Роль среды обитания в формировании особенностей звуковой ориентации и слуха у млекопитающих

Использование эколого-физиологического подхода в классификации слуховых систем животных

Тесная связь между образом жизни животных и строением их слуховой системы установлена многими исследователями. Изучение анатомической организации ушной раковины, среднего и внутреннего уха, а также центральных отделов слуховой системы разных представителей класса млекопитающих показало наличие ряда общих черт у близких по образу жизни животных. Эти данные свидетельствуют о возможности параллельного развития сходных признаков, в данном случае строения органа слуха, в разных систематических группах животных.

Известно, что приспособительные особенности животных легче всего выявить при изучении родственных форм. С этой целью рассмотрим отряд грызунов, как самую многочисленную и широко распространенную группу млекопитающих с четко выраженными у разных видов, родов и семейств приспособлениями к различным условиям жизни.

Прежде всего обратимся к тем представителям отряда грызунов, которые обитают в открытых пространствах. Так, среди жителей, например, пустынь есть как дневные, так и ночные грызуны. Типичными грызунами, ведущими дневной образ жизни, являются суслики, а ночной- тушканчики. О тушканчиках обстоятельно рассказано в книге И. М. Фокина "Тушканчики", вышедшей в серии "Жизнь наших птиц, и зверей" в 1978 году. Что же касается сусликов, то им мы посвятили немало места в главе "Дневные животные открытых пространств". Каковы же различия в характеристиках слуха тех и других зверьков? Нами выяснено, что слуховая система, в частности, желтого суслика приспособлена к восприятию сигналов, лежащих главным образом в звуковом (слышимом человеком) диапазоне частот, а ее наилучшая чувствительность приходится на частоту 4 килогерца. В отличие от суслика малый тушканчик воспринимает не только звуковые, но и ультразвуковые колебания до 80 килогерц. Соответственно этому и зона наилучшей чувствительности лежит у него в более высокочастотной, чем у желтого суслика, области - на границе звука с ультразвуком.

Если сравнить свойства слуховой системы у грызунов, ведущих древесный образ жизни, то нетрудно убедиться, что и для них справедливы те же закономерности, которые были названы в отношении грызунов открытых пространств. Так, по нашим данным, дневной зверек - белка обыкновенная - лучше всего воспринимает звуки частотой 8 килогерц, а ультразвук слышит очень плохо, хотя ее слуховая система и реагирует на сигналы частотой до 40 килогерц. У сонь же - грызунов, ведущих ночной образ жизни,- предел слуха значительно выше и равен 90 килогерцам, а зона максимальной чувствительности находится на границе звука с ультразвуком, в то время как у белки соответствует частотам 5-15 килогерц.

Итак, можно считать, что среди грызунов, как обитателей пустынь так и лесов, виды, представители которых ведут дневной образ жизни, характеризуются низкочастотным слухом, а отличающиеся ночной активностью - более приспособлены к восприятию ультразвуков.

Кроме того, как нам удалось выяснить, слух ночных животных отличается от слуха дневных большей чувствительностью к тихим звукам и более высокой разрешающей способностью. Так, слуховая система сонь и тушканчиков подготавливается к восприятию каждого следующего звука всего за 10-15 миллисекунд, а у белки такой подготовительный период занимает 40 и у суслика - 75 миллисекунд.

Оценивая возможности слуховой системы грызунов-подземников, например слепыша обыкновенного и цокора северокитайского, приходится признать, что эти виды обладают самым низкочастотным слухом из всех представителей рассматриваемого нами отряда: они не воспринимают звуки частотой выше 16 килогерц, а область максимальной чувствительности их слуха приходится на частоты менее 1 килогерца. Что же касается разрешающей способности слуховой системы грызунов, обитающих под землей, то она, судя по нашим данным, невелика и близка к таковой у дневных лесных грызунов.

Итак, исходя из функциональных характеристик слуховой системы грызунов, всех их можно разделить на довольно обособленные группы, каждая из которых включает близких по биологии животных.

К группе I мы относим все ночные виды грызунов, как наземных, так и древесных. Слуховая система этих животных характеризуется способностью воспринимать звуки в широком диапазоне частот вплоть до 90 килогерц, обострением чувствительности к сигналам, лежащим на границе звука и ультразвука, большой чувствительности к тихим звукам и высокой разрешающей способностью.

Схема, отражающая связь между образом жизни животных и особенностями их слуха
128. Схема, отражающая связь между образом жизни животных и особенностями их слуха. Исходя из функциональных характеристик слуховой системы, всех млекопитающих можно разделить на четыре основные группы. I группа состоит из ночных наземных и древеснолазающих видов, обладающих высокочастотным слухом. II группа объединяет дневных животных, слух которых настроен на восприятие сигналов, лежащих в средней части звукового (слышимого нами) диапазона частот. III группа включает подземных обитателей - животных, лучше всего воспринимающих низкочастотные звуки. IV группа - группа эхолоцирующих животных, приспособившихся к приему самых высокочастотных сигналов и выделяющихся среди других млекопитающих самой лучшей разрешающей способностью слуховой системы. Диапазон воспринимаемых частот у представителей каждой группы животных отмечен на шкале частоты штриховкой, причем область максимальной чувствительности заштрихована гуще. На циферблатах указаны временные интервалы, необходимые для подготовки слуховой системы к восприятию каждого следующего звука.

Группа II включает дневных обитателей открытых пространств и леса. Их слуховая система имеет более узкую, чем у ночных видов, область воспринимаемых частот, а именно приходящуюся в основном на звуковой диапазон. Зона повышенной чувствительности слуха у этих животных ограничена только звуковыми частотами, а разрешающая способность их слуховой системы меньше, чем у ночных грызунов.

Группу III составляют грызуны, ведущие исключительно подземный образ жизни. Они воспринимают сигналы только звукового диапазона частот, причем лучше всего низкочастотные звуки.