В предыдущей статье цикла мы рассказали про то, как слушать птиц, узнали, что такое бёрдводчинг и посмотрели хит-парад самых характерных птичьих песен Басманного района. А сегодня пойдет речь о том, как птицы издают звуки, для чего им это нужно, и как человек использует знания об этом.

Как поют птицы

Птицы любят петь рано, как бы приветствуя утро. Есть даже такое явление – рассветный хор птиц (dawn chorus). Более того, в первое воскресенье мая проводится Международный день рассветного хора (ещё один птичий праздник!). На заповедных территориях по утрам птицы могут устраивать замечательный концерт, или джем-сейшн, где соревнуются местные, пролётные и перелётные виды. Слушать его ещё интереснее, если знать, как различать голоса, так сказать, иметь «программку». Возможно, ради участия в таком утреннем концерте «наши» птицы и пролетают тысячи километров, от пышной природы Африки в скромные северные леса. Чем они издают эти замечательные звуки?

Люди музицируют гортанью, губами, руками. У птиц принцип совершенно иной. Голосовые связки отсутствуют, и звук производит нижняя гортань (syrinx), расположенная на развилке бронхов. Главную роль в ней играет козелок (pessulus) – небольшой вырост с окостеневшим центром и полулунной мембраной. Продувание воздуха через сиринкс вызывает вибрации тимпанальных мембран на стенках сиринкса и козелка. Специальные мышцы способны изменять натяжение мембран и диаметр просвета бронхов, что приводит к изменению издаваемого звука. Также вибрируют кольцевые хрящи, прилегающие воздушные мешки, и выросты сиринкса (буллы). Интенсивная прокачка воздуха и вибрация вызывают пересыхание, поэтому мембраны смазываются гелеобразующим муцином, который секретируют бокаловидные клетки (гоблеты). Причём производить муцин надо только в момент пения, в оптимальном количестве, иначе глотка забьётся. Здесь очень важна регуляция, точная работа нервных центров. Мышцы левой и правой ветви сиринкса модулируют вибрации независимо, поэтому птица может издавать одновременно несколько звуков. У птиц со сложной песней высоко дифференцированные мышцы шеи совершают интенсивную работу, изменяя меняя конфигурацию всех структур. Как будто трудится талантливый волынщик.

Надо учесть, что «птичье пение» обеспечивается не только горлом, но и всем телом: работают сиринкс и лёгкие, резонируют воздушные мешки и полые кости, изменяется кровоток, двигаются крылья и челюсти, лапки сжимают ветку, и всё это координируется мозгом, той самой «горошиной». Его слуховой анализатор тоже активно работает, особенно на этапе обучения.

Если самец токует, то издавая брачные звуки, совершает некий «танец», порой сложный и причудливый. Певучие птицы тоже немного «пританцовывают». Например, каменка приседает и покачивает хвостом. Теньковка покачивает головой и всем телом. А самый благозвучный наш певец – соловей – энергично работает нижней челюстью, причём в разных «коленах» песни эта механика заметно различается. Зато речной сверчок, с его монотонной трескучей песней, просто сидит и открывает рот – его поведение на порядок проще. Это можно пронаблюдать на видео орнитолога Василия Вишневского:

Неголосовые звуки

Птицы издают громкие звуки не только горлом. Сойка пощёлкивает клювом между руладами, аист клювом громко трещит, а фрегат ещё и усиливает треск резонатором. Тетерев оглушительно хлопает крыльями, гоголь свистит маховыми перьями, дрофа топает ногами, ворона скрежещет когтями о твёрдую поверхность, дятел барабанит по дереву, бекас «блеет» хвостовым оперением в полёте, колибри жужжит, а корольковый манакин сопровождает танец кастаньетным щёлканьем. Чемпионы по громкости здесь, вероятно, дятлы, которые стараются подыскать барабан погромче. Их дробь в зимнем лесу бывает слышна за километр.

