Откуда что берется

Когда жизнь еще только зарождалась, звуковая обстанов­ка на нашей планете была довольно однообразной. Иногда громыхал гром или посвистывал ветер. Кое-где тишину нару­шали срывающиеся со скал водопады, шум морского прибоя да грохот вулканов. Кого тогда на Земле могли интересовать эти звуки? Только когда появились высокоразвитые живот­ные, научившиеся активно передвигаться, странствовать по белу свету и пожирать друг друга, на Земле появились „интересные” звуки. Это были звуки биологического происхожде­ния. Их создавали сами животные, и, естественно, они содер­жали известную информацию о самих источниках звука. По­добной информацией стоило заинтересоваться.

Интерес к звукам биологического происхождения послу­жил толчком к развитию звукового анализатора у далеких предков современных животных. Когда звукоулавливающие органы достигли известного совершенства, животные смогли использовать звуки и для взаимного обмена информацией. У них возникла потребность специально производить звуковые сигналы.

Основа любого музыкального инструмента - вибратор, создающий звуковые волны. Им может быть любое упругое тело, способное колебаться от толчка, удара или трения. Если звук нужно усилить, используется резонатор. Для этой цели чаще всего служит воздух. Он упруг. Столбик газа вибри­рует по всей своей длине, как стальная пружина. Он может колебаться с любой частотой, но колебания воздуха скоро затухают. Резонировать могут и стенки полости.

Известны музыкальные инструменты, состоящие из одних, вибраторов. Это ксилофон, тарелки, колокольчики и колокола. У флейты резонирует столбик воздуха. Ее стенки в усилении звука участия не принимают. У медных духовых инструментов - труб, валторн - вибрирует и воздух, и металл стенок. Получается значительное усиление звука. „Музыкальные инструменты” животных или состоят из одного вибратора, дога снабжены резонатором. Им может быть мембрана, столбик воздуха или стенки полости, где газ (не обязательно воздух) находится под некоторым давлением.

Природа снабдила живые организмы звукогенераторами самых разных конструкций. У насекомых они достаточно при­митивны. Перепончатокрылые пользуются грубыми смычковы­ми инструментами вроде контрабаса. Саранча водит лапкой по своим жестким крыльям. Кузнечики извлекают звук трением надкрылий. У сверчков на трущейся поверхности крыла находится 150 треугольных призм, а вибрация четырех перепонок усиливает звук.

Удивительным музыкальным инструментом - цимбалами - обладают жители жарких стран - цикады. Поют только самцы. У них на нижней стороне первого сегмента брюшка находятся две выпуклые пластины. Их и называют цимбалами. Каждая пластина снабжена специальными мощными мускулами. Они втягивают выпуклую часть пластины внутрь и мгновенно отпускают. Втягивают и отпускают. Звук возникает по такому же принципу, как у металлической масленки или консервной банки, когда продавишь пальцем ее дно, а затем позволишь ему с характерным звуком занять прежнюю позицию. Стрекотание цикад слышится в любое время суток. Особенно неис­товствуют они с наступлением темноты. Трудно представить южную ночь без неумолчного гомона цикад. Чрезвычайно сильные голоса у тропических видов. Их песня напоминает звук циркульной пилы или стрекотание мотоцикла, а по громкости не уступит пронзительному свистку паровоза.

Умеют издавать самые различные звуки и рыбы, хотя специальных звукогенераторов у них, по-видимому, нет. Некоторые издают звуки за счет трения жаберных крышек. Карповые рыбы скрежещут зубами, спрятанными глубоко в глотке. Многие рыбы пользуются плавательным пузырем, работающим как резонатор. Звук возникает благодаря сокращению спе­циальных барабанных мышц, вызывающих колебания его стенок.

С помощью этих несложных, устройств рыбы производят стуки, скрежет, удары, свисты, скрипы, всхлипывают, клохчут, мурлыкают, фыркают. Желтая макрель, встретив свою подру­гу, крякает от удовольствия. Рыба-ангел хрюкает, как поросенок. Бычок-кругляк во время нереста скрипит, подзывая самку, а увидев ее, начинает квакать. Черная рыба лает по-собачьи, а морские собачки предпочитают хрюкать. Морской петух - подумать только! - чтобы подать сигнал опасности, "кудахчет" курицей. Рыба-лоцман на ходу постукивает, по-ви­димому, для того, чтобы ведомая ею акула не отвлекалась. Особенно шумно ведут себя рыбы во время брачных игр. Бычок-кругляк верещит, длиннорылый бычок-подкаменщик жуж­жит. Зеленушка-оцеллята, перед тем как подраться, цокает. Бычок-кругляк, охраняя гнездо, рычит. Рыба-дикобраз скрежещет, как ржавая дверная петля. Рябчик гризеус, выражая угрозу, барабанит, а сахалинский подкаменщик урчит. Испуганный спинорог свистит, чирикает, щелкает.

