Обитатели пещер

Типы эхолокации у летучих мышей

Как отмечалось выше, летучие мыши нашей фауны в основном представлены двумя семействами - гладконосых и подковоносых летучих мышей. Виды именно этих семейств обладают наиболее интересными типами эхолокационных систем.

Эхолокация у гладконосых летучих мышей

Все гладконосые летучие мыши - исключительно насекомоядные формы. Быстролетные виды, такие, как длиннокрылы и вечерницы, охотятся высоко над землей и в стремительном полете настигают добычу. Маленькие нетопыри виртуозно выделывают фигуры высшего пилотажа, мелькая среди деревьев и кустов в погоне за двукрылыми. Мелкие ночницы неторопливо кружатся над поверхностью водоемов, а ушаны предпочитают собирать нелетающих насекомых и гусениц на листьях и ветвях деревьев и кустарников. Состав поедаемых насекомых различными видами сильно варьирует - от жуков среднего размера и ночных бабочек до комаров и мошек. Разные способы и условия охоты летучих мышей, а также разный видовой состав поедаемых насекомых, то есть различная пищевая специализация, несомненно наложили отпечаток как на внешний вид, так и на функционирование локационных систем у видов этих животных.

Локационные сигналы гладконосых летучих мышей различны у разных представителей. Но в общем они характеризуются короткой длительностью, высокой или средней интенсивностью, относительно простым спектром, а именно наличием в нем кроме основной частоты только одной гармоники, да и то почти всегда плохо выраженной, и, наконец, весьма значительной частотной модуляцией в пределах каждого сигнала, величина которой часто превышает одну октаву.

Форма импульсов гладконосых летучих мышей может быть самой разнообразной не только у разных видов, но даже у одной и той же особи. Но, как правило, каждый импульс начинается с незначительных амплитуд, которые либо постепенно, либо резко увеличиваются. В последнем случае происходит крутой подъем к одной или многим вершинам. В конце импульса тоже, как правило, всегда имеет место резкий спад амплитуды. Более пологие фронты импульсов отмечаются во время спокойного, курсирующего полета животного. По мере приближения летучей мыши к препятствию или жертве форма издаваемого ею сигнала становится все более прямоугольной. Обычно, когда животное зондирует пространство, не встречая на пути препятствий, длительность импульсов у большинства видов составляет 2-4 миллисекунды. При сближении с препятствием или насекомым импульсы все более и более укорачиваются: минимальная зарегистрированная длительность - всего 0,2-0,3 миллисекунды.

Самая маленькая летучая мышь - нетопырь-карлик.
72. Самая маленькая летучая мышь - нетопырь-карлик. Фото А. И. Константинова. Весь зверек полностью умещается на большом пальце руки человека.

Для импульсов гладконосых летучих мышей характерна частотная модуляция: каждый сигнал начинается с высокой частоты, которая к концу его звучания падает на одну или даже две октавы. Если сигнал длится всего 2 миллисекунды, то можно себе представить, как быстро происходит в нем смена частот. Действительно, за это весьма малое время звук успевает пробежать примерно двойной диапазон слышимых человеком частот. В сигналах некоторых видов летучих мышей частота импульса, достигающая вначале 130-150 килогерц, за 2-4 миллисекунды звучания падает до 30-40 килогерц. Таким образом, разница между максимальной и минимальной частотами может составлять более 100 килогерц.

Ушан обыкновенный
73. Ушан обыкновенный. Фото А. И. Константинова. Огромные ушные раковины позволяют зверьку слышать шорохи насекомых, передвигающихся по листве или ветвям деревьев.

Наряду с видами, сигналы которых характеризуются высокими частотами, примерно половина среди исследованных гладконосых летучих мышей издает звуки среднего ультразвукового диапазона. У этих последних, как правило, в импульсах присутствует стабильная вторая гармоника. Появляясь в середине сигнала, она сопровождает основную частоту до самого его конца. Из-за уменьшения основной частоты все зондирующие импульсы этой группы летучих мышеи являются частотно-модулированными.

Осциллограммы локационных сигналов различных представителей гладконосых мышей
74. Осциллограммы локационных сигналов различных представителей гладконосых мышей. У всех видов импульсы очень короткие: их длительность от 1,5 до 2 миллисекунд Наклонные линии, пересекающие каждый импульс, показывают, как изменяется частота сигнала. У остроухой ночницы и нетопыря-карлика импульсы более высокочастотные, чем у позднего кожана и обыкновенного ушана; у двух последних видов примерно с середины сигнала появляется вторая гармоника.

Звуковое давление издаваемых сигналов, то есть их интенсивность, очень высоко. Так, на расстоянии десяти сантиметров от рта животного средний уровень звукового давления составляет примерно 110 децибел. Обращаясь для сравнения к значениям звуковых давлений знакомых каждому из нас шумов, укажем, что звуковое давление шума оживленной улицы составляет около 60, а шума поезда метро при движении - около 90 децибел. Конечно, следует иметь в виду, что эти шумы воспринимаются слушателем на расстоянии нескольких метров от источника звука, а не на том малом расстоянии, при котором производится измерение импульсов у летучих мышей. Тем не менее можно считать, что звуковые уровни импульсов летучих мышей соответствуют уровню самого шумного окружения человека, но из-за иного, чем у летучих мышей, частотного диапазона слуха остаются им не замеченными. Если бы импульсы летучих мышей были сдвинуты в диапазон частот, слышимых человеком, то звучали бы по меньшей мере как серии пистолетных выстрелов. Вероятно, так именно они должны восприниматься и самими летучими мышами, и теми животными, которые хорошо слышат в ультразвуковом диапазоне.

Высокий уровень звукового давления зондирующих импульсов способствует увеличению радиуса действия локационных систем летучих мышей и облегчает улавливание ими слабого эха от мелких предметов. Следует при этом иметь в виду, что на расстояниях, превышающих пятнадцать сантиметров, интенсивность звука падает обратно пропорционально квадрату расстояния.

Голова остроухой ночницы в момент издавания животным локационных импульсов через рот
75. Голова остроухой ночницы в момент издавания животным локационных импульсов через рот. Фото А. И. Константинова.