В английском языке для неголосовых звуков используется термин sonation, но в русском он сливается с «санацией». Неголосовые звуки активно участвуют в коммуникации, и наполнены определённой логикой. Дрофа не просто топает, а показывает, что у неё мощные ноги и внушительный вес. Аисты на гнезде не просто гремят клювами, а дают всем знать, что клюв этот – длинный, острый и опасный, а птица огромная: не лезь! Дикий гусь громко хлопает крыльями, чтобы продемонстрировать боксёрские способности: ударом костного шипа на сгибе крыла гусь может выбить глаз волку. Колибри гудят в полёте, усиливая эффект мимикрии: насекомое принимает эту птичку за безобидного бражника – и попадает в её клюв. Залетевшая в лоджию синичка производит шум не только потому, что пытается выбраться: это трепыхание является сигналом тревоги для собратьев.

Мы много говорим про пение птиц, однако неголосовые звуки и акустические проявления жизни – вовсе не второстепенная тема. За всю свою жизнь птица редко слышит видоспецифическое пение, но круглые сутки окружена звуками сонации и жизненных звуков. Птица постоянно слышит шумную активность нейтральных соседей, врагов, конкурентов, жертв, сородичей, но главное – себя самой. Её мозг постоянно анализирует смысл этих звуков, подстраивая поведение. Наконец, птица слышит отражение звуков от разнообразных поверхностей, что помогает ориентироваться при быстром полёте, спасаться. Известно, что пещерные гуахаро и саланганы используют низкочастотную эхолокацию. Однако и у стрижей визгливые крики отражаются от объектов в тихой высоте, помогая уклоняться от столкновения с собратьями и обнаруживать летящих насекомых. Исследования с шарами-зондами показали, что мигрирующие птицы могут слышать звуки за много километров, и использовать эхо от земной поверхности для ориентации. Отчасти поэтому они издают призывные крики при ночных перелётах. Но главное их назначение – сплачивать стаю сородичей.

Воспринимая жизненные шумы сородичей: звуки поклёвки, охорашивания, перепархивания, тревожного взлёта, птица присоединяется к соответствующему их поведению. В городе оценить это можно наглядно, если наблюдать со скамейки за голубями. Они постоянно «гуляют и гулят» – ходят, кивают головой, урчат и поклёвывают грунт. Сопровождающих это поведение звуков почти не слышно, но в закрытом и тихом помещении можно понять, что они существенные. Голубь ближе к источнику звуков, и воспринимает их, как фон для спокойного добывания пищи. Порой кто-то перепархивает, но без паники. Если же кто-то взлетел в испуге, то громко хлопает крыльями, вспугивая соседей. Возникает «овация», заставляющая взлететь всю стаю.

Городские объекты тоже издают звуки: транспорт гремит, газонокосилки жужжат, люди шумят, здания и провода гудят на ветру. Дикие птицы воспринимают эти шумы как своеобразную сонацию, как акустические проявления дискомфорта, угрозы, атаки крупных «полуживых» объектов. Это нарушает нормальное поведение, выпугивает птиц. Городской шум – это фактор, поддерживающий синантропных птиц – таких, как вороны, галки, воробьи. Они сами шумят, как город, постоянно и неблагозвучно, и тем самым поддерживают своеобразный «акустический иммунитет» и вписываются в ландшафт. Впрочем, тема городской экологии птиц неизмеримо сложнее, и требует отдельного разговора.

Вообще вокализация птиц – необъятная область знаний, где приходится углубляться в вопросы функциональной анатомии, физиологии, нейробиологии, генетики, этологии, биоакустики, акустической экологии, нормы и патологии. Дополнительную сложность ей придают аспекты эволюции и систематики птиц – ведь у каждого таксона своя специфика вокализации. Зачастую близкие виды, подвиды и даже популяции поют совершенно по-разному. Кроме того, надо учитывать и гуманитарные аспекты, ведь птицы (с их голосами) вписаны в человеческую культуру, искусство, а также в среду обитания. Наконец, акустика птиц встроена в человеческие практики, в технику и экономику.

