Хотя современники Максима отнеслись с недоверием к его открытию, он оказался прав. Действительно, комары улавливают звуки своими антеннами: в них находится так называемый джонстонов орган. Расположен он в сильно увеличенном втором членике антенн и занимает почти всю его полость. Джонстонов орган состоит из нескольких тысяч радиально расположенных сенсилл — микроскопических органов, в которых чувствительные нейроны объединены со специальными клетками. Эти сенсиллы натянуты между стенками второго членика и мембраной, соединяющей его с третьим члеником. В результате малейшие колебания антенны передаются сенсиллам джонстонова органа, и соответствующая информация поступает в центральную нервную систему комара.
В отличие от комаров, у кузнечиков и сверчков уши находятся в голенях передних ног. Продольные узкие щели скрывают полости, в которых расположены своеобразные барабанные перепонки — тонкие, туго натянутые мембраны, способные вибрировать. Но чтобы мембрана под воздействием звуковых волн могла колебаться, давление воздуха должно быть с обеих сторон одинаковое. У людей и у млекопитающих это достигается при помощи узкой евстахиевой трубы, соединяющей среднее ухо с глоткой. Кузнечики и сверчки тоже имеют специальные приспособления, которые уравновешивают давление на мембрану: воздушные клапаны у них идут через центры ног и открываются на верхушке груди. По ним и поступает воздух за барабанную перепонку.
Пауки не отстают от своих прыгающих собратьев. У них уши находятся вблизи кончиков ног. В хитиновом покрове есть несколько сквозных отверстий, расположенных параллельно. Снаружи эти отверстия затянуты тонкой мембраной, такая же мембрана имеется на противоположной стороне отверстий. В полости между мембранами находится отросток чувствительной клетки, который и воспринимает вибрацию паутины и звуковые колебания различной частоты.
Слуховой орган кобылок так же, как кузнечиков и сверчков, снабжен мембраной, но расположен он на брюшке. А у водяных клопов-гребляков и у многих дневных и ночных бабочек уши находятся на груди.
Рыб считали долго не только немыми, но и глухими, хотя еще в 1820 году Эрнст Генрих Вебер пришел к заключению, что слух у них есть. Позже одни исследователи, наблюдавшие за поведением голавлей, уклеек, карпов, сомов и за их реакцией на звуки, делали вывод, что рыбы слышат, другие же, наоборот, не видя какой-либо реакции, отрицали это. Ошибка их была в том, что отсутствие реакции — еще не показатель глухоты: ведь данный звук просто мог не иметь для рыбы никакого значения.
История поиска органов, с помощью которых рыбы слышат, не менее длинна и запутанна. Убедительные доказательства, где находятся уши у рыб, были представлены лишь в 1932 году после тщательных экспериментов, проведенных на гольяне.
Естественно, у рыб тоже нет органа, который присущ нам и многим другим млекопитающим и который мы называем ухом. Во-первых, он бы затруднял движение рыб в воде, а, во-вторых, он им просто не нужен: их тело прозрачно для звука. Но именно это обстоятельство и послужило в свое время для некоторых ученых аргументом, что рыбы не могут слышать.
Если продолжать сравнивать дальше орган слуха рыб с нашим, то окажется, что рыбы не имеют и среднего уха, состоящего, как известно, из барабанной перепонки и слуховых косточек. Подобное устройство им тоже не подходит: слишком часто в зависимости от глубины меняется давление. Зато хорошо развитое внутреннее ухо рыб, как и у нас, находится на голове, по обеим ее сторонам. Расположено оно в сложно устроенном лабиринте, состоящем из трех каналов (изогнутых полукругом трубок), которые идут перпендикулярно друг к другу. Полукружные каналы служат органом равновесия и отношения к слуху не имеют. Но сбоку от них, в нижней части лабиринта, находятся два своеобразных органа — лагена и саккулюс. Они-то и являются слуховыми приемниками. Эти отделы лабиринта рыб воспринимают звуковые волны, раздражение по нервам передается в головной мозг и в зависимости от поступившей информации рыба или реагирует на сигнал, или оставляет его без внимания.
Несмотря на то, что у рыб нет среднего уха, некоторые из них — карпы, сомы и многие другие — имеют орган, с успехом его заменяющий. Этим органом является плавательный пузырь. Он соединяется с внутренним ухом при помощи веберова аппарата (четырех пар косточек) и действует аналогично нашей барабанной перепонке. Вибрация его стенок передается через веберов аппарат и воспринимается внутренним ухом рыбы. Плавательный пузырь повышает чувствительность слуха и расширяет диапазон воспринимаемых частот. Все это позволяет обитателям вод слышать сигналы, раздающиеся на большом расстоянии.
Но рыбы располагают еще двумя своеобразными органами, с помощью которых они могут слышать звуки. Первый из них — кожа, ее рецепторы воспринимают интенсивные сигналы. Второй орган — боковая линия. Чувствительные клетки боковой линии похожи на клетки лабиринта: на вершине они оканчиваются волосками, а на противоположной стороне — веточкой нерва. Располагаются они внутри канала, который тянется вдоль туловища от головы до хвоста, и имеют выход во внешнюю среду. Почти у всех рыб есть по одному каналу с каждой стороны, однако у некоторых их бывает шесть и больше.
