Почему киты поют. Поют ли киты

Жизнь в океане отличается от жизни на суше. Нырните под воду и попытайтесь понюхать апельсин или увидеть что-нибудь дальше, чем в метре от себя. Животные, обитающие в воде, должны были развить особые способы восприятия мира, отличные от зрения и обоняния. Одним из таких способов стал звук. У китов целый набор звуков, которыми они пользуются одновременно для коммуникации и поиска пути в темных глубинах. Но лишь определенные виды китов «поют».

Киты делятся на две группы в зависимости от способа питания: зубатые киты и усатые киты.

Зубатые киты более агрессивны. К ним относятся кашалоты, дельфины и косатки. Эти киты питаются, как тигры в джунглях, охотясь и преследуя добычу (от маленьких рыбешек до осьминогов и морских львов). Все пойманное они заглатывают целиком.

Внешне «более воспитанные» усатые киты питаются, плавая по воде с открытым ртом и засасывая вместе с водой мелкие растения и животных. Они фильтруют воду с планктонными моллюсками ракообразными и мелкими рыбками через специальные роговые пластинки. Их в верхней челюсти от 360 до 800, длиной они от 20 до 450 см и называются китовым усом. Внутренний край и вершина каждой пластины расщеплены на тонкие и длинные щетинки, образующие подобие густого сита. К усатым китам относятся огромные голубые киты и поющие горбатые киты.

Море имеет темный цвет даже днем, а многие зубатые киты путешествуют и охотятся ночью. Как они это делают? Подобно тому, как и летучая мышь, летающая глубокой ночью, некоторые киты издают звуки и улавливают затем их эхо. Звуки эти похожи на щелчки или свист. Когда звуковая волна встречает преграду на пути, например скалу или рыбу, она отражается обратно.

Обычные уши под водой помочь не могут. Звуковые волны - это вибрация воздуха, которая заставляет двигаться барабанную перепонку. А волна, распространяющаяся в воде, заставляет вибрировать весь череп. Поэтому, когда киты в далекие-далекие времена вернулись в океан, их теперь уже бесполезные ушные проходы сузились до размеров игольного ушка. Однако барабанные перепонки у китов есть, только звук к ним идет совсем по другому маршруту, проходя от челюстной кости или лба через слой жира до барабанных перепонок.

Кроме щелчков челюстями (которые напоминают дверной скрип), зубатые киты используют для общения свист и трели. (Белуха, которая относится к зубатым китам, выдает такое количество трелей, что ее называют морской канарейкой.) Киты также издают звуки, ударяя хвостовым плавником (двумя пластинами хвоста). У некоторых китов эти звуки получаются такими громкими, что напоминают звук отбойного молотка.

Усатые киты щелкают, чирикают и свистят, как и зубатые. Но они также издают низкочастотные стоны. Горбатые киты издают подобные звуки все время преследования добычи, причем они могут превратиться в «песню» и длиться более часа. Ученые называют это «песнями», поскольку у них есть ритм, структура и повторяющиеся фразы (как припевы или рефрены), а «поют» только горбатые киты.

Ученые, записавшие и проанализировавшие эти «песни», говорят, что если бы их разложить по звукам и сделать из этих звуков язык, то в некоторые «песнях» содержалось бы информации не меньше чем в небольшой книжке. Одни звуки слишком низкие для человеческого уха, поэтому мы их не слышим, другие нужно проигрывать в очень медленно темпе, чтобы мы их разобрали. Сама «песня» одинаковая у китов из различных уголков океана, но количество фраз для каждой особи индивидуально. Киты меняют свои «песни» в зависимости от сезона. Никто не знает, почему киты поют и что означают их «песни». Выдвигаются предположения, что «песни» помогают мужским особям устанавливать границы своих владений или же являются частью брачного ритуала. Но это всего лишь человеческие трактовки мира китов, который мы, возможно, совсем не понимаем.

Почему киты поют грустные песни и совершают самоубийства?

В 1970 году на прилавках музыкальных магазинов появился необычный альбом под названием «Songs of the Humpback Whale» («Песни горбатых китов»). Название не было поэтической метафорой — на пластинке действительно звучали голоса китов, записанные биоакустиком Роджером Пейном.

Пластинка имела беспрецедентный успех, разошлась тиражом более 100 тысяч экземпляров и стала самым продаваемым из всех «экологических» альбомов. Впоследствии её материал использовался и в альбомах музыкальных. Например, на альбоме Джуди Коллинз 1970 года под названием «Whales & Nightingales» («Киты и соловьи») в треке «Farewell To Tarwathie» певица спела вместе с китовым «хором». В 1978 году голоса горбатых китов использовала другая певица — — в начале песни .