Птицы и экономика. Отпугивающие звуки

Но какая связь между птичьими голосами и экономикой? При чём здесь техника? Оказывается, птиц надо систематически отпугивать: от аэродромов, сельхозугодий, памятников архитектуры, чтобы избежать значительного ущерба и катастроф. И проще всего делать это звуком, когда биоакустические установки генерируют сигналы (акустические репелленты), похожие на тревожные крики птиц и крики хищников.

При крупных аэропортах обычно работает целая орнитологическая служба, устанавливаются пропановые пушки и акустические установки, имитирующие звуки выстрелов, зеркальные шары, ультразвуковые и лазерные отпугиватели, противоприсадочные сети и шипы, ловушки, пугала, телеметрическое оборудование, датчики слежения и другие средства, кто во что горазд. Получается, что выражение «из пушки по воробьям» не абсурдно – так делали и делают. В аграрной сфере давно используются фейерверки и пушки, статичные и динамичные пугала, воздушные змеи и шары, акустические отпугиватели, хищные птицы и собаки. Птичий помёт и когти разрушают различные поверхности, от автомобилей до мостов и памятников. Приходится отпугивать птиц и от крыш, и от стен высотных сооружений – чтобы не врезались в небоскрёбы и башни, в лопасти ветряков и вентиляционные системы. Если суммировать подобные проблемы и затраты по всему миру, они огромны. Причём птицы быстро привыкают игнорировать фальшивые угрозы, и даже собираются у акустического репеллента. Поэтому сигналы надо менять, меры отпугивания усложнять, изобретать что-то новое.

Ещё в незапамятные времена люди придумали антропоморфное пугало. Оно даже стало персонажем сказок, например, японского мультфильма «Ходячий замок». Также они изобрели фонтанчик содзу (или shishi-odoshi), где бамбуковая трубка набирает воду, а затем выливает её с громким стуком, отпугивая копытных и птиц, желающих поклевать огород. Бывает в этой области и хай-тек. В 2013 году Джон Свэддл и Марк Хиндерс из Колледжа Уильяма и Мэри запатентовали новый метод отпугивания птиц с помощью умной звуковой сети «Sonic Net». Она издаёт т. н. «цветной шум», негромкий, но направленный, который мешает птицам общаться, обескураживает их и заставляет покинуть территорию. Так как окрас шума в системе всё время меняется, к воздействию «Sonic Net» птицы привыкнуть пока не могут, но и не страдают от её применения.

Все эти методы основываются на анализе и классификации птичьих звуковых сигналов, их функций и влияния на поведение птиц.

Типы сигналов

Есть целый ряд подходов к изучению вокализации птиц. Биоакустика изучает звуки животных с позиции физики и биологии. Экология звукового ландшафта (или акустическая экология) исследует акустические отношения в экосистеме, в том числе взаимодействие звуков живых организмов (биофония), абиотических звуков (геофония) и антропогенных звуков (антропофония), акустические ниши, шумовое загрязнение и охрану звукового ландшафта. Значительное внимание там уделяется воздействию антропогенного шума на птиц. Биомузыка включает пение птиц и китов в музыкальные композиции. Музыкальная орнитология (как часть зоомузыкологии) занимается исследованием вокализации птиц как музыки, влиянию на композиторов, получением и изучением сонограмм, коллекционированием голосов птиц, их идентификацией и классификацией – по разным критериям. Проще всего подразделять вокализацию птиц на песни, позывки и крики. Обычно при описании языка птиц охотниками и натуралистами выделяют 5 главных типов звуков: призыв, песня, территориальный сигнал, ухаживание и тревога.

