Слух и локация.

Китообразные издают многочисленные и разнообразные звуки, которые в описательном плане могут быть охарактеризованы, как рев, стон, мычание, визг, треск, трель, скрип, удар, грохот, выстрел и т.д. К настоящему времени можно считать установленным, что все виды китообразных издают звуки, но полнота их изученности у разных видов, родов и семейств неодинакова. Лучше всего исследованы сигналы дельфинов.

Звуки зубатых китов охватывают необычайно широкий спектр час­тот - от нескольких герц до почти трехсот килогерц, эти сигналы можно разделить на импульсные и непрерывные. Импульсные сигналы (щелчки) состоят из отдельных посылок широкой полосы (с максимумом интенсивности от 20 до 50 Кгц) с очень крутым передним фронтом, длительностью порядка 0,1 мсек. Частота посылок таких импульсов в секунду может изменяться от единиц до сотен, и на слух они сливаются в щебет, скрип, лай. Длительность каждого сигнала может изменяться от щелчка к щелчку и обычно уменьшается при возраста­нии числа импульсов в секунду, а так же в бассейне по сравнению с морем.

Сигнал типа щелчка у зубатых китов по своей спектральной ком­позиции может быть описан, как белый шум, поскольку в нем при­сутствуют частоты очень широкого диапазона. Полоса частот в щел­чке варьирует у животного в зависимости от обстоятельств. Для распознавания обычно используют более высокие частоты, а для ори­ентации - более низкие и продолжительные (в несколько миллисекунд). Эти сигналы могут возбуждать сильное эхо. У афалины щелчки двойные, каждый длительностью 0,4-0,7 мсек. и с интервалом около 1 мсек, косатка излучает серии щелчков, по 10-15 в каждой, с малой частотой повторения. Типичная серия начинается с более высоких частот и заканчивается низкими (500-350 Гц). Продолжительность отдель­ного щелчка косатки 10-35 мсек. Импульсные сигналы обычно сопут­ствуют локации.

Другой большой класс звуков китов представляют сигналы, на­зываемые непрерывными. Часть их воспринимаются на слух. как свисты, почти монохроматические, амплитудно- и частотно-модулированные, длительностью 0,1-3,6 секунд, частого 4-30 Кгц. Другие звуки этого класса имеют более сложный спектральный состав и восприни­маются как рев, вой, трубные звуки и т.п. Для них характерна ком­плексность свиста и импульсов. Свисты обычно относят к коммуни­кативным сигналам, хотя и не исключено их использование и для локации.

В 1957 году зоологи из США, описывая новый вид, морской . свиньи из Калифорнии, заметили, что лобная поверхность ее черепа подобна форме параболического зеркала, а мягкие части над челюстными кос­тями напоминают линзу. Возникла мысль, что голова морской г свиньи может концентрировать звуки, излученные воздушными мешками, как рефлектор и фокусирующий аппарат. Так зародилась гипотеза звуко­вого прожектора и акустической линзы дельфинов, красиво объясня­ющая точность, прицельностъ и дальность эхолокации. В дальнейшей разработке этой гипотезы принимали участие как американские, так и советские ученые.

Тот факт, что эхолоцирующий дельфин, приближаясь к добыче, покачивает головой-, как бы нацеливаясь на рыбу своим звуковым лучом, указывает, что звуковые волны дельфины посылают направленно.

Наши исследователи показали, что череп и мягкие ткани головы дельфинов действительно концентрируют звуковые колебания и играют роль акустического прожектора и звуковой • линзы. Испытания пока­зали, как изменяется направленность звуков, формируемая черепом и целой головой дельфина в зависимости от частоты акустического изучения. Оказалось, что с увеличением частоты от 10 до 180 Кгц направленность звуков, обусловливаемая вогнутой передней повер­хностью мозговой части черепа и мягкими тканями голова, четко возрастает, и звуковое поле суживается.

Основную роль концентратора звука выполняет череп, а дополни­тельную - мягкие ткани головы.

Зубатые киты - это адаптивно измененные локаторщики, чей че­реп с мягкими частями, звукосигнальный аппарат и орган слуха при­способились для генерации звуков, их посылки, восприятия эха и анализа. Все это наложило глубоки отпечаток на особенности био­логии, анатомии и физиологии группы.