Рыбы кажутся молчаливыми, потому что у них нет привычного нам голосового аппарата, а их звуки возникают и распространяются под водой. На самом деле многие виды могут стучать, щёлкать, скрипеть, гудеть и издавать низкие пульсирующие сигналы. Человек редко слышит их без подводного микрофона, поэтому выражение «нем как рыба» не вполне соответствует действительности.
Почему у рыб нет голоса, похожего на человеческий
Голос человека и многих наземных позвоночных возникает, когда воздух из лёгких проходит через гортань и заставляет вибрировать голосовые складки. Рот, язык и другие части речевого аппарата затем изменяют получившийся звук. Для такой системы нужен управляемый поток воздуха.
Большинство рыб дышит иначе. Они пропускают воду через рот и жабры, извлекая из неё растворённый кислород. Устройство такого дыхания отдельно разобрано в статье о том, почему у рыб есть жабры. Поток воды не работает как выдох из лёгких и обычно не заставляет какие-либо складки вибрировать с образованием голоса. У рыб нет голосовых связок, которыми можно было бы создавать знакомые человеку гласные, крик или пение.
Однако отсутствие такого аппарата не означает отсутствия звуков. Эволюция много раз создавала у разных групп рыб другие акустические механизмы. Они используют внутренний газовый пузырь, мышцы, кости, зубы, плавники и движения всего тела. Поэтому правильнее говорить не о полном молчании, а о звуковом общении, устроенном не так, как у людей, птиц или млекопитающих.
Как плавательный пузырь превращается в барабан
У многих костных рыб внутри тела есть плавательный пузырь – заполненный газом орган, который прежде всего помогает регулировать плавучесть. У некоторых видов рядом с ним расположены особые звуковые мышцы. Они быстро сокращаются и заставляют стенки пузыря вибрировать. Получается эффект небольшого внутреннего барабана или резонатора.
Так возникают удары, гул, ворчание и серии низких импульсов. Подобный механизм известен у рыб-жаб, горбылей, некоторых окунеобразных и сомов. У разных видов мышцы крепятся к пузырю и окружающим костям по-разному, поэтому сигналы отличаются по ритму, длительности и высоте. Иногда по записи можно определить, какая рыба находилась возле подводного микрофона.
Наличие плавательного пузыря само по себе ещё не делает рыбу «говорящей». У некоторых рыб он не связан со специальными мышцами, у других уменьшен или отсутствует. Например, у многих акул и скатов плавательного пузыря нет. Поэтому способ звукообразования зависит не только от образа жизни, но и от строения конкретного вида.
Звуки от трения костей, шипов и зубов
Другой распространённый механизм называют стридуляцией. Рыба трёт друг о друга твёрдые части тела, и возникает скрип, треск или щелчок. Принцип отдалённо напоминает стрекотание сверчка, хотя задействованы совсем другие органы.
Некоторые морские сомы двигают шипом грудного плавника относительно костей плечевого пояса. Морские коньки могут щёлкать при соприкосновении костных элементов головы. У ряда рыб звук появляется при трении глоточных зубов, расположенных глубже обычных челюстей. Плавательный пузырь иногда усиливает такие колебания, работая как резонатор.
Не каждый подобный шум является намеренным сообщением. Скрежет зубов может сопровождать питание, а всплеск или толчок воды – резкий разворот. Учёные различают звуки, которые возникают как побочный результат движения, и сигналы, регулярно используемые в определённой ситуации. Для этого наблюдают за поведением рыб и сопоставляют его с акустической записью.
На что похожи звуки рыб
Подводные сигналы рыб часто напоминают удары, барабанную дробь, хрюканье, ворчание, скрип, щелчки или гудение. Многие из них состоят из коротких импульсов и имеют сравнительно низкую частоту. Такие звуки трудно принять за голос, поскольку в них нет знакомого тембра, образованного голосовыми связками и полостями человеческого речевого тракта.
Сигнал не обязательно тихий. Некоторые рыбы создают заметный гул, а большое скопление особей способно сформировать целый подводный хор. При этом громкость нельзя напрямую сравнивать с воздушным звуком по одинаковому числу децибел: в воде и воздухе применяются разные опорные значения, а волны распространяются в этих средах неодинаково.
