Крысы и мыши

Особенности слуха у крыс и мышей

Высокая чувствительность слухового аппарата крыс и мышей к ультразвуку заинтересовала и определила направление поиска многих ученых. Уже в первых поведенческих экспериментах, поставленных американскими учеными Дж. Гольдом и К. Морганом в 1941 году, было обнаружено, что чувствительность слуха серых крыс увеличивается по мере повышения частоты звука. Несмотря на то, что эти исследования были проведены только в звуковом диапазоне частот, все же было высказано предположение, что крысы хорошо слышат и более высокочастотные звуки. И действительно, позднее было показано, что максимальная чувствительность слуха крыс соответствует высокочастотному диапазону от 30 до 40 килогерц, причем пороги восприятия высокочастотных звуковых колебаний на 3-5 децибел выше порогов восприятия частот, оптимальных для слуха человека.

Области слышимости у серой крысы и домовой мыши
32. Области слышимости у серой крысы и домовой мыши. Крысы и мыши воспринимают главным образом высокочастотные звуки. Лучше всего крысы слышат сигналы частотой 20-60 килогерц, а мыши - 10-20 килогерц. Вместе с тем крысы и мыши имеют еще по одной зоне обостренного слуха: у крыс она соответствует средней части звукового диапазона, а у мышей - ультразвукам частотой 40-50 килогерц.

Обостренная чувствительность слуховой системы крыс к ультразвукам была обнаружена и рядом других экспериментаторов, использовавших в опытах электрофизиологическую методику. На уровне внутреннего уха крыс выявлены три области максимальной чувствительности слуха: в районах 20-25, 40 и 60 килогерц. В центральных ее отделах удалось обнаружить только две такие области: 30-32 и 40-42 килогерца. Однако повышенная чувствительность слуха крыс к ультразвуку подтверждается далеко не всеми исследователями.

Слуховая система крыс настроена на восприятие не только ультразвуковых, но и относительно низкочастотных звуков. По данным одних авторов, оптимальная слышимость у крыс соответствует частоте 1 килогерц, по данным других -3-4 килогерца, третьих - 6-10 килогерц. Подводя итог сказанному, по-видимому, с уверенностью можно считать, что крысы воспринимают звуки частотой от 0,5 до 70 килогерц, а зоны оптимальной слышимости у них соответствуют звукам частотой 1 -10 и 20-60 килогерц.

У домовой мыши область повышенной чувствительности к низкочастотным звукам отсутствует. У нее наименьшие пороги восприятия соответствуют 10-20 и 40-50 килогерцам и весь диапазон слуха несколько сдвинут по сравнению с крысами в высокочастотную область, простираясь от 1 до 80 килогерц. Однако такая настройка слуховой системы характерна не для всех мышей. Так, слух лабораторных белых мышей значительно отличается от слуха их диких предков. Мало того, разная чувствительность слуховой системы оказалась зависящей от наследственности: она имеет заметные вариации у разных наследственных линий этих животных. Поэтому результаты исследований, проведенных на лабораторных грызунах, могут быть далеки от показателей, характеризующих возможности органов чувств их близких, но диких родственников.

Первое экспериментальное подтверждение способности диких видов грызунов воспринимать ультразвуки было получено в опытах с оленьим хомячком, который является североамериканским "двойником" европейской лесной мыши. Оценка частотной настройки слуховой системы этих животных проводилась при использовании методик, основанных на врожденных реакциях животных на звуковую стимуляцию. В одних опытах о способности хомячков слышать различные по частоте звуки судили по так называемому рефлексу Прейера. Он представляет собой рефлекторное подергивание животным ушными раковинами в момент включения звука. В других опытах судили по возникновению эпилептической реакции зверька в ответ на звук. Дело в том, что звуковая стимуляция вслед за ориентировочной реакцией на звук у оленьего хэмячка постепенно приводила к нарушениям поведения, которые сначала проявлялись в "бешеном беге", а затем в конвульсиях. Появление у животного судорог рассматривалось как свидетельство того, что оно слышит звуковой раздражитель. Оказалось, что олений хомячок реагирует на звуки частотой вплоть до 65 килогерц, а область максимальной чувствительности его слуха лежит между 4 и 16 килогерцам. Однако относительно целесообразности применения методики, с помощью которой были получены эти данные, до сих пор нет единого мнения. Одни исследователи считают, что порог, определенный по рефлексу Прейера, идентичен порогу, определяемому с помощью условных рефлексов, другие берут под сомнение возможность его использования для количественной оценки слуха животных.

Последние годы характеризуются развитием исследования слуха грызунов с применением другого, электрофизиологического, метода. Эти работы, проводимые на базе более совершенной звуковой аппаратуры, расширили наше представление о частотном диапазоне слуха животных. Так, выяснилось, что ультразвуки воспринимают очень многие виды мышевидных грызунов: мыши, полевки, лесные мышовки и сони. Частотно-пороговые кривые слуха у большинства видов имеют две ярко выраженные области низких порогов: первую в верхней части звукового диапазона частот и вторую в зоне ультразвука. У всех мышевидных грызунов область максимальной чувствительности к ультразвукам, как правило, соответствует частотам призывных, рассчитанных на дальность коммуникационных сигналов, таких, например, как сигналы дискомфорта детенышей. К этой же области приурочены и ультразвуковые свисты взрослых животных. Другая область максимальной чувствительности слуха мышевидных грызунов, соответствующая верхней части звукового диапазона частот, обеспечивает прием высокочастотных спектральных составляющих сигналов, сопровождающих агонистическое поведение зверьков. В связи с тем, что тембр этих звуков отражает настроения дерущихся животных, слежение за его изменением позволяет каждому из них определить состояние партнера и на основании этого предвидеть его следующие действия.

Читатель имел возможность убедиться в том, что крысы и мыши издают разнообразные и порой довольно сложные звуки. Среди них встречаются как очень короткие, составляющие тысячные доли секунды, так и продолжительные - в несколько секунд, низкочастотные и высокочастотные, с быстрым и медленным изменением частоты сигналы. Все эти звуки могут использоваться животным при коммуникации лишь в том случае, если его слуховая система способна осуществлять их тонкий анализ. Как уже отмечалось в первом разделе нашей книги, эта способность может быть охарактеризована как дифференциальная чувствительность слуха. Надо сказать, что дифференциальная чувствительность слуха крыс и мышей пока изучена недостаточно полно. Однако все же известно, что мыши могут обнаружить 1-процентные изменения частоты тона и 7-процентные изменения его интенсивности. Для сравнения отметим, что человек способен обнаруживать 0,1 процента таких изменений. Крысы еще хуже, чем мыши, анализируют частоту звуков: немногочисленные эксперименты показали, что у этих животных предел различения частоты тона соответствует 6 процентам. Крысы и мыши значительно хуже, чем человек, анализируют и сложные звуки. Поэтому выделяемые биоакустиками на основании прослушивания или подробного аппаратурного анализа различные типы звуковых реакций зверьков самими животными могут восприниматься как одни и те же звуки. Это обстоятельство необходимо учитывать при классификации коммуникационных сигналов, осуществляемой на основе их физических признаков.

Грызуны способны улавливать недоступные для человека ультразвуковые колебания. Это значительно расширяет возможности их звукового общения, позволяя использовать для внутривидовых контактов коммуникационные сигналы, которые не воспринимаются некоторыми, наиболее опасными для них врагами. Прежде всего это касается пернатых хищников - сов, слуховая система которых чувствительна лишь к звуковым колебаниям.