Чудеса природы. Эхолокация

Пожалуй, самой совершенной заменой зрения является эхолокация, при которой животное испускает высокочастотные сигналы и обнаруживает предметы по возникающему от них эху, Принцип здесь такой же, как в военных радиолокаторах. Простые формы эхолокации встречаются у землероек, жирных козодоев, гималайских саланганов. Более совершенными ее формами обладают зубатые киты, дельфины, но апогея своего развития эхолокация достигает у летучих мышей.

Крылан в полете

Эти загадочные и необыкновенные создания начинают хозяйничать в воздухе после захода солнца. Особенности их строения и жизнедеятельности до сих пор ставят в тупик ученых, а их прерывистый, трепещущий полет, словно вычерчивающий сложную кривую в ночном небе, поражает стремительностью и бесшумной быстротой. Эти животные — единственные среди млекопитающих, приспособившиеся к длительному активному полету.

В старину летучих мышей считали спутниками ведьм и предзнаменованием беды.

Их нарекли «рукокрылыми», отразив в названии отряда особенность строения этих животных: передние конечности у них видоизменены и преобразованы в крылья. Кости (плечевая и лучевая) сильно удлинились, а между пятью пальцами длиннопалой кисти, как между тонкими спицами зонтика, натянута кожистая перепонка, обрамляющая тело и спускающаяся на задние лапки и хвост, где она переходит в межбедренную.

Активно удерживать в воздухе даже небольшое тело возможно при сильных и размашистых движениях крыльев, которые обеспечиваются хорошо развитым поясом верхних конечностей — длинными ключицами, подвижным сочленением плеча и лопатки, а сформированный костный вырост грудины — киль (аналогичный птичьему) — служит местом прикрепления мощных мышц, опускающих крылья при полете. На задних лапках образовались особые тонкие косточки-шпоры, создающие дополнительный каркас части края межбедренной перепонки. Тельце у летучих мышей небольшое, напоминающее пушистый мешочек, глаза — крохотные, зато уши впечатляют своими размерами относительно величины самих зверьков. Так, у восьмисантиметровых ушанов длина ушных раковин равна половине общей длины головы и туловища.

Уши-локаторы летучей мыши

Пока светит солнце, убежищами крылатых охотников служат дупла деревьев, чердаки, заброшенные темные постройки. В пещерах скапливаются огромные колонии этих созданий — сотни и тысячи особей. Зацепившись когтистыми задними лапками за балки, неровности камней и древесной коры, летучие мыши спят, вися головой вниз со сложенными вдоль тела крыльями. Во время дневной спячки все жизненные процессы у них замедляются и температура тела понижается до температуры окружающей среды. Только у кормящих самок она остается постоянной в течение суток. Таким образом сохраняется жизнь детеныша, крохотное тельце которого холоднокровно и не способно поддерживать нужную температуру тела.

На ушах у летучих мышей имеются козелки — особые кожистые клапаны, «запечатывающие» отверстия ушного прохода в качестве шумоизолятора на время дневной спячки.

Перед вечерней зарей, повинуясь внутренним биоритмам, летучие мыши просыпаются. Беспокойство ожидания огромной колонии подобно бурлящему водовороту: на стенах холодных пещер трепещет живой ковер из десятков тысяч крыльев, на большое расстояние разносится характерный писк и возня. Отцепив задние лапки, из того же исходного положения «вниз головой» летучая мышь сразу устремляется в полет, но если находится на какой-нибудь плоскости, то неуклюже ползет «на четвереньках» к краю. Примерно через полчаса после захода солнца можно наблюдать в небе темные порхающие силуэты, причем периоды «затишья» чередуются с массовым вылетом, когда из зева пещеры появляется целое облако летучих мышей. Вечерняя кормежка в хорошую погоду у многих видов — самое активное время. Но после часовой охоты наблюдается заметное уменьшение числа летучих мышей, а середину ночи они проводят в убежищах. Перед рассветом они снова вылетают кормиться на еще более непродолжительное время. При ветре и моросящем дожде вечерняя кормежка растягивается на всю ночь, а при сильной непогоде летучие мыши и вовсе не покидают своих убежищ. Хотя пищеварение у рукокрылых протекает чрезвычайно быстро, так как кишечник короток и слабо разделен на отделы, летучие мыши могут долго голодать, не слишком при этом худея и сохраняя способность летать. Зиму в северных и средних широтах эти создания проводят в глубокой спячке, длящейся 5—7 месяцев, завернувшись в крылья, словно укутавшись в длинный кожаный плащ. В периоды оттепели мыши иногда пробуждаются и даже летают.

Вниз головой — обычное положение летучей мыши на отдыхе

Питаются эти крылатые создания в основном насекомыми — ночными бабочками (совками, шелкопрядами, пяденицами), комарами, летающими жуками. К питанию быстро двигающимися насекомыми приспособлена широко открывающаяся пасть, усеянная мелкими и острыми зубами, сход ными с зубами насекомоядных. Не соответствуют истине рассказы о том, что летучие мыши нападают на людей и вцепляются им в волосы. Насекомоядных летучих мышей люди в качестве добычи совершенно не интересуют. Просто человека в темное время суток атакуют надоедливые кровососы-комары, а охотящиеся за ними летучие мыши иногда пролетают так близко, что задевают головы людей крыльями. Залетевшая на освещенную веранду ночница — вовсе не вестник несчастья.

