«В котел положи мясо и кровь змеи. Вари жарко! От крота возьми ноги. Положи летучих мышей, мех и блох от скунса, кусочек хобота тапира. Вари, чтоб шел густой пар! Всех злых духов он прочь прогонит!» (Рецепт колдовского зелья негров Вест-Индии).

В поверьях почти всех времен и народов названы летучие мыши друзьями черта и прочих злых духов и нередко одним с ним именем (но только не у буддистов, австралийцев, китайцев и майя — у них летучие мыши в почете!). На иконах и росписях церквей черти и драконы (аллегорические символы сатаны) намалеваны с кожистыми угловатыми крыльями летучих мышей (у ангелов крылья оперенные, голубиные!). Редкая картина с изображением колдовской кухни ведьмы или бабы-яги обходится без летучих мышей, и редкое колдовское варево — без их греховных тел и крови.

О них и в Библии сказано: животные нечистые, ловить и есть запрещено!

Их древние греки посвятили Персефоне, супруге Аида, властелина загробного царства теней.

В Индии они — «болотные духи»: подстерегают по ночам одиноких путников, чтобы заманить в трясину.

В ночное время летучие мыши — удобное средство сообщения для нечистой силы. Души грешников для путешествия в ад тоже предпочитают этот вид транспорта.

Старое финское поверье, очевидно полагая, что все люди грешны, утверждает: душа всякого спящего человека покидает его тело в образе нетопыря, чтобы к утру вернуться и упасть перед пробуждением в свою грешную оболочку. Убить летучую мышь — значит убить уснувшего человека (вывод, несмотря на нелепые исходные постулаты, весьма полезный!).

Летучие мыши — предвестники несчастья, гонцы смерти и беды, крылатое уведомление о близком шторме на море и нападении бандитов…

Много-много подобных и еще худших сказок суеверная фантазия нагромоздила вокруг доброго имени нашего большого друга, которого народ римский назвал «Веспертилио». Но чудо не мистическое, а естественное, которым наделила природа летучих мышей, долго разум человеческий не мог постичь и разгадать.

Проникновение в тайну началось ранним утром летнего дня 1793 года, когда ученый-аббат Ладзаре Спалланцани забрался на колокольню собора в Пауле. Он собрал там в мешок уснувших на рассвете летучих мышей, спустился с колокольни и пошел домой.

Там он их выпустил в зале. От потолка к полу в нем были натянуты тонкие нити, много нитей, всю комнату они опутали. Выпуская каждую мышь, Спалланцани заклеивал ей глаза воском. И вот по старому залу заметались крылатые тени.

Но ни одна слепая летучая мышь не задела за нитку! Ни одна. Словно глаза им и не нужны были, чтобы видеть.

Спалланцани отпустил потом этих мышей на волю. А рано утром на следующий день опять полез на колокольню, снова наловил летучих мышей. Среди них были и старые его знакомые — слепые зверьки. Он вскрыл их — желудки полны комаров. Значит, чтобы продуктивно охотиться, крылатым зверькам совсем не нужны глаза. Спалланцани решил, что летучие мыши наделены каким-то особенным, неведомым нам шестым чувством, которое и помогает им ориентироваться в полете.

Швейцарский натуралист Шарль Жюрин узнал об опытах Спалланцани. Он повторил их: да, слепые мыши летают не хуже зрячих. Тогда Шарль Жюрин заткнул их уши воском.

Результат был неожиданным: летучие мыши перестали различать окружающие предметы, стали натыкаться на стены точно слепые.

Не могут же они видеть ушами?

Спалланцани, когда узнал об опытах Шарля Жюрина, подумал вначале, что произошла какая-то ошибка. Он решил проверить, так ли это.

Спалланцани изготовил тонкие медные трубочки точно по размеру ушных отверстий летучих мышей. Кропотливая это была работа: ведь приходилось отливать трубочки толщиной около миллиметра. Медные втулки вставили летучим мышам в уши, зверьки отлично летали и на препятствия не натыкались. Когда же трубочки заткнули воском, мыши «ослепли».

В чем же дело? Спалланцани знал об этом не больше своих критиков. А критиков объявилось много, и все дружно высмеивали аббата-фантазера.

Жорж Кювье, знаменитый французский анатом и палеонтолог, крупнейший авторитет в биологической науке того времени, тоже не хотел поверить, что слух имеет какое-то значение в ориентировке летучих мышей. Кювье выдвинул довольно остроумную гипотезу, которая должна была иначе объяснить таинственные способности летучих мышей.

