Ученые впервые сумели провести количественное изучение поведения летучих мышей, использующих свою эхолокационную систему для охоты в полевых условиях. Установив, как они испускают направленные звуки различной частоты и продолжительности, биологи впервые смогли измерить громкость сонарных сигналов летучих мышей. Оказалось, что эти звуки по громкости вдвое превосходят шум реактивного самолета.
Основной целью работы Анны-Марии Серликк из Биологического института в Дании было подробное исследование эхолокации летучих мышей. Вместе со своими коллегами из университета германского города Ульм Серликк изучила поведение одиннадцати видов летучих мышей, обитающих в тропиках и употребляющих в пищу насекомых. Подробный отчет Серликк представила в статье, опубликованной в последнем выпуске PLoS ONE.
Свое исследование ученые проводили в полевых условиях, для чего применяли целый массив микрофонов и фотокамер. С их помощью биологам удалось построить детальную картину траектории полета ночных хищников. Одним из самых поразительных открытий ученых стала необычайная громкость ультразвуковых импульсов, испускаемых мышами для ориентировки в пространстве.
Громкость этих звуков может достигать 140 дБ и больше – такой громкости не имеет ни львиный рев, ни слоновьи трубные звуки.
Летучие мыши – самые громкие животные на земле – или, скорее, в воздухе.
Для сравнения, уровень шума на самом громком рок-концерте не превышает 120 дБ, так как этот уровень соответствует болевому порогу людей. Не перебудить окрестности рукокрылым позволяет спектр испускаемых сигналов, лежащий далеко за высокочастотным пределом слышимости животных и людей, а также особенности распространения высокочастотных звуков.
Такая громкость испускаемых сигналов необходима для точного ориентирования в пространстве и поиска очередной жертвы, которая может быть очень маленькой и подвижной. Дело в том, что ультразвуковые сигналы очень быстро затухают в воздухе – он для них является очень вязкой средой. Громкие вопли особенно полезны на открытом пространстве: чтобы уловить отраженные ультразвуковые колебания, летучим мышам нужно не только хорошо слышать, но и громко кричать.
Какой бы странной ни казалась нам эхолокационная система летучих мышей, их адаптационное развитие заставляет только лишь восхищаться силой эволюции. Эти млекопитающие не только сумели развить навыки полета, значительно превосходящие умения самых искусных птиц, но и систему ночной навигации, фактически монополизировав ночную охоту в воздухе. Филины не в счет – с помощью своих огромных глаз они видят далеко не все и очень недалеко.
Современные археологические свидетельства свидетельствуют в пользу того, что навыки полета у этого типа млекопитающих появились существенно раньше эхолокационных систем. Однако широкое разнообразие последних, определяющее и разнообразие видов одного и того же отряда рукокрылых, не знает себе равных среди теплокровных животных.
Существенные различия в устройстве сонорных систем летучих мышей не только позволяют им занимать очень разнообразные ареалы обитания, но и сосуществовать на одних и тех же, охотясь на совершенно разные виды добычи.
В то же время, несмотря на большую специфичность, эхолокационная система летучих мышей, по мнению ученых, должна быть очень гибка.
Она должна подстраиваться под местность, в которой происходит воздушная охота, пространство до объекта и степень шумности полета дичи. Летучие мыши должны уметь менять интенсивность и частоту ультразвуковых импульсов.
Кроме того, Серликк перед началом работ предположила, что летучие мыши, летая в ограниченном пространстве лабораторий, испускают менее интенсивные и более короткие звуковые сигналы, имеющие более широкий спектр гармоник, чем если бы они парили в открытом пространстве.
Детальное же изучение поведения летучих мышей в открытом пространстве представляет собой огромную трудность по причине мобильности рукокрылых, их ночного образа жизни, сильной направленности их звуковых посылов и необходимости постоянно измерять расстояние между источником сигнала и принимающим его микрофоном для каждой отдельной мыши.
Презрев все трудности, команда Серликк вместе с коллегами отправилась в Панаму, где прямо во всемирно известном проливе занялась исследованием летучих мышей, охотящихся на водных и летающих насекомых.
Главной целью ученых, разместивших свои многочисленные микрофоны и стереофотокамеры на рукотворном острове Барро-Колорадо на озере Гатун – части панамского канала, было выяснить, насколько близки адаптационные признаки видов летучих мышей, обитающих в одном и том же ареале и ведущих сходный образ жизни.
Результаты исследования позволяют заключить, что все одиннадцать видов мышей, представляющие большинство семейств, испускают очень интенсивные звуковые колебания, когда охотятся в естественных для себя природных условиях. Они варьируют эту интенсивность при наличии близлежащих естественных преград, и вне зависимости от своего филогенетического родства испускают сигналы почти одинаковой силы при поиске добычи на одинаковом расстоянии.
Различить сигналы разных видов мышей ученым помогло то, что разные мыши излучают звуки, различающиеся по набору гармоник: одни виды испускают сигнал очень широкого спектра, другие выделяют вторую гармонику в своем посыле, третьи испускают звук с подчеркнутой основной гармоникой.
В то же время ученые отмечают, что их данные о рекордной громкости также могут быть заниженными, так как сигналы мышей имеют очень выраженную направленность.
С микрофоном за летучими мышами учёные не бегали, а отклонение направления сигнала от детектирующего прибора может существенно снизить регистрируемую интенсивность. Ученые старались принимать во внимание лишь те сигналы, которые были получены от мышей в тот момент, когда те летели точно на микрофон. Однако отследить мимолетный поворот головы мыши, отводящий пучок звуковых волн в сторону от микрофона, не позволяют даже самые современные скоростные стереофотоснимки. Мыши ещё могут обновить свой рекорд.