Текст книги "С дельфинами. Навстречу удивительным существам"

Почему в общении или для того, чтобы показать свою степень привязанности, дельфины используют звуки? Потому что с точки зрения физики этот тип сигнала лучше всего распространяется в воде. Самцы горбатых китов поют, кашалоты щелкают, а дельфины свистят. Известно, что морские млекопитающие являются чемпионами по акустическому анализу, но они также очень умело создают звуковые сигналы. Благодаря свойству звуков распространяться в жидкой среде ученые записали голоса финвалов на расстоянии более 100 километров от места нахождения животных. Типичные для китов низкочастотные звуки можно услышать на впечатляющих расстояниях: пение некоторых голубых китов можно услышать на расстоянии около 1000 километров.

Дельфин может одновременно производить как непрерывные звуки, так и кратковременные импульсные. И при этом он даже не открывает пасть (то есть рот)! Можно представить, как сильно усложняется задача ученых, пытающихся раскодировать коммуникацию дельфинов и идентифицировать отправителя вокализаций. В мире людей, находясь в группе друзей и в шумной среде, каждый однозначно определяет говорящего, потому что тот открывает рот. У дельфинов такая ситуация невозможна. Но как же у них получаются звуки? У дельфинов дыхало (отверстие, через которое дышат) одно. Ниже, под дыхалом, носовой проход делится на два отдельных канала. Оба канала содержат несколько воздушных мешков, работающих как воздушные резервуары. Там же расположены так называемые «вокальные губы» – мышечные складки, используемые для издавания звуков.

Производимые звуки затем усиливаются в лобном выступе, «дыне» – органе, расположенном между рострумом и глазами. «Дыня» похожа на акустическое зеркало, которое фокусирует акустическую волну и отправляет ее в определенном направлении.

После того как воздушные мешки заполняются воздухом, дельфины издают вокализации с помощью звуковых губ, иначе называемых обезьяньей мордой. Улавливают звуки они ушами, анатомия которых отличается от анатомии наземных млекопитающих. Например, внешней ушной раковины у них нет. Звуки из окружающей среды и звуковые волны, издаваемые дельфином и отраженные от добычи или любого другого предмета, расположенного в окружающей среде, достигают нескольких жировых тяжей (акустическое окно), расположенных вокруг нижней челюсти, и улавливаются ими. Затем звуки благодаря костной проводимости передаются во внутреннее ухо (или барабанную полость) и в мозг, где происходит их анализ.

Создаваемые импульсы могут быть ультракороткими (менее тысячной доли секунды) и находиться в области высоких частот (выше 10 кГц, и даже выше 100 кГц): это и есть те самые щелчки. Они формируют сонар дельфинов, дающий им возможность с помощью издаваемых собственных звуков и анализа отраженных составлять точную картографию окружающей среды. Оснащенные таким акустическим «зрением», на расстоянии до 100 метров они обнаруживают не только бесшумно затаившуюся добычу, но и небольшие предметы.

Дельфины способны слышать ультразвуки (< 1 кГц), а также звуки, достигающие 150 кГц, но пик их слуховой чувствительности расположен между 10 и 80 кГц. У дельфинов очень хороший направленный слух: они с поразительной точностью определяют местонахождение источников звука. Чтобы лучше понять слуховые способности этих животных, нужно помнить, что человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Таким образом, человек упускает значительную часть звуковой продукции китообразных.

У бутылконосых дельфинов привычка пользоваться эхолокацией появляется с двух месяцев. Если в этом возрасте маленький дельфин не умеет еще как следует издавать звуки, то, вырастая рядом со своими сородичами и тренируясь, он становится настоящим экспертом. Мне часто доводилось наблюдать, как маленькие дельфины пробуют себя: из дыхалец у них вырываются огромные пузыри, но звуки получаются слабенькие и не всегда с первой попытки. Постоянно пробуя свистеть и щелкать – хорошее упражнение, – они издают шумы, у людей соответствующие лепету ребенка.