Летучие мыши, говорил Кювье, обладают очень тонким осязанием. Особенно чувствительна у них кожа крыльев. Настолько чувствительна, что, приближаясь к препятствию, летучая мышь воспринимает сгущение воздуха, возникающее между ее телом и встречным предметом. Это служит сигналом: впереди препятствие! И «пилот» изменяет курс.

Больше ста лет продержалась в научных представлениях гипотеза Кювье. Лишь в середине нашего столетия с помощью новейших приборов удалось установить наконец истину.

Звук, как известно, — это колебательные движения, распространяющиеся волнообразно в упругой среде. Одно колебание в секунду называют герцем, а тысячу — килогерцем. Человеческое ухо слышит лишь звуки с частотой колебаний от 16–18 герц до 20 килогерц. Более высокочастотные акустические колебания — уже ультразвук, нам не слышный. Ультразвуками летучие мыши, «ощупывая» окрестности, и наполняют окружающее их пространство, сокращенное мраком, до самых ближайших обозримых глазом предметов.

В гортани летучей мыши в виде своеобразных струн натянуты голосовые связки, которые, вибрируя, производят звук. Гортань ведь по своему устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через нее — возникает «свист» очень высокой частоты, до 150 тысяч герц (человек его не слышит).

Летучая мышь может периодически задерживать поток воздуха. Затем он с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле. Неплохое достижение для зверька весом от 5 до 20 граммов!

В гортани летучей мыши возбуждаются кратковременные звуковые колебания — ультразвуковые импульсы. В секунду следует от 5 до 60, а у некоторых видов даже от 10 до 200 импульсов. Каждый импульс, «взрыв», длится обычно всего две — пять тысячных долей секунды (у подковоносов пять — десять сотых секунды).

Краткость звукового сигнала — очень важный физический фактор. Лишь благодаря ему возможна точная эхолокация, то есть ориентировка с помощью ультразвуков.

От препятствия, которое удалено на 17 метров, отраженный звук возвращается к зверьку приблизительно через 0,1 секунды. Если звуковой сигнал продлится больше 0.1 секунды, то его эхо, отраженное от предметов, расположенных ближе 17 метров, зверек услышит одновременно с основным звучанием.

А ведь именно по промежутку времени между концом посылаемого сигнала и первыми звуками вернувшегося эха летучая мышь инстинктивно получает представление о расстоянии до предмета, отразившего ультразвук.

Поэтому звуковой импульс так краток.

По-видимому, летучая мышь каждый новый звук издает сразу же после того, как услышит эхо предыдущего сигнала. Таким образом, импульсы рефлекторно следуют друг за другом, а раздражителем, вызывающим их, служит эхо, воспринимаемое ухом. Чем ближе летучая мышь подлетает к препятствию, тем быстрее возвращается эхо и, следовательно, тем чаще издает зверек новые эхолотирующие «крики». Наконец, при непосредственном приближении к препятствию звуковые импульсы начинают следовать друг за другом с исключительной быстротой. Это сигнал опасности. Летучая мышь инстинктивно изменяет курс полета, уклоняясь от направления, откуда отраженные звуки приходят слишком быстро.

Действительно, опыты показали, что летучие мыши перед стартом издают в секунду лишь пять — десять ультразвуковых импульсов. В полете учащают их до тридцати. С приближением к препятствию звуковые сигналы следуют еще быстрее — до 50–60 раз в секунду. Некоторые летучие мыши во время охоты на ночных насекомых, настигая добычу, издают даже 250 «криков» в секунду.

Эхолокатор летучих мышей — очень точный навигационный «прибор»: он в состоянии запеленговать даже микроскопически малый предмет — диаметром всего 0,1 миллиметра!

И только когда экспериментаторы уменьшили толщину проволоки, натянутой в помещении, где порхали летучие мыши, до 0.07 миллиметра, зверьки стали натыкаться на нее.

Летучие мыши наращивают темп эхолотирующих сигналов примерно за два метра от проволоки. Значит, за два метра они ее и «нащупывают» своими «криками». Но летучая мышь не сразу меняет направление, летит и дальше прямо на препятствие и лишь в нескольких сантиметрах от него резким взмахом крыла отклоняется в сторону.

С помощью эхолотов, которыми их наделила природа, летучие мыши не только ориентируются в пространстве, но и охотятся за своим хлебом насущным: комарами, мотыльками, жуками и прочими ночными насекомыми.

