В мире запахов и звуков
На летучих мышей с древнейших времен смотрели как на истинных чудовищ, называли их гарпиями и вампирами. Из уст в уста об этих животных передавали ужасные рассказы. Они считались обязательными спутницами ведьм, из них приготавливались самые зловещие колдовские зелья, в них обращались вурдалаки, упыри и вампиры. И даже в наше время, когда эти действительно очень своеобразные зверьки полностью «реабилитированы», все же встреча с ними у многих оставляет неприятное ощущение, и они продолжают подвергаться бессмысленному гонению и даже уничтожению. Объясняется это прежде всего тем, что летучие мыши ведут сумеречно-ночной образ жизни и имеют необычный для млекопитающих внешний вид. Действительно, если вам удастся поближе всмотреться в черты этих зверьков во время их зимней спячки на потолках пещер, то они вам напомнят морды страшных демонов и химер. Да и обиталище этих животных навевает не самые приятные ассоциации — мрачные гроты и пещеры, пустынные чердаки, кладбищенские склепы, колокольни церквей. Недаром близких родственников летучих мышей, мелких крыланов называют могильными, или фараоновыми крыланами, так как они в большом количестве встречаются в могильных склепах и гробницах фараонов. Кроме того, о наших отечественных летучих мышах, не говоря уже о тропических видах, слишком мало известно не только широким слоям, но и некоторым биологам.
Так что же нам известно? Известно, что летучие мыши и крыланы (летучие собаки) относятся к классу млекопитающих, к отряду рукокрылых, составляя в нем два подотряда. Подотряд летучих мышей объединяет около восьмисот видов, а подотряд крыланов — около двухсот. Для читателей нашей книги важно подчеркнуть, что летучие мыши в темноте используют принцип эхолокации, тогда как почти все крыланы ориентируются при помощи зрения. Передние конечности рукокрылых превратились в крылья за счет удлинения предплечья и фаланг пальцев (кроме первого), которые стали каркасом для эластичной кожистой перепонки, натянутой между ними, боками тела и задними конечностями.
Подавляющее большинство летучих мышей насекомоядны и добывают свою пищу в стремительном полете. Темп, в котором летучие мыши ловят насекомых, очень высок. Наблюдения за процессом охоты в естественных условиях показали, что кожан в течение одного только часа совершает 1283 броска за пролетающими насекомыми, а маленькая ночница — 1159 бросков.
Однако среди летучих мышей встречаются виды, характеризующиеся иными способами питания. Так, в Центральной и Южной Америке обитает довольно многочисленная группа, которая подобно крыланам перешла к растительной пище — фруктам, нектару и пыльце цветов. Там же встречаются и настоящие вампиры, которые по способу питания не имеют конкурентов во всем классе млекопитающих и напоминают этим, скорее, некоторых паразитических насекомых. С помощью длинных острых резцов летучая мышь-вампир молниеносно делает на теле жертвы глубокую рану и слизывает языком вытекающую из нее кровь. Нападению в основном подвергаются рогатый скот, лошади и мулы. В Бразилии, Панаме, на Кубе известны рыбоядные летучие мыши. Они летают низко над озером или рекой и как будто ощупывают их поверхность своим ультразвуком. Только пойдет по воде рябь от стайки рыбок — летучая мышь тут как тут. Хвать — и добыча на когте, как на крючке.
В тропиках Юго-Восточной Азии и Южной Америки обитают и лягушкоядные летучие мыши. Оказалось, что в поисках добычи эти летучие мыши ориентируются на крики, издаваемые лягушками. Как только лягушка замолкает при появлении летящего зверька, она сразу оказывается в безопасности, но единственный, пусть даже слабый звук всегда стоит ей жизни. Проведенные учеными эксперименты выявили много удивительных вещей. Например, удалось установить, что летучие мыши прекрасно отличают по голосу съедобных лягушек от ядовитых жаб, а также лягушек обычного, «съедобного» размера от тех, которые слишком велики.
Но несмотря на разнообразие способов питания у летучих мышей, исходным типом для всей этой группы, несомненно, была ловля насекомых. Все остальные приспособления можно считать вторично приобретенными.