Органы боковой линии способны воспринимать звуки низких частот, до 500—600 герц. Они не менее необходимы рыбе, чем саккулюс, лагена и плавательный пузырь. С их помощью она может тонко анализировать ситуацию вблизи источника звука.
Это меня не касается
Лорус Дж. Милн и Маргарет Милн в своей книге «Чувства животных и человека» рассказывают о таком случае. Ученый, не раз слышавший пение сверчков, решил сконструировать электронную стрекоталку, которая бы имитировала их звуки. Когда прибор был готов, его привезли на место, где песни сверчков были хорошо слышны, и включили. Однако реакции со стороны аборигенов никакой не последовало. Решили прибор настроить иначе, потом последовал еще вариант, но сверчки совершенно не обращали внимания на звуки, издаваемые человеческим детищем. Причина полного фиаско выяснилась позже. Оказалось, что сверчки общаются в основном с помощью ультразвуков, т. е. таких звуков, которые человеческое ухо уловить не в состоянии. Само же по себе стрекотание, которое человек слышит, воспроизведенное без ультразвуковых сигналов, для них не имеет особого значения. Потому сверчки и не считали нужным реагировать на «песни» прибора.
Сверчки не единственные животные, которые относятся выборочно к звукам, доносящимся из окружающего их мира. Лягушки прекрасно слышат сигналы своих собратьев, остальное, видимо, их интересует мало. Да и другие тоже обращают внимание не на все. Животные воспринимают лишь небольшую часть звуков, достигающих их ушей. Одно объяснение этому — ступень, занимаемая данным видом на эволюционной лестнице, а значит и уровень развития слуха, другое — на раздражитель, который не приведет к важному результату, реагировать нет смысла. Именно поэтому избираются и регистрируются только звуки, которые имеют для животных привычный и специфический смысл, разработанный многовековой эволюцией. Обладая большой избирательностью, органы чувств животных воспринимают лишь го, что существенно для жизни и сохранения данного вида. Если бы животному приходилось перерабатывать всю информацию, которую оно способно воспринимать с помощью своих органов чувств, его центральная нервная система оказалась бы сильно перегруженной. И тогда за деревьями можно было бы не увидеть леса.
Природа снабдила различные классы животных определенными органами слуха. Однако в процессе эволюции в зависимости от специфики образа жизни в устройство этих органов вносились различные поправки. Ведь чем быстрее и точнее животное будет получать необходимые сведения, тем выше при прочих равных условиях его шансы в борьбе за существование. Сколько живут на Земле тигры, барсы и всякие другие кошки, столько они охотятся на разную живность — мелкую и крупную. И, конечно, благополучие этих хищников во многом зависит от того, как быстро они способны обнаружить добычу. Слух для них значит очень многое. Не секрет, что все кошки без исключения прекрасно слышат. Но что конкретно способствует этому? Когда стали изучать слуховые барабаны разных представителей кошачьих, выяснилось, что они имеют наиболее выгодную форму — форму шара, стенки их тонкие, а сами они разделены на две камеры. Подобные барабаны и расширяют границы наиболее остро воспринимаемого диапазона частот и усиливают чувствительность слуха к отдельным частотам за счет резонанса как во всей полости среднего уха, так и в каждой из камер. Но это то, что объединяет всех кошек, а дальше уже идут различия и вызваны они тем, на кого эти хищники охотятся. Тигр и барс нападают в основном на копытных, и слуховой барабан у них резонирует на частотах от 1300 до 4200 герц, т. е. уши их наиболее чувствительны к диапазону звуков, издаваемых жертвами. Лесной кот специализируется на мелких грызунах и птицах, поэтому резонансная частота его барабана гораздо выше — 4300 — 15 тысяч герц.
Волки, как известно, тоже не относятся к вегетарианцам. Чтобы прокормить себя и свою семью, они охотятся и на грызунов и на зайцев, а если начнут преследовать лося, и этот лесной гигант может не выдержать единоборства с ними. Но поскольку список жертв серых охотников довольно «разношерстный», диапазон резонансных частот у них растянут: от 1600 до 8500 герц. Кстати, у рыси, «меню» которой аналогично волчьему, не ограничивается одним «блюдом», дело обстоит примерно так же.
Но расстанемся с хищниками, посмотрим, каким образом приспособились к своим условиям жизни вполне безобидные зверьки — большие песчанки. Живут они колониями, и в искусстве землекопания мало найдется равных им. Сложные системы их глубоких нор часто занимают площадь в сотни квадратных метров. Подземные ходы ведут к самым разным камерам: в одних они спят, в других складывают заготовленные корма, в третьих у них появляются на свет детеныши. В общем, целые подземные города, жители которых подчиняются определенным правилам. Разумеется, в таких условиях связь между членами семьи и колонии должна все время поддерживаться. И действительно, зверьки постоянно сигнализируют друг другу не только с помощью голоса, но и стуча лапами. Выбравшись по своим делам на поверхность земли, песчанки «переговариваются» не меньше.