Александр Мальчевский, крупный орнитолог и декан биолого-почвенного факультета ЛГУ, в 1960-70-х исследовал акустику птиц и собрал выдающуюся фонотеку. Он предложил типологию сигналов*, которую можно свести к следующему списку:

Призывные сигналы: призывный крик; перекличка; сигнал сбора птенцов; весенняя демонстративная песня (маркирует территорию); ухаживательная тихая песня (адресована самке рядом); призывный брачный крик (выражает готовность к спариванию, как «лай» самца кукушки, услышавшего «хохот» самки); призыв к спариванию; призыв к смене дежурства у гнезда.

Пищевые сигналы: предложение пищи самцом; выпрашивание пищи самкой; призывный крик птенца; выпрашивающий крик птенца; стимулирующий пищевой сигнал (одобрение после угощения); подзывание к найденному корму.

Защитные сигналы: ориентировочное беспокойство (предупреждение об отдалённой опасности); демонстративная тревога; замаскированная тревога (спрятаться и предупредить); сигнал тревоги у гнезда (как рюмящий свист зяблика); боевой клич (сигналы драки и травли сородича); отпугивание от гнезда или дупла; ложный крик ужаса (отводящий от гнезда); истинный крик ужаса (схваченной птицей); сигнал кукушечьей тревоги; инициация моббинга.

Сигналы специального значения: звуки медоуказчика, звуки эхолокации.

Весенняя демонстративная песня

То, что здесь названо весенней демонстративной песней птиц, радует наш слух (но может раздражать других птиц, как дерзкий вызов). Это сложный, разнообразный и устойчивый паттерн вокализации, который свойственен только «певчим птицам» – то есть тем представителям воробьинообразных, кто обладает особенно сложным голосовым аппаратом и вокальным поведением. Весенняя демонстративная песня певчих птиц выполняет несколько функций.

Можно предложить такой список:

1. демонстрация генетического и физического здоровья, зрелости и силы (самец не боится и не устаёт горланить, а самку это не раздражает);
2. маркировка территории («место занято»);
3. привлечение самки на участок гнездования и добывания пищи;
4. сплачивание брачных партнёров ради совместной защиты и выкармливания потомства;
5. ориентир для партнёра, возвращающегося к гнезду;
6. ориентир для молодых птиц, осваивающих полёт, чтобы возвращались на свой участок;
7. ориентир для соседей, стабилизирующий экосистему («здесь богатый лес»);
8. фактор импринтинга, обуславливающий привязанность к участку и возвращение после миграций;
9. фактор популяционной связи и преемственности, передачи родственных традиций и локальных диалектов, сплачивания на уровне вида.

Заметим, что это лишь прагматические функции, а не доказанное объяснение эволюционных и физиологических причин. Первый пункт здесь самый важный. Певчие птицы проявляют необычайное упорство и выносливость. Например, пеночка в течение дня может пропеть около 5000 паттернов демонстративной песни, хотя это весьма затратно и рискованно. Фактор сплачивания подтверждается тем, что у многих птиц развивается антифоническая или синхронная вокализация партнёров (дуэтные крики), очерёдность пения у конкурентов, а также стремление перекричать, перещеголять соседа. Это называется эффектом Ломбарда (в 1909 году его открыл отоларинголог Этьен Ломбард) и используется, например, на соревнованиях зябликов и петухов. Но первыми-то были люди…

Пересмешники и говорящие птицы

Интересный для людей аспект – пересмешничество. В качестве пересмешников могут выступать скворцы, майны, сойки, пересмешки, камышевки, варакушки, дрозды-имитаторы Mimidae, певчие дрозды, птицы-лиры. Пересмешники не поют всё подряд, а дополняют основную песню подражаниями. При акустическом бёрдинге их легко перепутать, особенно если в дело вступает самый яркий наш пересмешник – скворец. Прилетев весной, скворец может свистеть дроздом, иволгой, чечевицей, пеночкой-весничкой, которые ещё не появились, а также мяукать кошкой, крякать, ржать, скрипеть вёдрами, булькать, в общем воспроизводить самые разные звуки, в том числе, слышанные давным-давно.