В парке Astérix с помощью уникального инструмента я исследовала, как самка-дельфин, еще ребенок, осваивала свои способности к эхолокации. Новую систему окрестили ЦЕТОСКОПОМ (CETOSCOPE). Она служит для регистрации звуков и видеозаписи поведения дельфинов с охватом пространства в 360°, чтобы не упустить ничего из разворачивающейся перед глазами сцены. Затем мы совмещаем видео и запись звука, и благодаря специальной компьютерной программе мы можем определить по видео, и значит, с уверенностью идентифицировать автора щелчков, которые слышим под водой. Без такого инструмента это, естественно, невозможно: из-за текучести морской среды направление звука размывается, по крайней мере для наших ушей. Не забудем и о том, что, издавая звуки, дельфины не открывают пасть. Фактически, устройство имеет форму довольно необычной морской звезды с четырьмя телескопическими лучами из углеволокна, на концах которых установлены гидрофоны. Тело этой звезды представляет собой водонепроницаемую видеокамеру, поворачивающуюся на 360°, и короба с аккумуляторами и оборудованием для записи. На земле или на борту корабля ЦЕТОСКОП кажется тяжелым и громоздким, а под водой вся конструкция становится плавучей и маневренной.

В дельфинарии, используя опытный прототип этой системы, мои студенты изучали эхолокационные щелчки, издаваемые Баей, тридцатидевятидневной самкой, и ее матерью Байи. В течение примерно пяти месяцев одновременно регистрировались поведение и вокализации матери и дочери. Таким образом, было показано, что щелчки Баи в возрасте одного месяца и девяти дней были идентичны щелчкам ее матери. Частота и средняя продолжительность щелчков, а также средний интервал между двумя щелчками, совпадали. Но когда дочка стала подрастать, частота щелчков увеличилась, а промежуток между двумя соседними щелчками уменьшился. Изменение этих двух параметров показывало, что Бая не только все лучше и лучше овладевает системой генерации щелчков, но и проявляет возрастающий интерес к своему окружению, что является признаком нормального развития. Это исследование проводилось без отделения пары матери и малышки от других дельфинов и без изоляции дочери от матери. Инструмент оказался достаточно точным и эффективным для того, чтобы различить, кто именно издает щелчки, и это при том, что мать и дочь плавали, почти приклеившись одна к другой. Это была сенсация. Использование этого прибора на острове Реюньон позволило показать, что в некоторых случаях дельфины применяют что-то вроде звукового камуфляжа, который позволяет им двигаться вперед, не будучи опознанными. Мы находились под водой рядом с группой дельфинов, когда один из них подплыл к нам. Мы четко фиксировали эхолокационные щелчки, с помощью которых дельфины ориентируются и получают информацию о том, кто мы и что делаем, но, к нашему удивлению, щелкал совсем не подплывший к нам дельфин. Анализ задним числом показал, что щелкал его сородич, прятавшийся за ним, пока тот подплывал к нам. Первый дельфин проводил пассивную эхолокацию ситуации, это делало его невидимым для любых систем звукового обнаружения. Весьма креативный и чрезвычайно эффективный прием!

Дельфины издают и другие звуки. Их называют импульсными сигналами, потому что они представляют собой последовательности импульсов. Нам они слышатся похожими на скрежет, скрип или пронзительный писк. Например, во время сексуального поведения нередко можно увидеть, как самец располагается под самкой и тычется головой в ее половые органы. И вот, погрузив гидроскоп под воду, исследователи зарегистрировали в такой ситуации импульсный звук, что-то вроде жужжания. Они назвали его генитальный шум. По мнению ученых, он нужен, чтобы возбуждать самок, способствовать сближению, и значит, совокуплению. Эту вокализацию также используют при призывах к порядку и дисциплине. Мать или взрослые самец или самка адресуют их неполовозрелому молодняку. Взрослые же особи используют его, чтобы заставить себе подчиняться.