Самыми молчаливыми животными нужно считать рептилий. Издаваемые ими звуки весьма однообразны. Почти все змеи умеют угрожающе шипеть. Громко шипят сухопутные черепахи. Некоторые ящерицы способны пищать. Сцинковые гекконы трением чешуек хвоста друг о друга производят странный звук, напоминающий шорох свертываемой пергаментной бумаги. У рогатой гадюки, гадюки Авиценны и песчаной эфы по бокам тела находятся особые пилообразно расположенные чешуйки. Свернувшись в два полукольца и беспрерывно скользя одним полукольцом по другому, эти змеи заставляют свои „музыкальные” чешуйки издавать звук, напоминающий шипение горячего утюга, если на него плюнуть.

Гремучие змеи пользуются погремушкой. Она представ­ляет собой шесть - восемь колокольчиков из высохшей кожи, венчающих кончик хвоста. Свернувшись в кольца, змея при­поднимает хвост и, быстро вибрируя им, начинает „греметь”. Звук погремушки похож на стрекотание узкопленочного кино­проектора.

Но самыми непревзойденными вокалистами и музыкантами являются, конечно, птицы. Они широко пользуются всевозможными музыкальными инструментами. Характерным музыкальным аккомпанементом сопровождается полет многих птиц. По свисту крыльев легко опознать вид уток, а по жужжанию - колибри. Бекасы - очевидно, за счет рулевых перьев хвоста - издают в воздухе свист, жужжание или блеющий звук. У стрепетов музыкально одаренным является четвертое маховое перо крыла. Многие птицы просто хлопают крыльями - такие сигналы используют козодои, совы, голуби, жаво­ронки. Голуби и козодои хлопают крыльями над спиной, остальные под животом. Щелканьем клюва выражают свои эмоции совы, кулики и другие птицы. Аисты на этом инстру­менте исполняют целые любовные серенады.

Некоторым безголосым птицам приходится брать музы­кальные инструменты напрокат. Стук клювом о твердую землю является призывным сигналом для цыплят. Синицы и поползни в качестве барабана используют отставшую сухую кору, дятлы - сухой ствол дерева. Барабанная дробь - это песнь о любви. Близкие виды дятлов барабанят с различной частотой. Самочки безошибочно узнают серенады „своих” кавалеров и не отзовутся на призыв чужака.

Животные пользуются множеством способов генерации звуков: Главным „музыкальным инструментом” является го­лосовой аппарат. Тенденция к его развитию возникла сразу же, как только древние позвоночные животные покинули воду. Голосовой аппарат появился уже у амфибий и стал прообра­зом голосовых органов высших позвоночных животных и человека. Голосовые связки - парные складки слизистой обо­лочки гортани - служат струнами. У млекопитающих они натянуты между щитовидным и черпаловидными хрящами гортани, образуя голосовую щель. Когда голосовые связки напрягаются, проходящий ток воздуха вызывает их колебания, порождая звук.

Сравнительно недавно выяснилось, что весьма голосисты­ми созданиями являются дельфины. Кроме щелчков, используемых для локации, они производят множество разных звуков, и, казалось бы, должны иметь хорошо развитые голосовые связки. Однако еще 150 лет назад анатомы заявили об их отсутствии. Правда, совсем недавно зоологи сумели отыскать их у афалин, опровергнув заключение весьма обстоятельных немецких исследователей прошлого века. Причем оказалось, что голосовые связки достаточно хорошо развиты. Сейчас даже трудно понять, как их до сих пор не замечали. Исследователи эхолокации давно свыклись с мыслью, что звук возникает у китов совсем иначе, и открытие зоологов не смогло поколе­бать сложившихся представлений.

Работа голосового аппарата млекопитающих тесно связа­на с дыхательной системой. Между тем устройство дыхательных путей дельфинов совершенно необычно и не имеет аналогии среди наземных существ. Дышать ртом зубатые киты не могут. Ни ротовая полость, ни глотка с легкими не сообщаются. Рот используется только по прямому назначению - для поглощения пищи. Это новшество имеет вполне разумное объяснение. Соединяйся ротовая полость с трахеей, дельфинам под водой в буквальном смысле слова было бы рта не открыть. А так как, кроме челюстей, у них нет иных приспособ­лений, чтобы хватать добычу, то при иной конструкции пищеварительной системы они погибли бы голодной смертью.

Зубатые китообразные дышат „носом”. Слово „нос” взято в кавычки потому, что носовой проход открывается у них на темени, а не на конце рыла (у дельфинов оно называется рострумом); кроме того, у них всего одна, зато весьма солидная ноздря. Дыхательное отверстие расположено в самой верхней точке головы. Многие дельфины только его и выставляют из воды. С таким дыхалом очень удобно, неподвижно зависнув, дремать, чуть-чуть подгребая ластами, чтобы темя все время выступало наружу. Отверстие дыхала снабжено мощным полулунным клапаном - своеобразной мясистой затычкой. Он предохраняет легкие от попадания воды. Широкая ноздря позволяет до предела сократить время, затрачи­ваемое на вдох и выдох.

Конструкторские новшества дыхательной системы дополняют три пары асимметричных воздушных мешков, соединен­ных с наружным носовым проходом. У большинства зубатых китов они узкие и дугообразно искривлены. Располагаются мешки ярусами, один над другим. Если дыхательную систему мертвого дельфина залить гипсом и получить слепок, то воздушные мешки больше всего напоминали бы три неправильной формы баранки, нанизанные на стержень наружного носового прохода. Мешки окружены мышечными слоями, часть из них снабжена собственной мускулатурой и сфинкторами в местах соединения с носовым проходом. У отверстия средней пары мешков находятся внутренние пробки. Это дает основание предполагать, что животные, напрягая мускулатуру мешков, могут произвольно изолировать отдельные полости от остальной дыхательной системы, создавать в них необходи­мое давление и, регулируя величину соединительного отвер­стия, перекачивать находящийся там воздух из одного мешка в другой. Для чего нужны воздушные мешки дельфинам, пока никто не знает, но большинство ученых думает, что они имеют непосредственное отношение к производству звуков.

Проще всего предположить, что звук возникает при продувании воздуха через наружное отверстие дыхала. Наблюдая за животными, можно заметить, как во время свиста из отвер­стия дыхала вылетают струйки мелких пузырьков воздуха. Однако во время щелчков и других звуков воздух не выделяется.

Местом возникновения звуков вполне могут быть голосовые связки. Воздух, продуваемый через них, не обязательно дол­жен выделяться наружу. Он может закачиваться в воздушные мешки, которые к тому же способны выполнять роль резона­торов. Большинство исследователей давно свыклись с мыслью, что эхолокационные щелчки возникают в наружном носовом проходе при перекачивании воздуха из одного мешка в другой через резко суженные отверстия. Действительно, продувая под давлением воздух через носовой проход мертвых дельфинов афалины и стенеллы, удалось получить слабые щелчки, напоминающие локационные.

Предложенная выше теория показалась ученым весьма привлекательной. И действительно, дыхательная система дельфинов имеет шесть воздушных мешков и еще больше суженных мест в воздухоносных каналах. Мускулатура каждого мешка и внутренние пробки в состоянии работать неза­висимо друг от друга. Это значит, что животные имеют воз­можность одновременно издавать несколько звуков. Наблюдения подтверждают, что афалины, гринды и белобочки мо­гут одновременно издавать свисты и щелчки, свисты и скрип, визг, лай и другие звуки. Существует предположение, что каждый локационный щелчок формируется за счет суммарно­го действия двух (или более) источников звука. Если эти предположения подтвердятся, станут понятны многие загадки звуков, издаваемых дельфинами, загадки, ответы на которые пока не найдены.

Синтез нескольких звуковых сигналов может обеспечить возникновение совершенно необычных звуков. Джонни Вайсмюллер, исполнитель роли Тарзана в некогда популярном многосерийном приключенческом фильме, рассказал, что знаменитый крик его героя состоял из голоса самого актера, лая собаки, сопрано оперной певицы, звука скрипичной струны и воя гиены.

Дыхательная система усатых китов устроена проще. Пищевой путепровод анатомически не отделен от дыхательного пути. Лишь во время заглатывания пищи вход в трахею временно закрывается с помощью надглоточного хряща. У уса­тых китов нет надчерепных воздушных мешков, зато имеется гортанный. Вероятно, звуки возникают в гортани, а воздушный мешок служит резонатором.