Трески и свисты

Изучением звуков, издаваемых дельфинами, занимаются специалисты в разных странах, и успехи в этой области намного опережают все остальные исследования, связанные с этими животными. Дело в том, что, как уже было сказано, дельфины, наряду с некоторыми другими животными, оказались обладателями уникального эхолоцирующего аппарата, возможности которого пока многократно превосходят самые совершенные технические конструкции, созданные человеком. Поэтому изучение эхолокационной системы дельфинов - дело весьма перспективное, отвечающее насущным потребностям техники.

В 1954 году впервые высказал предположение о том, что дельфины обладают способностью эхолокации, американский зоолог А. Мак-Бридж, работавший во Флоридском аквариуме «Мэринленд». В дальнейшем это предположение подтвердили экспериментально американские биолаги В. Шевилл и Б. Лоуренс. В ходе их опытов выяснилось, что дельфины безошибочно находят рыбу ночью или в очень мутной воде, то есть в таких условиях, которые исключают возможность ориентироваться с помощью зрения. Эта гипотеза превратилась в достоверный факт после серии опытов, проведенных профессором Флоридского университета У. Келлогом и его коллегой в Калифорнийском университете К. Норрисом. В результате многочисленных экспериментов ученые пришли к выводу, что эхолокация у дельфинов является основным средством ориентирования и распознавания различных объектов.

Использование животными для ориентирования и поиска пищи эхо-сигналов не ново в природе. Совершенным эхолокационным аппаратом наделены летучие мыши, способные в полной темноте не налетать на проволоку диаметром в один миллиметр и на расстоянии в два-три метра точно находить свою пищу - мелких жуков, комаров и ночных бабочек. Есть сведения о наличии эхолокации у тюленей, а по сообщениям американских ученых супругов Милн - также и у некоторых птиц. Даже человек после определенной тренировки способен с завязанными глазами, пользуясь рупором и трещоткой, обнаруживать крупные предметы, улавливая отраженный от них звуковой сигнал.

Дельфины могут на расстоянии нескольких метров отличать по размерам цилиндры с разницей диаметров в один миллиметр (Ю. В. Иваненко, В. Б. Слезин, 1972). Они великолепно распознают на значительных расстояниях (до 300 метров) разные виды рыб, а по некоторым сообщениям (У. Эванс, 1964) способны с помощью локации отличать одну от другой металлические пластины, одинаковые по размерам, но сделанные из различных металлов.

Звуки, с помощью которых дельфины производят эхолокацию, представляют собой серии различных по длительности щелчков с частотой от 16 гц до 170 кГц. Человеческое ухо слышит низкочастотную полосу этих сигналов (мы способны воспринимать звуки с частотой до 14-16 кГц). Человеку эти сигналы кажутся похожими на треск разной интенсивности - от щелканья кастаньет до доволь­но громкого комариного писка.

В 1963 году группа советских ученых (А. Г. Томилин, Е. В. Романенко, Б. А. Артеменко) показала, что кости черепа китообразных играют роль акустического прожектора, а мягкие ткани головы - роль звуковой линзы. Благодаря им, дельфины способны уменьшать поле посылки лоцирующих импульсов, делая сигналы остронаправленными, что значительно увеличивает точность и дальность локации.

Как уже было сказано, эхолокатор дельфинов оказался чрезвычайно помехоустойчивым. Как показали эксперименты, животные без труда различали собственные сигналы среди множества подобных, производимых искусственно с помощью соответствующей аппаратуры, даже в тех случаях, когда уровень помех превышал их собственные сигналы в несколько десятков раз.

Пределы возможностей эхолокации китообразных пока не установлены. Предполагают, что по дальности она может достигать нескольких километров, а в случаях использования подводных звуковых каналов, по которым звуки, не угасая, способны проходить огромные расстояния,- даже до нескольких сотен километров. (Явление сверхдальнего распространения звука в воде открыто в 1946 году советскими учеными Л. М. Бреховских и Л. Д. Розенбергом. )

Мы же изучали в первую очередь не эхолокационные сигналы, а звуки, связанные непосредственно с поведением дельфинов и выражающие определенные эмоции, разнообразные и многочисленные свисты, визги, кряканья и т. д. Большой объем их головного мозга давал основание предположить существование у этих животных осмысленного обмена акустической информацией.