Иногда вокализация или отсутствие вокализации говорит нам о том, что чувствует дельфин. Например, это касается случаев, когда небольшая группа дельфинов движется плотным молчаливым строем. Это, как правило, означает, что животные напуганы или встревожены. Когда одно из них чувствует опасность и просит о помощи, оно издает свист, тот самый свист-автограф, чтобы обозначить свое присутствие или позвать на помощь своих сородичей. Дельфин свистит многократно и долго. Кстати, когда дельфин доволен, потому что совершил что-то хорошее, наконец получил вожделенное, он издает что-то наподобие победного клича. После охоты, завершившейся поимкой преследуемой рыбы, дельфин чередует эхолокационные щелчки со скрипами (по-английски их называют victory squeal). Эти триумфальные вокализации продолжаются до 20 секунд. Так дельфин ликует.

При изучении коммуникации дельфинов в природной среде мы неразборчивы и всеядны. Мы регистрируем поведение животных и их вокализации, не провоцируя их. Другое дело в контексте эксперимента, когда мы сами создаем определенные ситуации. Ставим, например, задачи кооперации или координации. В бельгийском дельфинарии вместе с другими исследователями мы попросили двух работников, которые друг друга не видели, отдавать каждому из двух дельфинов команду выполнить синхронный прыжок. Животные умели выполнять этот трюк и знали упражнение. Звуковые записи показали, что дельфины издают щелчки до и после прыжка и что щелкает только один из двух дельфинов. Его товарищ просто пассивно слушает. Эхолокационных щелчков одного партнера достаточно, чтобы информировать обоих об их взаимном расположении в пространстве, и значит, о скорости. Все происходит так, как будто один из двух берет на себя роль главного и управляет трюком. Мы обнаружили, что лидером очень часто бывает более опытная самка.

Выполняя похожую задачу, в которой два дельфина должны координироваться и одновременно нажимать на две кнопки, дельфины синхронизировали движения и, казалось, помогали в этом друг другу, неустанно издавая свист. Они не только подстраивали движения, ориентируясь друг на друга, но и комментировали действия, свистя до того, как нажмут на кнопки.

Для координации движений дельфины используют интенсивное и богатое оттенками звуковое сопровождение, подкрепляя им коммуникацию в пространстве. Эти животные понимают роль своего партнера в совместно выполняемых задачах. Самцы индийских афалин даже продемонстрировали предпочтение к определенным партнерам, вместе с которыми они были более успешны. Чем больше дельфин проявляет себя как личность любознательную, игривую и общительную, тем лучший он кандидат на подобные задачи, где нужно уметь сотрудничать.

Звуковая коммуникация дельфинов отличается разнообразием и сложным устройством. Ее правила усваиваются через обучение и регулируются социальными особенностями. На нее также влияют культурные факторы и факторы среды. К примеру, бутылконосые дельфины издают характерные для всего вида звуковые сигналы, и не важно, живут они в Атлантике или в Средиземноморье. Предполагается, что экологические особенности, присущие среде обитания животных, приводят к стратегическим адаптациям, лежащим в основе различий между ними.

И наоборот – чем ближе места обитания по экологии, тем больше сходства в звуковых сигналах дельфинов. Например, социальные сигналы дельфинов, живущих в дельте реки Садо в Португалии, очень похожи на сигналы дельфинов, обитающих в Адриатическом море. В самом деле, эти популяции занимают площади с небольшой глубиной, с песчаным или илистым дном, скалистыми рифами и поросшими травой участками берега. В звуковом отношении это очень насыщенная среда.

Почему дельфины меняют репертуар звуков в зависимости от окружения? Потому что скорость распространения звука в водной среде зависит от физических и химических параметров воды и сопутствующей топографии. В частности, я имею в виду глубину и наличие физических преград (например, рифов). Есть и другие факторы, влияющие на звуковую коммуникацию в социуме дельфинов. Например, плотность популяции в зоне обитания, оказывающая влияние на дистанцию между индивидами и вероятность встретить того или иного сородича. Или же наличие хищников, звуковой ландшафт и т. д. Для того чтобы эффективно общаться, дельфины должны учесть эти элементы. Они изменяют и подстраивают свои звуки, тем самым проявляя большую адаптивность к условиям обитания.

