Факультет

Студентам

Посетителям

Как изучают голоса животных?

Как изучать голоса животных? Достаточно ли для этого записать голос животного на магнитофонную пленку и затем проанализировать его с помощью современных технических средств, пусть самых совершенных?

Нет, этого мало. Для зоолога важнее связь акустических характеристик голоса с его биологическим значением, сигнальными функциями. Поэтому в изучении голоса огромную роль играют наблюдения за поведением животных и основанные на этих наблюдениях эксперименты.

Предположим, мы изучаем голос какого-нибудь животного, хорошо нам знакомого. Пусть это будет скворец, апрельским утром поющий на ветке за окном. Для начала мы внимательно и много раз прослушиваем его песню и определяем ряд характерных ее черт. Легко установить, что она состоит из отдельных частей: одна напоминает булькающую трель, другая — протяжные свисты и т. д. Птицеловы называют эти части коленами. Но у них есть и научное название — слоги.

В песне скворца можно обнаружить звуки явно «нескворчиного» происхождения: напоминающие скрип тележного колеса, мяуканье кошки, лай собаки, даже гудок локомотива, голоса других птиц — нежные посвисты чечевиц, флейтовый голос иволги, чириканье воробьев, щебетание деревенской ласточки. Все эти звуки скворец — прекрасный имитатор — заимствовал из окружающей звуковой среды, перемешав их с своими собственными.

Кроме песни, голос скворца включает и другие звуки, короткие и отрывистые. Специалисты называют их позывами. Каждый позыв имеет определенное назначение. Очень характерный крик, напоминающий визг, скворец издает при виде пролетающего мимо собрата, как бы приглашая его присоединиться к нему, посидеть с ним рядом на ветке. Этот сигнал называют приглашающим.

Пронзительный стрекочущий крик издает скворец, обнаружив кошку, подбирающуюся к его скворечне. Этот крик — выражение тревоги, предупреждение другим скворцам об опасности, просьба помочь в защите гнезда. Сигналы тревоги скворцы издают также при появлении пернатого хищника или человека.

Особый крик, напоминающий голос перепуганного поросенка, издает скворец, которого схватили за концы раскрытых крыльев или лапки. Этот крик называется сигналом бедствия. У скворцов, которые его слышат, он вызывает немедленную реакцию бегства.

Таким образом, все эти крики, имея сигнальное значение, вызывают изменения в поведении тех скворцов, которые их слышат. Значит, о биологическом значении издаваемых скворцами звуков мы можем судить, просто наблюдая за их поведением.

И все же окончательные выводы требуют экспериментальной проверки.

Возьмем магнитофон и запишем издаваемые скворцом звуки, а потом воспроизведем эти звуки для других скворцов и понаблюдаем за их реакцией. Они будут реагировать на «голос» магнитофона так же, как если бы он исходил от живой птицы. В этом случае мы можем сказать, что наши выводы о биологическом значении звуков правильны.

А какова их акустическая структура, основные акустические параметры? Как узнать о них?

Для этой цели берут магнитофонную запись голоса скворца и, подключив магнитофон к катодному осциллографу, получают «рисунок» голоса на светящемся экране.

С помощью другого прибора — спектрометра получают особую характеристику — спектрограмму сигнала, которая показывает участие отдельных частот в голосе скворца. Каждый всплеск спектрограммы соответствует определенной частоте. Высота всплеска показывает роль этой частоты в голосе: чем она значительнее, тем выше соответствующий ей всплеск.

Специальный прибор — самописец уровня рисует уровнеграмму, характеризующую изменение амплитуды сигнала, или, как говорят, кривую амплитудной модуляции.

И наконец, наиболее важный и часто используемый при изучении голоса животных прибор — сонограф выявляет в виде сонограммы сразу несколько важных параметров. Сонограмма показывает общую структуру, общий рисунок песни, составные части — слоги, их длительность и интервалы между ними. И самое главное — изменение, модуляцию частоты в слогах. Именно этот параметр является очень важным признаком, характеризующим голос птиц, придающим ему специфические свойства.

Мы уже многое знаем о голосе скворца — его значение, его акустическую структуру. Теперь интересно выяснить, какую же роль играют отдельные параметры голоса, отдельные слоги. Одинаковую ли для всех или каждый выполняет свои функции, одни из которых более важны для голоса, другие — менее? В последнем случае отсутствие одних слогов будет непоправимой потерей, отсутствие других почти не скажется на биологическом значении сигнала.

