сивности к человеку, который делает операцию. Дельфины хорошо поддаются дрессировке, проявляя при этом исключительную смышленость. Добавьте сюда, что они необычайно игривы. Резвящиеся дельфины напоминают жизнерадостных ребятишек - они любят гоняться друг за другом, пускаться вперегонки, кувыркаться в волнах. Все это прекрасно объясняет нашу любовь к этим милым животным.

Итак, летучие мыши и дельфины. Омерзительные чудища и умные, ласковые, жизнерадостные звери. Почему же они оказались вместе на страницах этой книги? Что у них общего?

Вот об этом мы сейчас и расскажем.

Сонары летучих мышей. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей темноте? Этот вопрос настолько заинтересовал в конце XV П1 в. Ладзаро Спаллан-цани, что тот проделал над летучими мышами ряд опытов. Спал-ланцани установил, что летучие мыши, лишенные зрения, продолжают спокойно порхать в тесном помещении, по-прежнему прекрасно ориентируясь в темноте. При этом они полностью сохраняют способность охотиться за насекомыми. В то же время мыши, у которых уши залеплены воском, становятся беспомощными - они теряют ориентировку и все время натыкаются на разные препятствия. Спалланцани сделал правильный вывод: летучие мыши ориентируются в темноте при помощи слуха. Он предположил, что мыши издают во время полета какие-то звуки и улавливают эхо от препятствий, а также от насе-

комых. По эхо-сигналам они и ориентируются в полете.

В те времена подобное предположение многим казалось несерьезным, поскольку было известно, что летучие мыши летают совершенно бесшумно. Тогда еще не знали, что наряду со слышимыми звуками бывают звуки, которые человеческое ухо не воспринимает,- инфразвуки и ультразвуки. Неудивительно, что после смерти Спалланцани опыты с летучими мышами надолго прекратились.

Они возобновились лишь в начале нашего века. В 1938 г. американские исследователи Г. Пирс и Д. Гриффин, применив специальную аппаратуру (ультразвуковые микрофоны), установили, что великолепная ориентировка летучих мышей в пространстве и, в частности, в полной темноте в самом деле связана с их способностью воспринимать эхо. Оказалось, что во время полета мышь излучает короткие ультразвуковые сигналы на частоте около 8 10 Гц, а затем воспринимает эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых. По аналогии с радиолокацией Гриффин назвал способ ориентировки летучих мышей по ультразвуковому эху эхолокацией.

Использование для эхолокации именно ультразвука вполне естественно. Чем меньше длина волны излучения, тем более мелкими могут быть объекты, которые необходимо опознать при помощи эхо-сигналов. Напомним, что в данном случае линейные размеры объекта должны быть больше или по крайней мере порядка длины волны звука. Частоте v=8-10 Гц отвечает длина волны A,=c/v=4x Х10 м=4 мм (здесь с=330 м/с -

скорость звука). Кроме того, следует принять во внимание тот факт, что с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Летучие мыши - обладатели весьма совершенных природных звуковых радаров, или, иначе говоря, природных сонаров (в слове сонар первый слог со происходит от английского sound, что означает звук ). Устройство сонаров различно у разных видов летучих мышей. Например, остроухая ночница (как, впрочем, и многие другие виды мышей) излучает ультразвуковые волны через рот, а большой подковонос через ноздри, которые у него окружены

кожистыми выростами, наподобие рупоров. На рисунке 13.1,а изображена мордочка ночницы, а на рисунке 13.1,6 - подковоноса. Там же приведены диаграммы направленности ультразвука, излучаемого этими мышами. Длина красных отрезков на диаграммах пропорциональна интенсивности звука в соответствующем направлении. Видно, что ночница испускает звуковой луч с углом раствора около 40°, а подковонос - около 80°.

Отраженные от объекта ультразвуковые волны летучая мышь воспринимает ушами, имеющими сравнительно большие размеры (см. рисунок). Слуховой аппарат у летучих мышей значительно

совершеннее, чем у человека. Дело здесь не только в том, что мыши улавливают ультразвуковые частоты. Они способны улавливать крайне слабые звуки, например звук, отраженный пролетающим комаром. Кроме того, летучая мышь удивительно точно определяет направление на объект, который отразил звуковой сигнал.

Летучая мышь на охоте. Многие виды летучих мышей питаются мелкими летающими насекомыми, например комарами. Комар имеет массу примерно 0,002 г. Предположим, что за 15 минут активной охоты за комарами масса маленькой летучей мыши возросла 5 г до 5,4 г. Значит, проглоченные мышью комары составили в данном случае массу 0,4 г, что соответствует 200 комарам - меньше 5 с на каждого комара. И это отнюдь не рекорд. Производя звукозапись поведения летучих мышей, Гриффин обнаружил, что мышь может затрачивать на отлов одного комара менее секунды. Когда летучая мышь охотится за комарами, то со стороны кажется, что она совершает быстрые беспорядочные движения в воздухе, беспомощно мечется, бросаясь то в одну, то в другую сторону. В действительности же перед нами опытнейшая летунья, наделенная совершенным сонаром. Каждое ее малейшее движение является целенаправленным и точным.

Заметим, что если бы мышь охотилась за комарами, не пользуясь своим сонаром, а просто вслепую летала бы туда и сюда с открытым ртом, то тогда даже в местности, достаточно богатой комарами (скажем, 10 комаров в каждом кубическом метре воз-

духа), ей пришлось бы затрачивать на одного комара в среднем несколько часов.

Убедимся в этом, решив следующую задачу. Лишенная слуха и зрения летучая мышь мечется в воздухе со скоростью v=l м/с с открытым ртом. Площадь ротового отверстия S=10 мм. Плотность комаров в воздухе составляет в среднем N=10 м . Сколько времени в среднем нужно, чтобы мышь поймала одного комара?

Мы уже знаем, что лишенная слуха, а к тому же и зрения мышь не может ориентироваться и летает вслепую. Комары попадаются ей случайно. На одного комара в рассматриваемой ситуации приходится объем ii=\/N=Q,\ м воздушного пространства. Можно считать, что на отлов комара потребуется время /, в течение которого раскрытый рот мыши заглотает объем, равный Q. За время / заглатывается объем Svt. Приравняв Svt и Q, находим t-Q/Sv. С учетом численных значений величин получаем /=10* с, что соответствует примерно трем часам.

Вот летучая мышь заметила летящего комара. Как она начинает себя вести? На рисунке 13.2 изображены траектории полета комара (синяя линия) и преследующей его летучей мыши (красная кривая). Выделены четыре момента времени: 1, 2, 3, 4. Кружочками под соответствующими номерами показаны мгновенные положения отдельно мыши и комара. В момент 1 мышь начинает охоту за комаром, а в момент 4 она его настигает. Стрелками на рисунке отмечены направления скорости мыши в рассматриваемые моменты времени. В каждый момент летучая мышь как бы оценивает угол между направлением своей скорости и направлением на источник отраженного сигнала и