Скворец, а мяукает

Солнце стало делать первые шаги по небосклону, и лес начал оживать. Запела яркогрудая зарянка. В молодом ельнике принялись летать дрозды-рябинники, крича «тра-тра», «кра-рарарара». Один из них, усевшись на макушку, сильно дергает распущенным хвостом, нагибается и трясет крыльями, особенно старательно трещит. Вот где-то впереди раздались красивые трели черноголовой славки. Послышались нежно-переливчатые флейтовые звуки. Это запела маленькая с серовато-зеленой спинкой птичка — весничка. И все больше и больше голосов звучит в лесу.

Разнообразие птичьих звуков поразительно. Одни птицы поют только простенькие мелодии, другие выводят очень замысловатые, третьи не брезгуют экзотикой — то замяукают, как кошка, то затарахтят, словно идущий трактор, а четвертые без всяких усилий произносят человеческие слова настолько чисто, что очень часто люди, не видя «оратора», а только слыша его, поначалу не подозревают, что говорит птица.

Много было всяких предположений по поводу того, где рождаются звуки у птиц. Но в 1686 году французский ученый Д. Вернэ, придя на заседание Парижской академии с живым петухом, без лишних слов проделал серию опытов и доказал почтенной публике, что главный голосовой аппарат птиц — сиринкс, нижняя гортань.

Устроен сиринкс у большинства пернатых достаточно сложно. Расположен он там, где проходит граница между дыхательной трубкой — трахеей и бронхами, и представляет собой своеобразную камеру. Внутрь ее от наружных стенок вдаются наружные голосовые перепонки — тонкие слизистые мембраны, а снизу, от места ветвления трахеи, — внутренние голосовые перепонки. Кроме голосовых перепонок есть еще эластичные утолщения — голосовые губы. А там, где внутренние стенки бронхов соединяются, расположен небольшой хрящ — козелок. Над ним возвышается полулунная складка. Козелок и полулунная складка разделяют голосовые щели. В результате в каждом бронхе образуется свой источник звука. Причем эти два модулятора совершенно не зависят один от другого, что дает птицам огромное преимущество: они могут одновременно исполнять две фразы своей песни или брать две разные ноты.

Подобным образом сиринкс устроен у очень многих птиц: воробьиных, зимородков, кукушек, удодов. Совсем недавно обнаружено, что у некоторых водоплавающих птиц в голосовом аппарате тоже работают два независимых источника звука. Изучая сигналы каролинской утки, которые она издает, согревая своих птенцов, и когда зовет их покинуть гнездо, ученые, сделав сонографический анализ, установили, что утка издает одновременно два разных тона. Исследования показали, что и в криках кряквы, мускусной утки, мандаринки есть два гармонически несвязанных звука.

Два модулятора — не предел птичьих мечтаний. У попугаев их насчитывают даже четыре. И работают они также сами по себе. Манипулируя ими, некоторые попугаи ухитряются порой с необыкновенной точностью имитировать нашу речь. Но говорить по-человечески попугаям позволяет не только большое количество модуляторов. В их дыхательной системе обнаружено много мягких полостей и впадин, выполняющих роль резонаторов. Полулунная складка у птиц обычно является своеобразным смесителем звуков, а у попугаев она еще работает и как язычок в духовых инструментах. Кроме того, и верхняя гортань, имеющая вид овальной подушки с продольной щелью, которая может сжиматься и расширяться, закрываться и открываться под действием специальных мышц, действует подобно «старт-стоп модулятору». Она регулирует звуковой поток, который сформировался в сиринксе, и влияет на начало и конец звуковых сигналов.