Много раз я плавала в этом мире звуков, но одно погружение я запомнила особенно. Это было на Багамах. На океан спускалась ночь. Стоял штиль. Капитан позволил катамарану мирно дрейфовать. В отрытом океане мы заметили группу пятнистых дельфинов и надеялись, что они останутся недалеко от нас. Когда вода потемнела, мы включили два прожектора. Планктон тут же засуетился в их неожиданно появившихся световых пучках, за ним приплыли медузки, кальмары и рыбы, и среди них – отливающие всеми цветами радуги сайры с желтыми хвостами (тело у них веретенообразное с сильно вытянутым клювом в передней части головы). Мы собирались понаблюдать за поведением пятнистых дельфинов во время ночной охоты.

Внезапно из громкоговорителя, подключенного к гидрофону, раздалась серия щелчков. «Дельфины!» – воскликнул мой коллега, и меня охватило волнение. Скоро воздух наполнился мощными шлепками, выдающими возбуждение дельфинов, и вокруг судна засновали их изящные силуэты, похожие на покрытые крапинками серые торпеды. Охота началась. Мы погрузились в воду, соблюдая четкие указания правил безопасности: не отплывать от светового луча прожектора и оставаться рядом с партнером. Очутиться посреди такой пищевой цепочки – дело рискованное. Вокруг нас и особенно под нами на сотни (!) метров в глубину кишели маленькие и большие рыбы.

Пятнистые дельфины слегка касались нас в воде, они были стремительны и равнодушны к нашему присутствию, но потенциально опасны. Я была рядом с моей напарницей, студенткой Денизы. Признаться, мне было не по себе: если отплыть от пучка света, можно оказаться в полной темноте, и команда на борту катамарана, следившая за безопасностью, потеряет тебя из виду. Дельфины были заняты движениями рыб, за которыми охотились. Глаза их были открыты, но взгляд казался расфокусированным в пустоте, как будто выключенным из-за главного занятия – интенсивной работы со звуками. Вода наполнилась шумом эхолокационных щелчков.

Опустив голову под воду, я четко различала вариации сигналов: щелчки ускорялись, замедлялись, затем снова ускорялись вслед за движениями добычи и усилиями, которые дельфины прилагали, преследуя ее. Иногда испуганные рыбы, оглушенные громкими щелчками, прятались рядом с нами. Помимо воли мы становились для них спасительным убежищем. Для дельфинов же мы были «досадным плавучим хламом». На всю жизнь я запомнила это потрясающее погружение во вселенную звуков, издаваемых дельфинами!

Школа под водой

Я снова на Багамах с Денизой Херцинг и ее группой. Мы ныряем, чтобы проследить за четырьмя самками с потомством и заснять их. Мы попали в сильное течение и энергично работаем ластами, чтобы не сбавлять темп. Глубина не более 10 метров, и на песчаном дне видны морские звезды. Две самки дельфинов опускаются ниже и зондируют дно. Я вижу, как они медленно поворачивают голову, а малыши наблюдают за ними.

Дельфинихи ищут пищу. Вижу, что одна из них метнулась и быстро зарыла пасть в песок. И вскоре она вытаскивает голову, держа в зубах маленькую камбалу, а затем поднимается подышать на поверхность воды. Проглотив добычу, она снова погружается на дно и снова приступает к поискам. В какой-то момент, когда ее малыш оказывается почти под ней, она двигает грудными плавниками. Похоже, она использует их, чтобы направить детеныша, как будто хочет сказать ему, чтобы он двигался вдоль ее оси. Отлично понимая, что от него хотят, он подчиняется и встает под ее животом головой к голове матери.

Она сдвигает его, чтобы он не мешал ей в поисках пищи? Или чтобы эхо отправляемых ею щелчков попадало на его нижнюю челюсть? Не исключено, что верно и то, и другое. Подставляя малыша под эхо и связывая это с ловлей добычи, мать учит его охотиться?