Для того чтобы ответить на этот вопрос, мы должны вернуться к экспериментам с живыми скворцами. Воспроизведем им магнитофонные записи голоса, искусственно измененные нами. В одной записи песня будет укорочена, в другой — удлинена. В одной записи будут вырезаны отдельные слоги, в другой добавлены. В одной записи песня будет передвинута в область более высоких частот, в другой — в область более низких, конечно, с сохранением общего рисунка песни.

Современная электроника дает нам возможность бесконечно деформировать сигнал, варьировать его параметры. Как же будут реагировать на эти звуки живые скворцы? Бели все параметры голоса одинаково важны, то любая деформация сигнала приведет к тому, что он потеряет для скворцов свое значение. Он перестанет быть сигналом, и птицы не будут реагировать на него.

Однако опыт показывает, что одни изменения, которые мы вносим в сигнал, оказываются пагубными для него, и для скворцов такой сигнал становится безразличным, другие же изменения почти не влияют на его сигнальные функции, и скворцы реагируют на него так же, как на неповрежденный. Следовательно, в первом случае мы затронули важные параметры, связанные с биологическим значением сигнала. Разные животные неодинаково «чувствительны» к подобным изменениям их сигналов. Это зависит от того, какую ступеньку эволюции занимают животные, каким уровнем развития высшей нервной деятельности обладают. У насекомых и лягушек мы обнаружим одни «неприкасаемые» параметры сигналов, у рыб — другие, у птиц — третьи, у млекопитающих — четвертые. Например, в звуках саранчовых и кузнечиков такими параметрами являются общая форма звуковых импульсов, а также скорость изменения их переднего фронта, в голосе некоторых лягушек — спектральная характеристика в определенной полосе частот. У птиц и млекопитающих картина будет совсем иной.

Чем выше уровень организации нервной системы, чем сложнее структура звукового сигнала и способы кодирования информации в нем, тем — как это ни странно — сигналы менее чувствительны к деформации.

В некоторых сигналах птиц «неприкасаемыми» оказываются всего один-два параметра, не допускающие никаких искажений. В большинстве случаев у них должны быть затронуты многие параметры, чтобы голос полностью потерял свое сигнальное значение.

Какой же биологический смысл имеет это явление?

Почему птицы не так чувствительны к изменению сигнала, как, например, лягушки? Разве для птиц не важна надежность передаваемой информации, ее точная направленность адресату? Конечно, важны. Но сигналы лягушек выполняют в основном видоопознавательные функции, тогда как сигналы птиц, кроме функции опознавать себе подобных, выполняют еще и множество других.

Голос лягушек позволяет определить видовую принадлежность, и только. Понаблюдаем за лягушками весной у пруда, где они спариваются. Самец охватывает лапками самку. Схваченная самка издает крик. Бели она принадлежит к другому виду, схвативший ее самец определяет это по голосу, его хватка ослабнет, он выпустит самку. Спаривания не произошло. Голос выполнил свои опознавательные, изолирующие функции.

У птиц с помощью голоса определяется не только видовая принадлежность, но и принадлежность к определенной популяции, определенной семье и, наконец, индивидуально каждая особь.

Эта сложная система опознавания достигается изменчивостью не одного, а многих параметров. Следовательно, большая изменчивость параметров голоса птиц есть важная приспособительная черта, отражающая более разнообразные и широкие функции голоса, его возросшую роль в общении.

Герхард Тильке, сотрудник орнитологической станции Радольфцель (ФРГ), создал методику, позволяющую исследовать биологическое значение голоса. Впервые он применил эту методику около 20 лет назад при изучении двух близких видов, внешне почти неразличимых и поэтому называемых видами-двойниками, — короткопалой и обыкновенной пищух. Оказалось, однако, что их голоса хорошо различаются, и именно эти различая имеют для видов опознавательное значение. Герхард Тильке с помощью своей методики выявил параметры, имеющие в изоляции этих видов решающее значение. Разработанную им методику он назвал «звуковыми ловушками». Сейчас ее широко используют для изучения голоса не только птиц, но и других животных.

Изучение реакции животных на голос, воспроизводимый с магнитофонной ленты, имеет большое практическое значение. Эту методику широко используют при поисках и выявлении новых акустических сигналов, позволяющих управлять поведением животных. С помощью этой методики установлено, как мы уже говорили, эффективное отпугивающее действие некоторых сигналов птиц — крика бедствия (этот крик издает птица в руках человека), предупреждающего крика, крика тревоги, крика взлета и ряда других. Специальные наборы этих криков, предварительно опробованных и скомпонованных в магнитофонных записях, используют для отпугивания скворцов, грачей, чаек и других птиц.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: