пропорциональной зависимостью. Чем выше звук и больше частота его колебаний, тем короче длина волны. Однако для получения достаточно хорошего эха необходимо, чтобы отражающее препятствие было в два-три раза больше, чем длина ударяющейся о него звуковой волны. Иногда это бывает особенно заметно на морском берегу, где волны спокойно проходят мимо тоненьких столбиков или буйков и отражаются лишь от длинного мола. Если мы хотим, чтобы звуковая волна отразилась от небольших препятствий, а затем намереваемся при помощи эха определить, на каком расстоянии и в каком направлении находятся эти препятствия, нам нужно использовать по возможности самые короткие волны и, следовательно, самый высокий звук. Летучие мыши еще 50 миллионов лет назад открыли для себя эти преимущества высокочастотных колебаний, тогда как человек начал применять подобную технику лишь в конце 30-х годов в военных приборах, получивших название сонар (по начальным буквам английских слов «Sound Navigation and Randing»)[11].
Конечно, звуковые волны намного короче морских. Частота звуковых колебаний среднего
Не так легко заметить летучих мышей, потому что они летают только в поздние сумерки и ночью, к тому же высоко над землей. Из великого множества разновидностей млекопитающих, покрытых шерстью, летучие мыши по количеству видов и общей численности превосходят всех, кроме грызунов. В странах с умеренным климатом они питаются исключительно насекомыми, хватая их на лету или с поверхности листвы. Среди летучих мышей, обитающих в тропиках, встречаются насекомоядные виды, а также питающиеся фруктами, нектаром, рыбой, а в Новом Свете водятся даже вампиры, сосущие кровь.
Всем тем крупным летучим мышам (за исключением одного вида), которые питаются фруктами, для ориентации необходимо зрение. Если их ослепить, они становятся беспомощными. Исключение составляют
Все без исключения мелкие летучие мыши ведут себя так, будто они слепы. Они прекрасно ориентируются в полной темноте, если у них не повреждены органы слуха, и поэтому можно сказать, что они «видят ушами». Среди них встречаются и такие, которые издают очень тихие звуки, отчего их и называют «шепчущими летучими мышами». Другие исследуют окружающее пространство с помощью высокочастотных звуков одного тона. Кроме этих видов, существуют и такие, как, например, обычные насекомоядные летучие мыши, обитающие в средней полосе Америки, которые испускают сильные ультразвуковые крики различной высоты: в течение 0,05 секунды высота этих сигналов падает почти на целую октаву, и это обычная для них вариация, благодаря которой их стали называть частотно- модулирующими летучими мышами (ЧМ летучие мыши).
«Шепчущие летучие мыши» питаются главным образом тропическими фруктами и насекомыми, сидящими на растениях. По-видимому, они никогда не охотятся на своих жертв во время их полета, а искусно парят над растениями, высматривая на них насекомых. Их сигналы представляют собой очень короткие пощелкивания, такие слабые, что их можно воспринять только с помощью самых лучших микрофонов и других звукоулавливающих приборов. Очень редко они производят шум, слышимый человеком. Большинство их звуковых сигналов имеет частоту до 150 000 колебаний в секунду.
Знаменитый вампир, летучая мышь средней величины, относится к шепчущим мышам. Он обычно парит над спящей лошадью или человеком, а затем прорезает у них кожу острыми, как бритва, зубами, и кровь начинает сильно течь из ранки. Вампир так же искусно пьет теплую кровь, как кошка лакает молоко. Однако собак вампиры кусают редко; очевидно, это происходит потому, что чувствительный к высоким звукам слух собаки хорошо воспринимает сигналы, которые вампир использует для эхо-локации при нападении на крупных животных. Поэтому собака просыпается и отпугивает вампира. Д- р Дональд Р. Гриффин, профессор зоологии Гарвардского университета, непревзойденный знаток сигналов летучих мышей, считает возможным натренировать собак со «слышащими ушами» до такой степени, что они смогут предупреждать людей о приближении вампира, как бы компенсируя невосприимчивость человека к ультразвуку, подобно тому как компенсируют собаки-поводыри отсутствие зрения у слепых. К тому же вампиры часто заражают свою жертву бешенством, так что в этом предложении имеется и другая практическая сторона.
Летучие мыши, которых художники изображают в виде символов ужаса, являются, за малым исключением, безвредными. Это так называемые подковоносые летучие мыши, обитающие в Европе, Азии, Африке и Австралии. У этих охотников за насекомыми вокруг носа и рта имеется двойная кожистая складка — та самая «подкова», которая служит своеобразным рупором, концентрирующим высокочастотные сигналы в узкий звуковой пучок, который можно направлять вперед и назад, как луч фонарика. Эти животные постоянно ощупывают окружающее пространство, даже если они отдыхают в висячем положении вниз головой. Их локационный аппарат прекрасно приспособлен для этого. Тазобедренные суставы таких летучих мышей чрезвычайно подвижны; поэтому они могут в висячем положении так поворачивать свое тело, что оно может описать почти полный круг, пока животные в поисках добычи сканируют окружающую среду. Когда звук отражается от комара или жука, подковонос бросается к своей жертве и ловит ее. Как отмечал британский зоолог Дж. Д. Пай, этот вид летучих мышей представляет собой «в высшей степени совершенную самонаводящуюся ракету, для которой топливом служат ее мишени».
Своеобразный писк подковоноса длится 0,05–0,1 секунды, то есть его длительность слишком велика для эхолокации возможной добычи. По-видимому, уши этих животных могут воспринимать эхо уже тогда, когда их рот и голосовые связки еще производят звук. Можно предположить также, что подковонос различает, летит ли насекомое по направлению к нему или от него, и в соответствии с этим меняет тактику преследования. Приняв во внимание эту удивительную способность, мы легче поймем, как летучие мыши используют звук, поскольку это соответствует приобретенному нами опыту.
Всякий раз, когда мы едем в поезде, мы слышим свисток или гудок паровоза как звуки постоянной высоты. Однако, когда мы стоим на железнодорожной платформе и к нам приближается на полной скорости паровоз, высота звучания его свистка или гудка резко падает в тот момент, когда он проносится мимо нас. Такое изменение высоты звука, названное по имени его открывателя эффектом Допплера, вызвано движением поезда сначала по направлению к нам, а затем от нас. По мере приближения паровоза его свисток порождает звуковые волны, которые «сжимаются» за счет собственной скорости поезда, и при этом для тех, кто стоит впереди, на платформе, длина волн укорачивается и звук становится более высоким. Когда же поезд проносится вдоль платформы и удаляется от нас, звуковые волны, создаваемые свистком, возвращаются к нам удлиненными за счет скорости паровоза; это приводит к снижению высоты звука. Точно так же если насекомое удаляется от подковоноса, то высота звучания эха, которое достигнет ушей этой летучей мыши, будет ниже, чем у исходного сигнала, тогда как эхо от приближающегося насекомого будет иметь более высокую частоту. Конечно, летучая мышь, обладающая способностью воспринимать любое эхо в тот момент, когда звук продолжает выходить из ее гортани, сможет получить еще больше информации по слегка измененной частоте отраженного звука.
Очень распространенные в Северной Америке и Европе обыкновенные или гладконосые насекомоядные летучие мыши принадлежат к виду ЧМ летучих мышей; они издают ультразвуки, длящиеся лишь тысячные доли секунды. И в течение этого времени высота звука плавно модулируется.