В настоящее время к гипотезе о возможности обмена информацией между дельфинами многие ученые относятся скептически.

Хотя у этих животных есть некоторое количество идентичных звуков, зарегистрированных при одних и тех же ситуациях, считается, что это отнюдь не свидетельствует о том, что у них существует какой бы то ни было особый язык. Подобные сигналы есть и у других животных.

У дельфинов оказалось не так уж много характерных сигналов - около 30. Ученые ожидали большего. Известный советский исследователь китоообразных профессор А. Г. Томилин пишет: «Надо сильно пришпорить свою фантазию, чтобы репертуар из двух-трех десятков звуковых сигналов дельфинов приравнять к человеческой речи...»

Однако все исследователи единогласно утверждают, что звуковые сигналы китообразных, которые издаются ими в определенных ситуациях, несут определенную биологическую информацию, во многом понятную их сородичам. В этом плане и ведется в настоящее время изучение их «языка», хотя до сих пор еще не все ученые категорически отрицают возможность осмысленного звукового общения этих животных.

Чтобы исключить возможность антропоморфического толкования сигналов дельфинов, видные американские специалисты по акустике китообразных Дж. Дреер и У. Эванс в 1963 году на международном научном симпозиуме по звукам моря предложили употреблять в работах по этой проблеме термины «связь», «язык», «слово», «словарный запас», заранее оговорив одно условие - отсутствие любых намеков на аналогию с человеческой речью.

На Кара-Даге сигналами, издаваемыми дельфинами, занимались сотрудники Биостанции А. А. Титов, Л. И. Юркевич, В. М. Лекомцев, В. В. Романенко и специалисты из научно-исследовательских институтов. Работы проводились под руководством профессора А. Г. Томилина. Я тоже принимал в них участие, определяя ситуации, при которых регистрировались определенные звуки, и помогая их систематизировать.

Существует несколько классификаций звуков, издаваемых дельфинами.

В наших исследованиях мы разделили все звуки на две категории.

Первая классифицировала звуки по длительности и частоте и имела три класса: импульсные (щелчки), непрерывные сложные свисты и смешанные звуки. Вторая категория характеризовала звуки по целевому назначению - локационные сигналы, звуки общения (коммуникационные) и звуки, имеющие яркую эмоциональную окраску. Такое деление звуков оказалось удобным для работы. Специалисты-акустики изучали в основном первую категорию звуков, а биологи предпочитали вторую, интересуясь преимущественно двумя ее последними группами.

К коммуникационным звукам мы отнесли самые разнообразные свисты. Животные постоянно издают такие сигналы, а когда ситуация в вольере или бассейне изменяется, количество таких сигналов резко возрастает. Однако если животные содержатся отдельно, они почти не издают свистов. Это обстоятельство можно считать косвенным доказательством того, что свисты служат для связи друг с другом. В одном из океанариумов за рубежом провели эксперимент, подтверждающий факт коммуникации дельфинов между собой: двум находившимся в разных помещениях животным предоставили возможность общаться по телефону. Не проявлявшие особой «болтливости» в одиночестве, животные, получив возможность слышать друг друга, начали оживленно обмениваться свистами. Иногда их голоса сливались, как это бывает, когда один собеседник перебивает другого, но чаще, когда один свистел, другой в это время молчал.

Изучение «языка» этих животных существенно затрудняется тем, что человеческое ухо в состоянии воспринимать лишь небольшую часть их «разговорного» диапазона. Для регистрации звуков, издаваемых животными, мы использовали высокочастотный магнитофон. Прослушивая потом записанную ленту на обычном магнитофоне, мы как бы переводили неслышимые для нас звуки в слышимые и получали, таким образом, возможность вести их соответствующую обработку. В процессе изучения оказалось, что большая часть свистов находится в диапазоне частот, воспринимаемых нашим слухом.