Добыча летучих мышей тоже способна распознавать их ультразвуковые сигналы и часто оказывается проворнее своих преследователей. Как только насекомые услышат, что их лоцирует летучая мышь, то, спасая свою жизнь, начинают выписывать фигуры высшего пилотажа: «спирали» и «мертвые петли», лишь бы охотник промахнулся и не схватил их.

В азарте погони она преследует ночных бабочек, привлеченных светом электрической лампы, и в жилища человека попадает случайно. Среди рукокрылых имеются виды с весьма совершенным строением крыла, имеющего узкую и длинную форму (вечерницы, нетопыри, кожанки). У ночниц и ушанов крылья более широкие и укороченные. Кроме отличных летных качеств летучие мыши умеют плавать, прекрасно лазают по стволам деревьев и стенам, а некоторые даже проворно бегают по земле, так что, в случае нужды, могут ловить добычу и там.

Открытию механизма эхолокации предшествовали догадки натуралистов о способе ориентации и охоты летучих мышей, в числе которых были и невероятная чуткость слуха, позволяющего улавливать жужжание крыльев ночных насекомых, и роль особых осязательных волосков на поверхности перепончатых крыльев, воспринимающих обратные воздушные волны, отражаемые встречными предметами. Только в 30-х годах XX столетия американцы Г. Пирс, Д. Гриффин и Р. Галамбос установили, что при эхолокации летучие мыши испускают залпы ультразвуковых, т.е. очень высоких, не слышимых человеком, звуковых импульсов, которые позволяют точно определить время возникновения эха, а значит, и расстояние до образующего его предмета.

Колония летучих мышей

Точность эхолокации настолько велика, что позволяет рукокрылым фиксировать очень мелкие объекты: лавировать, не задевая сложных препятствий, в абсолютной темноте; складывая крылья, стремительно проскальзывать через ячейку тончайшей сетки, размер которой чуть больше самих зверьков; и что самое важное — добывать себе пропитание охотясь на летающих в воздухе насекомых.

Возможности ультразвуковой эхолокации выше, чем локации на частоте слышимых звуков. Во-первых, ультразвук распространяется направленным пучком, поэтому летучая мышь вынуждена вертеть головой из стороны в сторону, «ощупывая» сонаром пространство. Во-вторых, отраженное от мелких предметов эхо меньше искажается. Никакие шумы ветра, голоса других животных, крики-сигналы соплеменников в многотысячной колонии, никакие искусственные ультразвуковые сигналы, создаваемые человеком с помощью аппаратуры, не мешают рукокрылым охотиться. Они узнают свое эхо среди миллионов других звуков, и в этом — уникальность подобной живой эхолокационной системы.

Калонг, или летучая собака

Гладконосые летучие мыши, такие как голоспинные листоносы, рыжие вечерницы, лесные нетопыри, ушаны, кожаны и ночницы, летают с открытым ртом и испускают ультразвук губами. Создавая серию сигналов, эти рукокрылые посылают ультразвук по всем направлениям, а затем улавливают отраженный сигнал.

Летучие мыши формируют ультразвуковые сигналы не голосовыми связками, а свистом, точнее, издают целые серии высокочастотных щелчков и усиливают их особо устроенной расширенной гортанью.

Другие летучие мыши (подковоносы) испускают импульсы из причудливой формы ноздрей. Особый мясистый вырост вокруг носа, напоминающий подкову, позволяет им отражать ультразвук и собирать его в узкий пучок. Летают подковоносы с закрытым ртом, испускаемые ими сигналы длятся тысячную долю секунды, т.е. 100 мс, а у гладконосых — всего 1 мс. Перед взлетом мышь посылает 5-10 сигналов в секунду, в режиме «поиск» в воздухе — 20-30 щелчков, а насекомое достигает при 250 сигналах в секунду. Природа наделила летучих мышей и великолепным «приемником» отраженных сигналов — большими наружными ушами, имеющими разного рода кожистые складочки, выросты, углубления и бороздки; подобная сложная структура ушной раковины повышает чувствительность эховоспринимающего аппарата.

Такие «приемники» способны услышать эхо, в 2000 раз слабее посланного сигнала. Во избежание «оглушения» криком-импульсом, посылаемым собственным локатором, в слуховом аппарате имеется специальное мышечное приспособление, выключающее на время посылаемого сигнала слух летучей мыши. «Настройка» эхолокационного аппарата по мере изменения расстояния до объекта (препятствие, насекомое и др.) осуществляется у летучих мышей двумя способами. У одних видов ультразвуковые импульсы постепенно укорачиваются при приближении к объекту, и в результате устраняется перекрывание конца импульса с началом его эха. Другие, например большой подковонос, приспосабливают частоту своих испускаемых сигналов так, чтобы воспринимаемая частота была как можно ближе к постоянной. Таким способом мышь может оценить скорость своего полета, а также направление и относительную скорость полета жертвы.