Вечером на борту катамарана (такие экспедиции на катамаране продолжаются дней десять) после ужина мы просматриваем отснятые за день видео. Они сделаны с помощью подводной камеры, оборудованной гидрофоном, который улавливает в том числе эхолокационные щелчки. Вот перед нами эпизод, когда самка шевелит своим грудными плавниками с двух сторон от детеныша, который оказывается у нее под животом. На звуковой дорожке раздается отчетливый щелчок. Дениза уже не раз видела такое поведение, она считает, что оно относится к обучению.

Поведение такого рода уже наблюдали в зоопарках, но в естественной среде его редко удается увидеть. Я в первый раз наблюдаю, что в этот момент происходит между матерью и ее малышом. Я слышу, что́ она говорит своему ребенку, и вижу, как она сопровождает его, как направляет, как поздравляет его, когда позволяет схватить выслеживаемую добычу. То, что мы допущены присутствовать при этой сцене, является признаком большого доверия к нам. Это так трогательно!

Как дельфины учат? Какой тип обучения используют? Наблюдать за матерью – эффективный способ для детеныша научиться, но далеко не единственный. Мы увидим, что дельфиних учат быть хорошей матерью, что молодые дельфины получают сексуальное воспитание и что эти животные даже способны мириться после ссор.

У меня уже была прекрасная возможность увидеть, как учатся дельфины. Это было в зоопарке, вскоре после аспирантуры. В 1997 году я продолжила обучение на постдипломном годовом курсе в лаборатории Кеннета Мартена. Кен, которого сегодня уже нет в живых, не был похож на других исследователей. Он не выносил жары и работал исключительно по ночам, кондиционер стоял на максимуме, и поскольку ему все было мало, рядом с собой он пристраивал еще два вентилятора. Работая с ним, я натягивала свитеры и заматывалась шарфами, чтобы не околеть в лаборатории. А ведь мы были на Гавайях! Начиная работу с наступлением ночи, я казалась себе самой летучей мышью из холодильника.

Мы работали над созданием интерфейса «человек – животное» с помощью сенсорного экрана, находившегося на одном из окон бассейна с бутылконосыми дельфинами. Дельфины должны были ассоциировать изображения или видео со звуками, которые мы воспроизводили. Очень хорошо помню самку по имени Ива. Будучи сдержанной, она очень редко пользовалась устройством, так как его монополизировала другая самка, Локани, более любопытная, более смелая. Тем не менее, всплыв на поверхность, Ива любила наблюдать за Локани, смотреть, как та общается с экраном. Через несколько дней после начала эксперимента Локани на несколько минут оставила экран в покое. Ива подплыла очень быстро и дала штук шесть правильных ответов. Ее прервала Локани, она оттолкнула ее, чтобы снова «завладеть» интерфейсом. Судя по всему, Ива научилась, наблюдая за Локани, извлекла уроки из ее многочисленных попыток вокруг да около, проб и ошибок. Потрясающе.

Обучение через наблюдение очень распространено у китообразных. В Австралии, например, самки афалин учат детенышей «рыбалке с губкой». Дельфины собирают губки, держат их в пасти и направляются к скалистым расщелинам, откуда выгоняют рыбу. С помощью губки они защищают свой рострум от шершавых скал. Малыши сопровождают взрослых и наблюдают за тем, что те делают.

На островах Крозе, архипелаге, расположенном в юго-западной части Индийского океана ближе к Антарктике, самки косаток берут на себя роль преподавателей. Они обучают молодняк опасной охоте: как ловить морских львов, выбросившись на мель! Они выпрыгивают на отмель, где отдыхают их жертвы, и остается только надеяться, что после удачной охоты они смогут вернуться в море с отливом. Очень опасный прием, который мамы передают детям, демонстрируя большие педагогические таланты. Они приводят детей на ровный, пустынный берег, где и знакомят их с техникой выбрасывания на сушу. Небольшой уклон помогает собирать обратно тех малышей, которым маневр не удался. Поскольку добычи и в помине нет, это своего рода охота понарошку. Молодняк не выйдет «на дело», пока не научится основам мастерства.