Поют киты, разумеется, не от скуки, а для коммуникации со своими сородичами (например, призывают самок). Эти песни обычно звучат в очень низком диапазоне и, как правило, навевают на человека чувство тоски. Полагают, что именно из-за депрессивного китового репертуара одна из «групп смерти» (так называют Интернет-сообщества, провоцирующие глупых подростков на самоубийство) получила название «Синий кит».

Кроме того, нередки случаи, когда киты и дельфины действительно совершают суицид, массово выбрасываясь на берег. Так в 1970 году 150 малых косаток выбросились на берег Флориды, а 59 кашалотов — на берег Новой Зеландии.

Гибель стада кашалотов на пляже Окита-Бич (Новая Зеландия, март 1970 года).

Но вернёмся к песням… Громче всех поют киты усатые. Зубатые киты гораздо тише, ибо общаются с помощью высоких звуков, большая часть которых человеческому уху недоступна (недаром у дельфинов мы слышим лишь скрип и щелчки). Если усатые киты «поют» с помощью горлового мешка, связанного с гортанью, то зубатые — издают ультразвуки с помощью т.н. мелона — жировой подушки внутри выпуклого лба, которая фокусирует звуки, возникающие в носовых проходах.
Дело в том, что дельфины, косатки и кашалоты используют эти сигналы не только для общения («иди ко мне, любимая», «я нашёл много еды», «пошёл вон»), но и как эхолокатор, позволяющий без труда ориентироваться в воде и находить добычу даже в полной темноте.

Звуки важно не только издавать, но и эффективно воспринимать. Слуховой аппарат у китообразных намного лучше нашего — уже, хотя бы, потому, что он изолирован от костей черепа. То есть, у них идеальное стереовосприятие — звуки справа и слева воспринимаются по отдельности.

Интересно, что в древности люди часто приписывали дельфинам и китам любовь к музыке. Наиболее показательна древнегреческая легенда о кифареде Арионе.
Однажды Арион возвращался на корабле после «гастрольного тура», изрядно разжившись деньжишками. Алчные моряки решили денежки отобрать, а самого музыканта выбросить за борт. Тогда Арион попросил перед смертью позволить сыграть ему на кифаре. Как только он заиграл, над поверхностью моря показались дельфиньи спины. Закончив последнее выступление, музыкант сам бросился в море…
Каково же было удивление моряков, когда приплыв в порт, они обнаружили там свою жертву — живую и невредимую. Оказалось, что дельфины решили, что негоже такому таланту пропадать и доставили Ариона на берег быстрее корабля. Образ кифареда, плывущего верхом на дельфине, стал очень популярен в искусстве.

Хуан Де Аргихо «Арион» (пер. Г. Кружкова):

Навстречу дню в яснеющем просторе
Плывет он, на дельфине восседая;
Стихает ветер, и волна седая
Чуть плещет, сладостной кифаре вторя.

И нереиды с ним в согласном хоре
Поют, чертог подводный покидая,
И множат эхо, голоса сплетая
В торжественном амфитеатре моря.

Нерей с Доридою, и сам великий
Нептун, и старый Главк, чудесным пеньем
Пробуждены, всплывают из пучины.

О власть необоримая музыки!
Тебе внимают с равным восхищеньем
Ветра и волны, боги и дельфины.

Франсуа Буше «Арион на дельфине» (1748).

Плиний Старший «Естественная история»:
«Дельфин - существо, расположенное не только к человеку. Он обнаруживает ещё и любовь к музыке; звуки музыки, особенно звуки духовых инструментов, явно доставляют ему удовольствие».

На приведённой ниже гравюре мы можем увидеть двух китов, напавших на корабль. Часть моряков кидают в воду бочки (по старому поверью это поможет отвлечь кита), а один играет на трубе, пытаясь умиротворить разъярённых животных.

Однажды специалист по биоакустике и машинному обучению из Тулонского университета Эрве Глотен попробовал послушать «безмолвие океана». Океан оказался совсем не безмолвным, море было еще «шумнее», а от трескотни обитателей рек было просто некуда деваться. Эта тема так увлекла исследователя, что он основал международный исследовательский проект SABIOD (Scaled Acoustic BIODiversity platform). Уже 15 лет Эрве и его команда исследуют голоса подводных обитателей и стараются понять, как они живут, на какие темы общаются, а еще — как на их мир влияет человек.