Погоня за быстролетающими насекомыми, да еще в условиях слабой освещенности, потребовала создания особых средств для ориентации на расстоянии, иногда значительном. У летучих мышей в процессе эволюционного развития выработалась способность к ультразвуковому лоцированию впереди лежащего пространства с последующим анализом полученного эха от встречаемых на пути предметов. Системы эхолокации позволили летучим мышам вести активную деятельность в сумеречно-ночное время, а также освоить темные туннели пещер, которые надежно укрывают их в течение дня. Таким образом, рукокрылые, с одной стороны, оказались конкурентоспособными с многочисленными представителями пернатых, питающихся аналогичным способом, и с другой — избавились от разнообразных дневных хищников.
Что же такое эхолокация? Принцип, лежащий в основе этого необычного способа ориентации, предельно прост. Животные издают звуковые или ультразвуковые импульсы и, принимая отражение — эхо — этих импульсов от встречающихся на пути предметов, своевременно обнаруживают препятствия. Таким же образом они могут находить и даже преследовать быстроперемещающуюся добычу Этот способ контактирования с внешней средой был назван эхолокацией по аналогии с работой радио- и гидролокационных систем, созданных умом и руками человека. Однако это теперь нам кажется все простым и ясным, а когда натуралисты впервые пытались объяснить, каким образом летучие мыши ориентируются в темноте, то им еще ничего не было известно о принципах радиолокации. Сначала они встали в тупик перед загадкой природы. И это явление на протяжении длительного времени не поддавалось научному объяснению.
История открытия эхолокации ведет свое начало с 90-х годов XVIII столетия и связана с именем итальянского ученого Лазаро Спалланцани. В 1793 году в возрасте 64 лет Спалланцани заинтересовался способами ориентации ночных животных и установил факт исключительной важности: летучие мыши свободно летают в темной комнате, где даже совы совершенно беспомощны. Это послужило толчком к длительным и остроумным экспериментам.
Первоначально Спалланцани полагал, что избегать препятствия в темноте летучим мышам позволяет необыкновенная острота зрения. Тогда на головы зверьков он надел светонепроницаемые колпаки. Полет летучих мышей стал сразу неуверенным, и животные, натыкаясь на препятствия, падали на пол. Казалось, разгадка была близка. Но когда ученый провел контрольные опыты с прозрачными колпаками, это не улучшило способность летучих мышей своевременно обнаруживать предметы на своем пути. Чтобы окончательно решить вопрос со зрением, естествоиспытатель ослепил летучих мышей. К его удивлению, животные, оправившись после операции, летали так же хорошо, как и неоперированные зверьки, то есть не испытывали никаких затруднений.
Результаты своих исследований Спалланцани немедленно разослал некоторым европейским коллегам. Он просил повторить его эксперименты и сообщить ему о результатах. Большинство полученных ответов подтвердило его опыты, но в одном из них содержались новые, еще более удивительные сведения. Швейцарский энтомолог, орнитолог и ботаник Шарль Жюрин в своих экспериментах с летучими мышами пошел дальше Спалланцани и в феврале 1794 года сделал важное открытие. Он установил, что если уши животных плотно закупорить воском или другим материалом, то они становятся беспомощными и наталкиваются на любые преграды. На основании этого Жюрин пришел к заключению, что, по-видимому, органы слуха летучих мышей принимают на себя функцию зрения, позволяя животным избегать препятствия.
Узнав об опытах Жюрина, Спалланцани вначале отнесся к ним скептически, но как только получил новую партию летучих мышей, сам повторил опыты швейцарского ученого и убедился в его правоте. Спалланцани был дотошным исследователем. Чтобы избежать механического воздействия ушных пробок на ориентацию летучих мышей, он выточил маленькие латунные трубочки и точно подогнал их по диаметру слухового прохода летучей мыши. Стоило заткнуть внешний конец такой трубочки, и летучая мышь оказывалась полностью дезориентированной; если же концы трубочек оставались открытыми, животные, даже ослепленные, летали свободно, легко избегая преграды. Незадолго до смерти, в 1799 году, Спалланцани сделал основной вывод: летучие мыши могут прекрасно обходиться без зрения, но всякое серьезное повреждение слуха для них равносильно гибели. Тем не менее ни Спалланцани, ни Жюрин не смогли дать достоверного объяснения полученным фактам. И не удивительно, так как в их время полет летучих мышей считался совершенно беззвучным. Поэтому выводы этих ученых о преобладающей роли слуха в ориентации летучих мышей их коллегам показались абсурдными, не нашли сторонников, были высмеяны и впоследствии совершенно забыты.
