Загадки слуху тварин

Муха робить в секунду сотні помахів крилами, і, мабуть, можна уявити, що її нерви сприймають окремо кожне хвильове коливання повітря, що виникає в польоті інший мухи за кожним помахом її крилець. Можливо, що вона сприймає коливання у вигляді звуків, хоча це і не доведено. Якщо обережно доторкнутися пальцем до камертону, озвученому на дуже низькій ноті, то ми відчуємо його вібрацію. Отже, в один і той же час слух сприймає коливання у вигляді звуків, а дотик - у вигляді руху.

Якщо, імітуючи звук з-з-з-ІІІ, направити його джерело на яскраво забарвлену гусеницю бражника, то, прийшовши в шаленство, вона починає смикати головою і кінчиком хвоста вправо і вліво. Це рух інстинктивне, і викликано воно прагненням позбутися страшного ворога - оси-наїзниці, яка видає схожий пронизливий звук, коли встромляє в гусеницю свій довгий меч-яйцеклад, щоб відкласти в ній яйця. Безперечно, що гусениця реагує на звук, але ми не можемо стверджувати, що вона його саме чує.

"Щасливо живуть цикади, адже у них німі дружини", - Зло зауважив давньогрецький історик і письменник Ксенофонт. І дійсно,

у коників і цвіркунів "співають" тільки самці, і роблять вони це по-іншому, ніж ми. Для того щоб зробити звук, ми повинні видихнути з легенів повітря, що змушує голосові зв`язки звучати. Голоси комах народжуються часто зовсім в інших частинах тулуба, наприклад на черевці або на ніжках. Тарган музицирует, проводячи лапкою по свого роду пральній дошці, яку він носить на черевці. Коники скрекочуть, ведучи зубчастої крайкою ніжок по ребрах крил, так, як робимо ми, швидко проводячи гребінцем по ребру гральної карти, змушуючи її видавати звук.

Цикади, звичайно, не стали б музикувати, якби їх не чули інші цикади. І дійсно, безмовні самі негайно ж спрямовуються до самців, коли ті починають скрекотати. Допитливі дослідники, щоб виключити можливість впливу на самок якогось запаху, видаваного самцями, помістили музицирующих комах біля мікрофона, а відвідну трубку поклали в сусідній кімнаті, де окремо перебували самки. І самки кинулися до трубки, а не до своїм судженим. Ймовірно, і у них є орган, який замінює їм вуха. Вчені ретельно його шукали і знайшли, але не на голові, як у людей і хребетних, а на ногах. ці "вуха" являють собою порожнини, обтягнуті зовні шкіркою, що грає роль барабанної перетинки. Навколо неї розташовані чутливі клітини. Як тільки барабанна перетинка під дією звуку починає коливатися, клітини передають роздратування, викликане коливаннями, в мозок. Те, що це дійсно так, можна довести просто і переконливо. Справа в тому, що при скрекоті коник, немов телеграфіст, передає азбуку Морзе, посилає окремі, які прямують через постійні інтервали часу, звуки. Інший музикант підлаштовується таким чином, що його спів звучить в паузах виступу першого маестро. Виходить чудово, але лише поки перетинки цілі. Якщо ж в них виявляються отвори, то співаки починають співати вроздріб, і з дуетом покінчено: вони не чують більше один одного.

У коридорі нашої квартири для дитинчат горили повішені гойдалки. Горіллята давно навчилися друг у друга тому, що рано чи пізно починає робити кожна дитина, а саме: щоразу рухом тіла злегка підштовхуючи спускаються гойдалки, злітати все вище. Залежно від довжини вони гойдаються швидше або повільніше, тобто довжина гойдалок визначає частоту їх коливань. А у кожних гойдалок вона своя, цілком певна. І ось нашому маленькому товстунові Томасу доводиться витрачати більше зусиль, щоб підштовхувати гойдалки в певному ритмі. У цьому і криється таємниця резонансу. Відкиньте кришку фортепіано, натисніть на педаль, щоб ніщо не заважало струнах звучати в повну силу, і голосно заспівайте звук будь-якої висоти. Струна, налаштована на цю висоту звуку, тихо затремтить і зазвучить. За цим же принципом діє і наше вухо, хіба тільки "струн" в ньому більше, більше двадцяти тисяч. На відміну від жаб і коників, у яких барабанна перетинка, що закриває резонаторное отвір, знаходиться прямо на поверхні тіла, у собаки або людини вона розташована в підставі глибокої воронки - слухового проходу.

Фортепіанна струна коливається з частотою 200 герц (в). Її коливання досягають вуха, потрапляють на барабанну перетинку, і вона починає коливатися з тією ж частотою. Ці коливання передаються слуховими кісточками на овальну мембрану, що закриває вхід у внутрішнє вухо. Потім звукові хвилі по U-подібної петлі внутрішнього вуха досягають круглої мембрани. Залежно від частоти коливань в резонанс входить одне з волокон, або "струн", Внутрішнього вуха. Виник роздратування передається кліткою-рецептором в мозок і сприймається там у вигляді певного звуку.
Для того щоб ми могли розрізнити голоси двох людей, що знаходяться в 20 метрах від нас, відстань між ними повинна становити щонайменше три метри. Собака почує їх, якщо це відстань скоротиться до одного метра, а кішка - навіть в тому випадку, коли воно буде всього 60 сантиметрів. У той же час снігур, позбавлений вушних раковин, зуміє визначити, звідки доноситься звук, тільки в тому випадку, якщо джерела розділяє 8,5 метра. Отже, з усіх згаданих тут персонажів кішці явно належить перше місце.

Слухові кісточки: молоточок, ковадло, стремечко, - повідомляють вловлені ними коливання другий овальної мембрані, що закриває порожнину внутрішнього вуха. Внутрішнє вухо - це довгий, вигнутий спіраллю канал, наповнений рідиною. Я зобразив його у вигляді зігнутої півколом металевої трубки, так як він знаходиться в нерухомих кістках черепної коробки. Рідини майже не стискаються. Коли стремечко вдавлює мембрану в цей заповнений рідиною канал, виникає хвиля стиснення. Вона в свою чергу вигинає мембрану, що закриває півколовий канал з іншого кінця. Таким чином, будь-яке коливання повітря, будь-який звук через барабанну перетинку передається хвилями стиснення внутрішнього вуха. Вся порожнину внутрішнього вуха розділена поздовжньої плівкою. Від неї відходять слухові волоски, навскоси простягнуті до стінок каналу.

Довжина слухових волосків різна: якщо на початку каналу вона становить всього одну двадцяту міліметра, то в міру наближення до U-подібної петлі каналу вона поступово зростає і доходить до половини міліметра. У кожному вусі приблизно двадцять тисяч слухових волосків. На малюнку вони зображені у вигляді декількох фортепіанних струн. Я це зробив свідомо, щоб нагадати про ідею великого натураліста Гельмгольца, який припустив, що слухові волоски є деяким чином струнами, кожна з яких налаштована на строго певну висоту (або частоту) звуку. Залежно від частоти коливань, що повідомляється барабанною перетинкою рідини, в резонанс з коливаннями входять абсолютно певні слухові волоски - точно так само, як на фортепіано. Кожен слуховий волосок з`єднаний з нервовою клітиною - рецептором. Якщо волосок коливається, то у відповідній нервовій клітині виникає роздратування, що передається певним клітинам мозку, де і сприймається нашою свідомістю у вигляді звуку. Тільки тому ми і можемо насолоджуватися операми Вагнера, а вовки і будь-які інші вищі тварини - спілкуватися між собою.