Кошки-мышки на глубине

Для морских обитателей звук – это и способ общения, и средство ориентации в пространстве. Они находят дорогу, анализируя отражение звука от разных предметов. Так же они находят других животных – и своих сородичей, и добычу, говорит Эрве Глотен.

Эхолокация у дельфинов: так дельфины ориентируются в пространстве с помощью звуков. Записано командой Эрве Глотена в национальном парке Пор-Кро (Port-Cros — Лазурный берег, Франция)

— Подводная охота похожа на игру в кошки-мышки. Задача кашалотов и других охотников – понять, где находится добыча, и не выдать при этом своего местоположения. Как правило, у добычи просто не хватает времени, чтобы сориентироваться. Но она пытается перехватить звуковой сигнал, который посылает кит. Можно сказать, добыча становится подводным хакером – перехватывает информацию, которая ей не предназначается. Это ее единственный шанс на спасение.

О чем поют киты?

По характеру звуков ученые могут определить, что делают обитатели глубин: охотятся, общаются, ищут себе пару или ухаживают за детенышами. Ученые могут идентифицировать каждого животного и понять, с кем оно общается и что делает. Это новое научное направление – «этоакустика» (ethoacoustics), то есть изучение поведения животного по звукам, которые оно издает.

Команда профессора Глотена составляет словари «китовьего» языка. Они уже выделили около 70 разных видов звуков, которые киты издают в разных ситуациях. Неудивительно, что позывные меняются в зависимости от вида, но даже в пределах одного вида бывают разные «диалекты». Например, чилийские кашалоты звучат не совсем так, как средиземноморские, но всегда можно понять, что это именно кашалот, уверяет исследователь.

Так называемая «песня» горбатого кита. Записано в Индийском океане

Команда SABIOD предполагает, что при помощи звуков кашалоты даже могут «трогать» друг друга. Спектр звуков, которые они издают и улавливают, гораздо шире, чем у человека. Кашалоты, живущие в одной группе, посылают друг другу очень сильные и низкочастотные звуки, которые проникают в их ткани. Для человека это неприятно (или, по крайней мере, непривычно), а вот кашалоты таким образом выражают друг другу теплые чувства.

Зеркало в чаще

Эрве Глотен и его коллеги записывают звуки самых разных обитателей фауны — от насекомых до огромных синих китов. Но подводные обитатели остаются любимыми «исполнителями» профессора.

— В основном китообразных исследовали визуально – снимали под водой или наблюдали, как они выходят на поверхность. А мы полагаемся на тот инструмент, который они сами используют – на звук.

Для записи исследователи используют особую акустическую систему «Ясон» (Jason), которую они разработали сами. Перед началом эксперимента ее настраивают, чтобы записывались звуки определенной частоты – так можно узнать о жизни определенного вида, например, кашалотов или амазонских дельфинов. У прибора есть еще ряд специальных приспособлений, таких как несколько разнесенных в пространстве микрофонов, которые дают объемную «картинку», и большой жесткий диск («Ясон» может работать автономно в разных режимах до 2 лет, хотя обычно запись ведется 3 месяца).

— Гидрофон должен стать частью пейзажа для животных. Когда мы только опускаем «Ясон», многие животные с ним сначала знакомятся и играют. Особенно дельфины.

Представьте, что вы идете с факелом по лесу, а где-то между деревьями спрятано зеркало. Оно отражает свет вашего факела – конечно, это привлечет ваше внимание. Для дельфина гидрофон – это то же зеркало, только отражает оно не свет, а звук. Первые минут двадцать гидрофон становится центром притяжения, дельфины плавают вокруг него, могут попробовать на вкус, но редко ломают. И когда они удостоверятся, что это не животное, они оставляют гидрофон в покое.

Впрочем, добавляет Эрве, бывали случаи, когда такие игры выходили боком для оборудования. Однажды исследование в джунглях пришлось приостановить, потому что тапир съел микрофон, а в другой раз дельфин напал на гидрофон и превратил всю умную начинку в кашу.

Слишком много шума

Несмотря на такую активную жизнь подводных обитателей, океан – спокойное место, в отличие от рек.

— Один из наших текущих проектов связан с изучением жизни речных дельфинов и других обитателей Амазонки. Там мы получаем терабайты звуковых записей за неделю. Чтобы собрать такой же объем в Средиземном море, нужно около 3 месяцев.

Тишина очень важна для активной жизни китообразных. Но сегодня по-настоящему тихих морей становится все меньше – в основном из-за развития водного транспорта.