Зачем и почему скворец имитирует чужие звуки? Какие эволюционные, селективные преимущества получают имитаторы вообще? Надо поискать объяснения в экологии и зоопсихологии. Имитация чужих звуков выделяет особь как незаурядную, социальную, привлекательную для самки, то есть участвует в половом отборе. Но это не единственный фактор. Имитация также помогает птице вписаться в акустический ландшафт, привязывает к экосистеме. Имитируя отсутствующих в данный момент птиц, пересмешник делает свою экосистему более разнообразной и привлекательной для животных с развитым слухом, а следовательно, более устойчивой. Наконец, подражая другим птицам, пересмешник может вводить в заблуждение хищников и конкурентов. Всё это даёт селективное и экологическое преимущество.

Второй аспект имитации – зоопсихологический. Имитация у скворцов может отражать высокую социальность, стремление подражать, «открытость» восприятия. У воробьиных птиц видоспецифическая песня не может сформироваться без подражания. Птенцы слышат демонстративную песню самца (в первую очередь собственного отца), и сперва издают негромкое щебетание, затем простые паттерны – «подпесню», и на этой основе тренируют видоспецифичную песню, подслушивая зрелых певцов. Мастерство развивается лишь с годами.

У человека при переезде возникает состояние, характеризуемое как «избыток чувств», «волнующие воспоминания», желание освоить новые слова, перенять манеру речи. Возвращение на родину не оставляет равнодушной и птицу. Её поведение перестраивается радикально: тысячи километров самец летел и молчал, а теперь сидит и поёт. При этом перстраивается и перевозбуждается мозг (вплоть до заметного изменения массы), мобилизуются центры памяти, эмоций, мотиваций, включаются брачные инстинкты. Человек вспоминает детство, и скворец тоже перебирает памятные звуки.

Среди всех млекопитающих человек вероятно, наиболее похож на птицу. И птицы это по-своему понимают. Когда птица растёт в доме, как компаньон человека, она часто подражает речи и поведению хозяина (особенно при должном подкреплении). Так появляются «говорящие» птицы: скворцы, сойки, сороки, ворон, попугаи, канарейки, способные имитировать слова. Впрочем, это и не человеческая речь, и даже не «язык птиц». Это всего лишь этологические феномены, причём искусственные, то есть курьёзы. Птица подражает человеку, как птенец родителю, ставит себя на место человека.

Поставим и мы себя на место скворца, пытаясь понять его мотивы. Натуралисты, державшие дома скворца (Конрад Лоренц, Ян Линдблад и др.) писали, что это очень смышлёный питомец, который активно подражает звукам хозяина (буквально заглядывая ему в рот), и что ручной скворец скорее считает себя «человечком», нежели птицей. Скворцы действительно похожи на людей более прочих: оперение – как костюм, голоса стаи – как шум городских толп, а мурмурация – как передвижение по тротуарам. Вероятно, это один из факторов, помогающий объяснить, почему дикий (а на самом деле, синантропный) скворец подражает деревенским звукам и окрестным птицам. Или почему домашний попугай танцует, поёт и воспроизводит «слова» (а на самом деле, вокализацию хозяина). Птица желает этим развлечься, продемонстрировать свои таланты, проявить социальность. Такова её природа.

*Мальчевский А.С. О разнообразии и классификации звуков, издаваемых птицами // Русский орнитологический журнал. 2009. Т. 18. С. 1267-1311. Переиздание книги 1972 г.

Об авторе:

Егор Ефремов, культуролог, историк техники, научный сотрудник Музея криптографии, участник Московской Шумовой Мануфактуры

Статья написана в рамках проекта «Звуки Басмании» — совместного проекта Музея Басманного района и Института Звукового Дизайна, реализуемого при поддержке Благотворительного фонда Владимира Потанина.