе чем на 30 м животных подогнать к сетям не удалось. На таком расстоянии дельфины видеть сеть не могли. Их поведение натолкнуло Макбранда на мысль об эхолокации и подсказало способ, как перехитрить животных.
Он решил построить ловушку из сетей с более крупными ячейками. Эхо от нее оказалось слабее. Напуганные погоней, потерявшие от страха голову, дельфины не заметили слабого эха, отраженного от сетей, и были благополучно пойманы.
Дневники Макбранда стали достоянием общественности лишь после его смерти. Экспериментальное подтверждение наличия у китообразных эхолокации впервые получили У. Шевилл и У. Келлог. Эксперимент на дельфинах стоит уйму денег: дорога поимка, дорого содержание, дорого и длительно обучение. Поэтому Шевилл приобрел для исследований, которые он проводил совместно со своей женой Барбарой Лоуренс, пенсионера из океанариума — животное вполне обученное, но слишком старое, чтобы выполнять сложные цирковые номера.
Для своих экспериментов ученые соорудили пруд на морском берегу, чтобы легче было менять в нем воду. Условия для изучения эхолокации были идеальными. Не пришлось ничего изобретать, чтобы лишить дельфина возможности пользоваться зрением: вода в пруду всегда была мутной. Во время опытов пруд разгораживали сетью пополам, оставляя с одной стороны небольшой проход, позволяющий животному переходить из одной половины в другую. Экспериментаторы бросали в воду рыбу, и дельфин, лишенный возможности пользоваться зрением, должен был догадаться, с какой стороны сети она находится. Испытуемый получал рыбу только в том случае, если с самого начала делал правильный выбор. Задача оказалась пустяковой. Она всегда выполнялась безукоризненно.