Представьте себе, что вы постоянно находитесь в ночном клубе с громкой музыкой – в таких условиях сложно поговорить по душам. К тому же посторонние шумы (например, звук моторной лодки или ветряка) мешает китообразным ориентироваться и охотиться.

— Удивительно, но в Средиземном море все еще есть большие киты и дельфины. Хотя раньше им тут было лучше. В Атлантическом океане у берегов Франции китообразные в принципе не водятся – там слишком мелко. Но на других животных там сильно действует и трафик морских судов, и генераторы ветряной энергии, которые расположены в воде. Они очень пугают местную фауну, так как создают инфразвуки, которые отлично распространяются по воде.

Самые хорошие условия для китообразных я наблюдал в Арктических и Антарктических водах. Когда я впервые начал слушать в том месте, где должны были обитать горбатые киты, которых мы тогда исследовали, я подумал, что с системой что-то не так. Не было слышно ничего, никакого постороннего шума. Потом внезапно я услышал щелчки китов и понял, что с системой все в порядке.

На фото: Эрве Глотен (слева)

Компромисс

Чтобы сохранить китообразных в таких «густонаселенных» морях, как Средиземное, исследования Эрве очень важны. Все животные обитают на определенной территории и пользуются более или менее одинаковыми маршрутами. Одна из идей профессора состоит в изменении курсов больших судов, чтобы те не сталкивались с китами.

Ограничение скорости для моторных лодок на законодательном уровне тоже помогло бы сохранить комфортную среду обитания для китообразных Средиземного моря.

Звуки вокруг нас

Когда звук записан, начинается самое интересное – обработка больших данных. И это не только составление «словарей». Благодаря «объемному» звуку ученые могут создать трехмерную модель того подводного участка, который они исследовали, и реконструировать те траектории, по которым двигались животные.

Систему записи и анализа звука, разработанную учеными, можно применять не только для изучения скрытого от глаз мира. В городской жизни она тоже может пригодиться. Тот же принцип можно использовать, чтобы составлять карту движения машин в городе, отслеживать движение дронов в небе или предотвращать столкновения птиц с самолетами над аэродромами.

Поют ли киты?

Киты - единственное, кроме человека, млекопитающее, которое... поет. Многие из них издают низкие воркующие звуки, а горбатые и гладкие киты поют- «песни» - серии повторяющихся в определенной последовательности различных звуков. Песни китов так явственны, звуки так организованны, словно тут потрудился некий композитор. Самая короткая «ария» длится шесть минут, самая длинная - около получаса. Иногда солист часами исполняет на «бис» свой номер, останавливаясь лишь затем, чтобы освежить запас воздуха в легких. Смысл пения «сирен бездны» пока неизвестен, но, поскольку киты поют почти исключительно в период размножения, можно предположить, что пение выполняет какую-то функцию в их семейной жизни. Сначала считали, что поют только самцы, однако есть сведения, что самки поют песенки своим малышам.

«Репертуар» стада постоянно меняется. Возможно, «песни» служат для более сложного общения. Во всяком случае, каким-то образом все киты оказываются в курсе малейших изменений в обстановке. Как они об этом узнают? Да и вообще - как поют, если у них нет голосовых связок?

Впрочем, многие ученые склоняются сейчас к мнению, что звуковоспроизводящая система у китов находится в передней части головы. Это каналы, полости, клапаны и трубы, расположенные в костном ложе черепа за жировой подушкой, которая служит своеобразной линзой, направляющей и усиливающей акустический луч.

Песни китов - звуки, издаваемые китообразными для общения. Слово «песни» используется, чтобы подчеркнуть повторяющийся и мелодичный характер звуков, напоминающий человеческое пение.

Песни у представителей разных популяций различаются и могут постепенно меняться на протяжении брачного сезона; киты исполняют их как в одиночку, так и «хором». В целом, неизвестно, служат ли песни китов для привлечения самок или для отпугивания других самцов и установления иерархии между ними - по наблюдениям, песни часто заканчиваются конфликтами с другими самцами.

Сложная система коммуникации необходима этим морским гигантам для того, чтобы общаться на значительных расстояниях. Так, голос голубого кита разносится в воде более чем на 500 км, песни финвала также преодолевают огромные расстояния. Горбатые киты поют во время своих путешествий из нагульных районов в Антарктике в те области, где они выведут потомство.

Все животные используют естественные подводные усилители. Звуковые волны могут лучше всего распространяться на глубине в 1 километр, так как именно на этом уровне понижающаяся температура и высокое давление образуют своего рода канал. Издаваемые в этот "туннель" звуки, могут преодолевать расстояние в сотни километров.