В некоторых опытах зверьков заставляли ловить комаров в небольшом лабораторном зале. Их фотографировали, взвешивали — одним словом, все время следили за тем, насколько успешно они охотятся. Одна летучая мышь весом семь граммов за час наловила грамм насекомых. Другая малютка, которая весила всего три с половиной грамма, так быстро глотала комаров, что за четверть часа «пополнела» на десять процентов. Каждый комар весит примерно 0,002 грамма. Значит, за 15 минут охоты было поймано 175 комаров — каждые шесть секунд один комар! Очень резвый темп.

Роузеттусы. Летучие собаки этого рода наделены эхолокаторами.

Сначала думали, что природными эхолотами обладают только мелкие насекомоядные летучие мыши вроде наших ночниц и нетопырей, а крупные летающие лисицы и собаки, пожирающие тонны фруктов в тропических лесах, их будто бы лишены. Возможно, это так, но тогда, значит, роузеттус представляет исключение, потому что летающие собаки этого рода наделены эхолокаторами.

В полете роузеттусы все время щелкают языком. Звук (рожденный не гортанью, а языком!) прорывается наружу в углах рта, которые у роузеттуса всегда приоткрыты. Примитивный эхолот летучей собаки работает, однако, достаточно точно: миллиметровую проволоку он засекает с расстояния в несколько метров.

Все без исключения мелкие летучие мыши из подотряда микрорукокрылых наделены эхолотами. Но модели этих «приборов» у них разные. В последнее время исследователи выделяют в основном три типа природных сонаров[1]: шепчущий, скандирующий и стрекочущий, или частотно-модулирующий тип.

Шепчущие летучие мыши обитают в тропиках Америки. Многие из них, подобно летучим собакам, питаются фруктами. Ловят также и насекомых, но не в воздухе, а на листьях растений. Их эхолотирующие сигналы — очень короткие и очень тихие щелчки. Каждый звук длится тысячную долю секунды и очень слаб. Услышать его могут только очень чувствительные приборы, так как его звуковая энергия в тысячу раз меньше, чем у наших летучих мышеи. Иногда правда, летучие мыши-шептуны «шепчут» так громко, что и человек их слышит. Но обычно их эхолот работает на частотах 150 килогерц.

Знаменитый вампир тоже шептун. Нашептывая неведомые нам «заклинания», он отыскивает в гнилых лесах Амазонки измученных путешественников и сосет их кровь. Заметили, что собаки редко бывают искусаны вампирами: тонкий слух заранее предупреждает их о приближении кровососов. Собаки просыпаются и убегают. Ведь вампиры нападают только на спящих животных. Были сделаны даже такие опыты. Собак выдрессировали: когда слышали они «шепот» вампира, сейчас же начинали лаять и будили людей.

Скандируют подковоносы. Некоторые из них обитают на юге нашей страны — в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии. Подковоносами они названы за наросты на морде, в виде кожистых подков двойным кольцом окружающих ноздри и рот. Наросты — не праздные украшения: это своего рода мегафон, направляющий звуковые сигналы узким пучком в ту сторону, куда смотрит летучая мышь. Ультразвуки подковоносы посылают в пространство, не через рот, а через нос (так же — и мегадермы, и никториды, хотя эхолот у них иного типа). Обычно зверек висит вниз головой и, поворачиваясь (почти на 360 градусов!) то вправо, то влево, ощупывает звуком окрестности. Тазобедренные суставы у тропических подковоносов очень гибки, поэтому и могут они проделывать свои артистические повороты. Как только в поле их локатора попадает комар или жук, самонаводящийся летательный аппарат срывается с ветки и пускается в погоню за горючим, то бишь за пищей.

И этот «летательный аппарат», кажется, в состоянии даже определить, используя хорошо известный физикам эффект Доплера, куда летит пища: приближается ли к суку, на котором висит подковонос, или удаляется от него. Сообразно с этим меняется и тактика преследования.

Подковоносы пользуются на охоте очень продолжительными (если сравнивать их с «криками» других летучих мышей) и однотонными звуками. Каждый сигнал длится десятую или двадцатую долю секунды, и частота его звучания не меняется — всегда равна ста или ста двадцати килогерцам (иногда и 85 килогерцам в зависимости от вида животного).

Но вот наши обычные летучие мыши и их североамериканские родичи эхолотируют пространство модулированными по частотам звуками, как и лучшие модели созданных человеком сонаров. Тон сигнала постоянно меняется, значит, меняется и высота отраженного звука. А это в свою очередь означает, что в каждый данный момент высота проникаемого эха не совпадает с тоном отправляемого сигнала. И неспециалисту ясно, что такое устройство значительно облегчает эхолотирование.