Регистрируя, а в дальнейшем и систематизируя звуки, мы пользовались контурно-графическим методом изображения: на оси ординат откладывались частоты (в килогерцах), на оси абсцисс - время в секундах. Всего было записано и исследовано более 600 сигналов афалин и белобочек. В первую очередь мы стремились выявить ситуацию, в которой те или иные звуки издавались животными, то есть установить их биологическое значение. При обработке было установлено, что все звуки (исключая лоцирующие), лежат в диапазоне 4-40 кГц. Около 70% их находится в пределах 6-12 кГц. Длинные свисты (свыше 0,5 секунды) составляют 64% всех зафиксированных звуков, короткие, чаще всего отмечавшиеся во время игр,- 36%. Безусловно, эти цифры могут несколько варьироваться.

Контурно-графический метод изображения звуков, издаваемых дельфинами, в общем не нов. Еще в 1964 году Дж. Дреер и У. Эванс записали таким образом некоторые сигналы пяти видов китообразных, в том числе и тихоокеанских афалин. Они зарегистрировали 32 рода свистов. Обработав и систематизировав свои записи, мы выделили у наших афалин только 27 характерных сигналов. Еще меньше их оказалось у белобочек - всего 18. При этом свисты, близкие по форме и частоте, объединялись графически в один контур с усредненными параметрами. Так был выведен ряд контуров свистов, каждый из которых соответствовал определенной обстановке, в которой находилось животное.

При отлове, подъеме из воды и в положениях, когда дельфин явно нуждался в помощи (поддержке), афалины издавали специфический свист (график № 1). Этот звук, названный сигналом «бедствия», имеет множество вариаций, изменяясь как по продолжительности, так и по частоте. В общих чертах он совпадал с сигналом, подаваемым в подобных ситуациях и другими видами дельфинов.

В начале кормления у афалин был зарегистрирован очень характерный свист (график № 2), для которого самым подходящим названием было бы слово «попрошайничество». Животные издавали его, когда, высунувшись из воды, видели подходящего к ним человека с ведерком рыбы. Этот сигнал почти не имел вариаций, если не считать небольших сдвигов по частоте, индивидуальных для каждого дельфина. По ситуации он очень напоминал (без намерения провести какие-либо параллели) канюченье маленького ребенка: «Ну дай... ну дай».

Иногда в начале действий, волнующих дельфинов (опускание сетки в вольер для отлова и т. д.), был слышен свист, как бы состоящий из первой половины сигнала бедствия. Он явно выражал озабоченность и тревогу животных, а при дальнейшем развитии событий перерастал в полноценный сигнал бедствия (график № 1). Но поскольку он существовал и самостоятельно в укороченном виде, мы его выделили и нарекли сигналом «тревоги» (график № 3). (Дж. Лилли считает такой свист сигналом «зова», что нам кажется маловероятным.)

В подобной же ситуации - когда что-то волнует дельфинов - часто встречается и другой свист, начинающийся на высокой частоте, которая снижается, а затем снова повышается (график № 4). Мне казалось, что он выражает недоумение животного, вызванное непониманием обстановки.

Дельфины знакомятся с новым местом жительства.

После перевода дельфинов в новое помещение - вольер или бассейн, в котором они ранее не бывали, среди звуков, издаваемых ими, выделялось несколько свистов, повторявшихся довольно часто с разными промежутками, обычно заполненными локационными щелчками (с помощью последних дельфины осваивались с незнакомой обстановкой). Эти свисты были названы «ознакомительными» (графики № 5, 6, 7, 8).

Во время игры в мяч характер свистов резко менялся: во всех звуках преобладал восходящий контур, то есть частота их к концу сигнала повышалась (графики N9 9, 10, 11, 12). И здесь у каждого дельфина отмечался свой «тембр голоса» - присущая ему одному высота сигналов.

В период спаривания дельфины издают массу звуков. Тут и разнообразные свисты, и хрюканье, и кряканье и другие сигналы, которые трудно записать графически. Перун, например, «приступая» к Марфе, всегда заканчивал свои «трели» - сложные свисты (графики № 13, 14, 15, 16, 17) примерно такими звуками: «коуфф... коуфф... куфф».

