Ультра- и инфразвуки у животных

Некоторые животные общаются с помощью звуков, слишком высоких или слишком низких, чтобы их воспринимало человеческое ухо. Они используют такие частоты прежде всего с целью обезопасить себя во время передвижений и поисков пищи.

Стадо слонов неторпливо бредет вдоль берега небольшого озера. Слонята пьют воду, а слонихи охраняют их. Вдруг одна из слоних поднимает голову и замирает. Отведя уши назад, она двигает поочередно сначала одной передней ногой, потом другой. С каждым движением слониха немного меняет свое положение. Вскоре ей начинают подражать и другие члены стада. Поведение животных означает, что за 20 км от них на водопой отправилась другая группа слонов. Слоны у берега озера узнали о приближении сородичей по характерной вибрации почвы.

Escorte

Инфразвуки и наземные животные

Шагающий по земле слон посылает инфразвуковые сигналы, которые, как показали недавние исследования, распространяются более чем на 30 км. Перенося вес своего тела с одной передней ноги на другую, слоны у озера делают то же, что делаем мы, когда поворачиваем голову из стороны в сторону, стараясь определить, откуда доносится далекий звук. Вибрации земли (инфразвуки) улавливаются слоновьими ногами, поднимаются вверх по костям туловища, усиливаются костями черепа и наконец достигают косточек в среднем ухе.

Благодаря этому слоны слышат инфразвуки, частота которых настолько низка, что наши уши их не воспринимают. Лет 20 назад стало известно, что слоны способны издавать инфразвуки не только с помощью ног, но и носовыми ямками. Частота этих звуков составляет от 14 до 35 Гц. Их энергия невелика, но они распространяются на огромные расстояния.  С помощью инфразвуков слоны могут сообщать друг другу о найденных водоемах или об  опасности. Восприятие инфразвуков позволяет слонихе во время течки чувствовать приближение слона за многие километры.

Слоны воспринимают инфразвуки, распространяющиеся как по земле, так и по воздуху. Именно поэтому они безошибочно определяют дорогу к местности, где гремят грозы: гром порождает инфразвуки. Выбрав направление движения, слоны вытягивают хоботы и принюхиваются, стараясь уловить в воздухе запах пыльцы, выбитой из цветков каплями дождя. Слоны могут чуять грозу на расстоянии более 150 км, а также предсказывать цунами: незадолго до того, как в 2004 г. на побережье Таиланда обрушилась огромная волна, слоны  устремились прочь от берега.

Инфразвуки в воде

Инфразвуки способны издавать и воспринимать многие животные: насекомые, пауки,  скорпионы, амфибии, рептилии, некоторые грызуны и ряд других, более крупных млекопитающих. Бегемоты издают их, сокращая мышцы огромного горла, что заставляет вибрировать кожу. Это позволяет бегемотам посылать друг другу инфразвуковые сообщения, быстро распространяющиеся в озерной воде на огромные расстояния.

Способностью издавать и воспринимать ультразвуки, похоже, обладают крокодилы и аллигаторы. Известно, что инфразвуки, возникающие во время старта космических кораблей на мысе Канаверал во Флориде, вызывают сильное беспокойство у аллигаторов – особенно у самцов во время гона.

Киты также могут издавать инфразвуки. Это совсем неудивительно, учитывая, что низкочастотные колебания распространяются в воде намного лучше, чем в воздухе. С помощью инфразвуков стада китов могут общаться за сотни километров.

Убийственный ультразвук

Многие морские млекопитающие могут испускать и высокочастотные звуки. Такой способностью обладают, например, дельфины. Обычно они издают высокочастотные звуки двух типов. Во-первых, короткие, длящиеся по полсекунды, свисты частотой от 7 до 15 кГц. Человеческое ухо тоже воспринимает звуки такой частоты, поэтому они не считаются ультразвуками. Эти свисты и составляют основу дельфиньего языка.

Звуки второго типа – неслышимые человеческим ухом щелчки, которые могут издавать и другие китообразные. Щелчки представляют собой настоящие ультразвуки: их частота колеблется в диапазоне от 20 до 250 кГц. Китообразные используют их для поиска пищи и обнаружения препятствий с помощью эхолокации, а иногда и для того, чтобы оглушать или даже убивать своих жертв. Именно это и делают касатки во время зимней охоты на треску.

Лобный бугор

Издавать ультразвуки дельфинам помогает жировой лобный бугор. Этот орган фокусирует пучок издаваемых животным ультразвуковых волн, подобно тому как линза собирает в одну точку лучи света. Направленные вперед ультразвуки отражаются от находящихся на их пути объектов и возвращаются к органам слуха дельфина, помогая ему обнаруживать рыбу и препятствия. Восприятие этих звуков осуществляется с помощью нижней челюсти, задняя часть которой связана с внутренним ухом. Органы слуха передают информацию об отраженном ультразвуке в мозг, который ее анализирует.

«Зрячие» уши

Летучие мыши считаются непревзойденными мастерами ультразвуковой эхолокации. Они испускают ультразвуки, распространяющиеся в воздухе и встречающие на своем пути различные объекты, например насекомых. Отраженное препятствием эхо улавливается огромными ушами летучей мыши. Головной мозг зверька анализирует отраженные сигналы и определяет размеры и местонахождение жертвы.Обычно летучие мыши издают короткие серии от 20 до 80 ультразвуков в секунду. Человеческое ухо их не воспринимает. Эхолокация летучих мышей настолько эффективна, что позволяет им без труда ориентироваться в полной темноте и летать на большой скорости в густых кронах деревьев, не задевая ветки крыльями.

От мягких, шероховатых поверхностей ультразвуки отражаются гораздо хуже, чем от гладких. Этот акустический эффект давно разгадали насекомые, на которых охотятся летучие мыши (ночные бабочки, некоторые жуки и др.). Чтобы стать незаметными для крылатых хищников, они прикрыли свое тело густым слоем мягких волосков. Ультразвуки отражаются от такой поверхности очень слабо, поэтому летучая мышь может и вовсе не заметить добычу. Кроме того, некоторые ночные бабочки обладают способностью воспринимать испускаемые летучими мышами ультразвуки. Чтобы не стать жертвой хищника, услышавшему их насекомому достаточно сложить крылья и камнем упасть на землю.