Американская малая бурая ночница начинает свое «стрекотание» звуком с частотой около 90 килогерц, а заканчивает его нотой в 45 килогерц. За две тысячные доли секунды, пока длится ее «крик», сигнал пробегает по шкале частот вдвое более длинный диапазон, чем весь спектр воспринимаемых человеческим ухом звуков! В «крике» около пятидесяти звуковых волн, но среди них нет и двух одинаковой длины. Таких частотно-модулированных «криков» следует десять или двадцать каждую секунду. Приближаясь к препятствию или к ускользающему комару, летучая мышь учащает свои сигналы. Теперь уже стрекочет она не 12, а 200 раз в секунду.

Частотно-модуляционный эхолот и у летучих мышей-рыболовов. Пробив толщу вод, их «стрекотанье» отражается от плавательного пузыря рыбешек, и его эхо возвращается к рыболову. Поскольку в рыбе больше 90 процентов воды, она почти не отражает подводных звуков. Но наполненный воздухом плавательный пузырь — достаточно «непрозрачный» для звука экран.

Когда звук из воздуха попадает в воду и, наоборот, из воды в воздух, то теряет более 99,9 процента своей энергии. Значит, сигналы летучей мыши, совершив двойной поход через границу «воздух — вода», должны потерять из-за высоких тарифов, которые здесь существуют, так много энергии, что сила звука станет в полтора миллиона раз слабее!

Кроме того, будут и другие потери: не все звуковые волны отразятся от рыбы и не все, пробившись вновь в воздух, попадут в уши эхолотирующего зверька.

После этих рассуждений не очень-то верится, что эхолокация «воздух — вода» не миф, а реальность.

Однако Дональд Гриффин подсчитал, что рукокрылый рыболов получает обратно из-под воды лишь вчетверо менее мощное эхо, чем обычная летучая мышь, эхолотирующая насекомых в воздухе. Это уже не так плохо. Больше того, если допустить, что эхолоты летучих мышей засекают насекомых не за два метра, как он предполагал при своих расчетах, а уже с двух метров восьмидесяти сантиметров (что вполне возможно), то интенсивность возвратного сигнала будет одинаковой и у рыболова, и у охотника за насекомыми.

Подобно людям, летучие мыши тоже могут ошибаться. И такое нередко случается, когда они устали или еще толком не проснулись после проведенного в темных углах дня. Это доказывают изувеченные трупы летучих мышей, еженощно разбивающихся об Эмпайр-Билдинг и другие небоскребы.

Если низко над рекой натянуть проволоку, то летучие мыши обычно задевают за нее, когда спускаются к воде, чтобы утолить жажду несколькими слизанными на лету каплями. Зверьки слышат одновременно два эха: громкое от поверхности воды и слабое от проволоки — и не обращают внимания на последнее, оттого и разбиваются о проволоку.

Летучие мыши, привыкая летать по давно испытанным трассам, избирают гидом свою память и не прислушиваются тогда к своим эхолотам. Исследователи провели с ними такие опыты. Соорудили разного рода препятствия на проторенных веками путях, которыми летучие мыши каждый вечер вылетали на охоту, а на рассвете возвращались обратно. Зверьки наткнулись на эти препятствия, хотя их эхолоты работали и заранее подавали пилотам сигналы тревоги. Но они больше верили своей памяти, чем ушам.

Нередко ошибаются летучие мыши еще и потому, что многие насекомые, за которыми они охотятся, обзавелись «антиэхолотами».

Ночные мотыльки, например, густо покрыты мелкими волосками. Дело в том, что мягкие материалы: пух, вата, шерсть — поглощают ультразвук. Значит, мохнатых мотыльков труднее запеленговать.

У некоторых ночных насекомых развились чувствительные к ультразвуку органы слуха, которые помогают им заблаговременно узнавать о приближающейся опасности. Попадая в радиус действия эхолота летучей мыши, они начинают метаться из стороны в сторону, пытаясь выбраться из опасной зоны. Ночные бабочки и жуки, запеленгованные летучей мышью, применяют даже такой тактический прием: складывают крылья и падают вниз, замирая в неподвижности на земле.

У этих насекомых органы слуха воспринимают обычно звуки двух разных диапазонов: низкочастотного, на котором «разговаривают» их сородичи, и высокочастотного, на котором работают эхолоты летучих мышей.

К промежуточным частотам (между двумя этими диапазонами) они глухи.