Особые приметы звукового сигнала

Объективные свойства сигнала как физического явления

Но прежде чем говорить об особых, то есть категорийных приметах звукового сигнала, надлежит выявить объективные свойства сигнала как физического явления. Такой подход используют, в частности, зоологи-систематики, когда сначала проводят тщательные измерения животного, а затем на основе полученных данных и их сопоставлении описывают видовые признаки. Поэтому весь второй раздел нашей книги и был посвящен описанию физических характеристик звуков, издаваемых животными.

В качестве первого примера напомним сигнал дискомфорта детенышей у орешниковой сони. Приметами этих сигналов, издаваемых детенышами сонь, являются быстрое отклонение частоты в начале или конце (или то и другое) звучания, тональность, высокочастотность и сопряженная с ней определенная ритмическая организация.

Второй пример - сигналы дискомфорта котят домашней кошки. Они кроме определенной временной организации характеризуются наибольшей по сравнению с другими типами звуков кошек высокочастотностью, наличием частотной модуляции, а также отчетливо выраженной гармонической структурой. Наконец, в качестве последнего примера рассмотрим признаки призывных гоновых сигналов у рыжей лисицы. Прежде всего их приметой является строфическая организация, далее - период следования отдельных звуков в серии, определенная длительность каждого звука, положение спектральных максимумов и соотношение их частот.

Как видно, сигналы всех трех рассмотренных видов млекопитающих имеют достаточно большое число характерных структурных признаков. Не исключено, что далеко не все из них используются животными при опознании. Действительно, как будет показано ниже, в ходе классифицирования сигналов самими животными принимаются во внимание лишь некоторые из устойчивых признаков, остальные же оказываются для этой цели избыточными.

Об избыточности информации, заложенной в звуковом сигнале животных, говорят результаты многих экспериментов. Так, в опытах с рыбами было показано, что, например, укорочение внутривидового звукового сигнала на половину или даже значительное изменение ритма следования в нем импульсов или изменение его частоты, судя по поведению животных, не влияет на содержательную сторону сообщения. Для полностью соответствующего восприятия брачного сигнала лягушкам (эксперименты проводились на лягушке-быке) не нужен весь частотный спектр этого звука. Оказалось, что животное реагирует так же, как на естественный брачный сигнал, и на созвучия, состоящие всего из двух тонов, частота которых 0,2 и 1,2 килогерца. Установлено, что понижение или повышение этих частот быстро приводит к исчезновению реакции животных. В том случае, когда в упрошенный по спектру сигнал включали еще тон частотой 0,8 килогерца, реакция лягушки полностью затормаживалась. При опознавании весенних песен особями двух близких видов квакш в качестве опознавательного признака используется такой показатель, как частота следования звуков в песне. Другие же временные параметры - длительность отдельных звуков и характер их организации в песне - животные не учитывали, хотя, казалось бы, благодаря своей устойчивости именно они и должны бы быть самыми надежными для опознания признаками.

В экспериментах по предъявлению птицам, в частности одному из видов овсянок, различных вариантов видовой песни было обнаружено, что при опознавании песни своего вида они допускают значительные изменения некоторых в общем-то стабильных физических параметров - высоты, частотной и временной структуры звука. Однако весьма незначительное изменение - порядка десяти процентов - этих же параметров влияет на опознание по голосу, то есть на опознание конкретной особи.

Следует сказать, что исследованию восприятия звуковых сигналов птицами посвящено огромное число работ. Не выходя за рамки темы данной книги, остановимся лишь на тех сведениях, которые могут оказаться полезными для сравнительного анализа ведущих признаков внутривидовых сигналов млекопитающих. В частности, показано, что многие виды птиц при восприятии видовой песни могут использовать как временные, так и спектральные признаки. У большого числа видов обнаружено, что одним из таких важнейших параметров является ритм песни. Для других видов птиц оказалась особенно важна высота звуков песни, для третьих - широта ее частотного диапазона и структура отдельных нот. У некоторых видов птиц, особенно у пересмешников, важное значение при опознавании песни имеет как само сочетание слогов в ней, так и их сложность. Считается, что птицы всегда используют не одну черту песни, а целую комбинацию ее признаков. Так, например, Б. Фэлсом было показано, что для белогорлой зонотрихии такими признаками являются присутствие в песни чистых тонов, определенный частотный диапазон песни, наличие определенных изменений частоты, определенная длительность интервалов между нотами и длительность самих нот.