Легко предположить: чем сложнее выводит птица песню, тем разнообразнее должны быть движения различных частей сиринкса. И действительно, исследования показали, что у жаворонка, черноголовой славки, горихвостки, соловья и других певчих воробьиных имеется от пяти до девяти пар голосовых мышц, которые работают независимо друг от друга и создают сложную картину взаимодействия голосовых перепонок и губ. Благодаря медленным смещениям голосовых губ, работе внутренних голосовых перепонок при минимальном напряжении у птиц рождаются звуки, модулированные по частоте и амплитуде. У таких птиц, как зяблики и канарейки, свистовые звуки высокой частоты образуются в левой половине сиринкса, а шумовые, низкочастотные — в правой. У птиц, не отличающихся особыми вокальными способностями, количество мышц гораздо меньше. У колибри и у некоторых тирановых птиц, живущих в Америке и похожих своими повадками на наших мухоловок, их две пары. А куликов, кукушек, сов, рябчиков и других куриных природа наградила всего одной парой голосовых мышц. У аистов, казуаров, киви вообще их нет. Но птицы, у которых слабо развита мускулатура сиринкса, нашли выход. Чтобы как-то спасти положение, они, когда издают звуки, вытягивают шею вперед и вверх, закидывают голову назад. Таким образом им удается изменять положение трахеи и бронхов, а значит другой становится форма и размеры голосовых щелей.

Одна из интереснейших анатомических подробностей птиц — их трахея. Поразительно, как может варьировать ее длина: от 30 до 400 колец. Сотни колец расположить не просто, и поэтому у многих птиц — куликов, журавлей, глухарей, фламинго — трахея образует петли, порой самые замысловатые. Располагаются они прямо под кожей, под легкими, а то и «опутывают» все тело птицы. Долго ученым не удавалось открыть секрет этой птичьей хитрости. Оказалось, что более длинная трахея нужна птицам, которым при общении выгоднее использовать звуки низкой частоты. Предполагают, что петли, которые образует трахея у разных птиц, служат тем же целям: уменьшению высоты голоса.

Но если с курлыканьем журавлей все более или менее прояснилось, то как объяснить, например, чуфыканье тетеревов или шипение лебедей — звуки тоже достаточно своеобразные? Тетерева и лебеди издают эти звуки с помощью верхней гортани и образуются они, когда гортанная щель сужается.

Может быть, пора остановиться на этом и закончить рассказ о том, как издают птицы звуки? — подумалось мне, но тут вспомнилась поездка по Подмосковью в поисках сов. Та весна была «неурожайной»: мышей было мало и тщетно мы с В. С. Воронецким, занимающимся акустикой сов, искали этих желтоглазых красавиц: гнезда они решили не сооружать, потому что не смогли бы прокормить своих птенцов. И вот в один из дней, едва мы миновали деревушку и заросшее озеро за ней, где ночами распевала камышевка, издали откуда-то сверху до нас донеслось: «э-э-э-э-э-э». Это был бекас. Звуки, так сильно напоминающие блеяние ягненка, бекас издает хвостом. Поднявшись вверх, он вдруг стремительно падает к земле, крылья при этом немного складывает, а хвост раскрывает настолько, что вершинные части рулевых перьев оказываются свободными и не касаются друг друга. Рассекая воздух, эти перья начинают вибрировать, и с высоты доносятся звуки, услыша которые, точно скажешь, какая птица их издает.

Звучащие, особые перья имеют не только бекасы. Чибис издает звуки благодаря вибрации удлиненных маховых перьев, «звенящая утка» гоголь — с помощью очень узких, самых внешних первостепенных маховых. Но сложнее всего устроены перья стрепета. Свистящий шум при полете у него получается потому, что четвертые маховые перья имеют своеобразную форму опахала: стержень у них жесткий, в средней части есть специальная глубокая вырезка, а сами они искривлены и уменьшены.

Издают птицы характерные звуки и с помощью крыльев, хлопают крыльями тетеревиные. Голуби и козодои ударяют одним крылом о другое, когда заносят их над спиной. Воротничковый рябчик производит гулкую барабанную дробь тоже крыльями. Другой специалист по барабанной дроби — дятел добивается результата иным способом. Лесной санитар, прежде чем начать издавать свои позывные, проводит ревизию среди сухих деревьев, выискивая породы, древесина которых обладает наилучшими резонансными свойствами. Второе его требование — заостренные вершины. Они усиливают звуковой эффект. Найдя подходящее дерево, дятел принимается ритмично стучать по нему клювом.

Издают сигналы, действуя аналогичным образом, синицы и поползни. А белый аист — единственная наша птица, не имеющая голоса, использует клюв иначе: он щелкает им, словно кастаньетами, да так громко, что звуки эти иногда можно услышать даже за километр. Щелкают клювом и дупель и совы. А куры и петухи стучат клювом по земле.