Во время драк между дельфинами часто слышны визги. На мой взгляд, это очень интенсивные локационные сигналы, возрастающие по частоте. Некоторые звуки, классифицированные в зарубежных океанариумах как «непристойные», производятся вибрирующим клапаном, запирающим дыхательное отверстие - при этом оно всегда находится над поверхностью воды. Когда очень интенсивные свисты производятся под водой, из-под клапана часто просачиваются пузырьки воздуха.

Остальные звуки, отмеченные нами, но не изображенные в книге графически, раздавались в самых разных ситуациях, поэтому нам не удалось определить их значение или хотя бы приблизительно установить, какой обстановке или обстоятельствам они сопутствуют.

После того как регистрация звуков, издаваемых дельфинами, была закончена и уже было написано и отправлено в журнал «Бионика» несколько статей на эту тему, мне пришла в голову мысль, заставившая усомниться в правильности подхода к изучению «языка» дельфинов. Все исследователи этого направления (и мы в том числе) при обработке звукозаписей всегда занимались подгонкой множества сигналов, имеющих несколько похожий контур к какой-либо одной форме, хотя сигналы эти производились животными в несколько разной обстановке.

Но если мы действительно стремимся к максимально точному определению биологического значения каждого сигнала и даже надеемся со временем уяснить их индивидуальный смысл, то, по-моему, так делать нельзя. Мы совершенно не учитываем интонацию сигналов, изменения их интенсивности и «ударения» на разных частях свистов, имеющих одинаковое графическое изображение. Рассматривая приводящиеся во многих работах контурно-графические записи сигналов, невозможно даже определить эти параметры, хотя вполне вероятно, что именно они существенно меняют информацию, заложенную в сигнале. Имеется же у нас, в языке человека, немало слов, при произнесении которых интонация или постановка ударения, а то и место, занимаемое ими в предложении, иногда совершенно изменяют их смысл, хотя они воспроизводятся на бумаге одинаковыми буквами. Не делаем ли мы грубую ошибку, сводя в графическом изображении все на первый взгляд не слишком существенные вариации сигналов к одному контуру с усредненными параметрами? Безусловно, более точный анализ потребует гораздо большего времени и усилий, но, возможно, именно такой анализ и приведет к решению вопроса о «дельфиньем языке».

Графически все эти «детали» сигналов, издаваемых дельфинами, можно было бы изобразить довольно просто: усиление интенсивности - утолщением линий (при этом для отсчета частоты использовать, допустим, нижнюю ее часть), ударение на какой-либо части сигнала - специальным значком в виде треугольника (чтобы показать кратковременное усиление громкости). Тогда контур сигнала нес бы в себе значительно больше информации (график № 18).

Кроме того, почему бы не попытаться вызвать у животных определенную звуковую реакцию, показывая им каким-либо образом (может быть, даже устроив «подводное кино») разные предметы или подводных жителей, с которыми они могли сталкиваться на свободе и для определения и передачи информации о которых у них имеется, возможно, какой-либо звуковой сигнал? Конечно, следует учитывать, что часть информации дельфины получают с помощью эхолокации. Во всяком случае, таким методом можно было бы выяснить, имеет ли «дельфиний язык» свои обозначения этих предметов и животных, а это уже дало бы многое для решения вопроса о качественном и информационном значении их сигналов.

Наконец, до самого последнего времени делалось очень мало попыток «разговаривать» с дельфинами, наблюдая их ответную реакцию, при помощи их же сигналов, предварительно подобранных и записанных или воспроизведенных искусственно.

В настоящее время в этом направлении уже работают некоторые ученые. Полученные ими результаты начинают подтачивать сдержанный скептицизм в отношении к способностям дельфинов и вселяют надежду, что когда-нибудь, возможно, нам и удастся наладить хотя бы несложные сознательные контакты с дельфинами, по-видимому, единственными животными на земном шаре, способными к такому контакту.