Звук в морской воде движется примерно в четыре с лишним раза быстрее, чем в воздухе, и особенно низкие частоты могут проходить большие расстояния. Это делает акустические сигналы полезными ночью, в мутной воде, среди растений и в других условиях, когда зрение ограничено.
Зачем рыбы подают звуковые сигналы
Одна из главных причин – размножение. Самец может гудеть или барабанить, привлекая самку и сообщая соперникам, что место занято. У некоторых видов звуковая активность усиливается в определённый сезон или время суток, поэтому в остальное время та же рыба кажется совершенно тихой.
Звуки также используются при защите территории, пищи или убежища. Короткая серия ударов способна предупредить соседнюю особь и помочь избежать прямой драки. Другие сигналы сопровождают ухаживание, совместное нерестовое поведение или взаимодействие между членами группы. Акустическая связь особенно полезна там, где рыбы держатся вместе, поэтому её удобно рассматривать рядом с вопросом о том, почему рыбы сбиваются в косяки.
Отдельная категория – звуки испуга и защиты. Пойманный сом, например, может скрипеть шипами плавников. Такой шум способен удивить хищника или предупредить его о колючем и неудобном объекте. Но не всякий звук рыбы предназначен для общения: хлопок хвоста, шум при захвате добычи и трение зубов могут быть обычным следствием действия.
Звуковые сигналы не следует приравнивать к человеческой речи. Они передают более ограниченную информацию, связанную с состоянием и поведением животного. Тем не менее это полноценный канал связи, а не случайная редкость. Исследования строения и родственных связей рыб показывают, что способность к акустическому общению независимо возникала во многих эволюционных линиях.
Почему человек обычно ничего не слышит
Главное препятствие – граница между водой и воздухом. Подводная звуковая волна плохо переходит в воздушную среду, поэтому наблюдатель на берегу или возле аквариума получает лишь небольшую часть сигнала. Микрофон телефона, оставшийся над водой, тоже записывает главным образом шум в комнате, плеск у поверхности и работу оборудования.
Даже под водой человеческое ухо работает не так, как в воздухе. Оно приспособлено прежде всего к воздушным звукам, а при погружении меняются чувствительность, тембр и способность определять направление источника. Громкий подводный стук человек услышит, но короткие тихие импульсы рыбы легко останутся незамеченными.
Есть и другие причины. Многие виды издают сигналы только во время нереста, конфликта, кормления или испуга. Их могут заглушать волны, дождь, движение камней, моторы лодок и голоса других животных. В море к общему фону добавляются сигналы млекопитающих, включая способы, которыми киты общаются на сверхдальних частотах. В аквариуме мешают фильтр, компрессор и вибрации помещения. Наконец, часть знакомых домашних рыб действительно редко производит намеренные звуки или делает это слишком слабо для человека.
Чтобы услышать подводную среду, исследователи используют гидрофон – микрофон, предназначенный для работы в воде. Записи можно усиливать, очищать от фонового шума и представлять в виде спектрограммы. Так обнаруживаются сигналы, которые невозможно уверенно распознать обычным слухом с поверхности.
Могут ли сами рыбы слышать друг друга
У рыб нет наружных ушных раковин, но есть внутреннее ухо. В нём находятся плотные образования – отолиты. Звуковая волна вызывает движение воды и тканей тела, а более плотный отолит смещается иначе. Это воздействует на чувствительные волосковые клетки, и нервная система получает информацию о колебаниях.
У некоторых видов плавательный пузырь не только помогает издавать звук, но и улучшает его восприятие. Изменения давления заставляют газовый пузырь пульсировать, а колебания передаются к внутреннему уху. Если между этими органами есть тесная анатомическая связь, рыба может различать более слабые сигналы или более широкий диапазон частот.
Боковая линия дополняет слух. Расположенные вдоль тела чувствительные органы замечают близкие движения воды, создаваемые соседями, добычей, хищником или препятствием. Это не точная копия уха, но вместе обе системы дают рыбе подробную картину происходящего вокруг.
Подводный мир поэтому нельзя считать беззвучным. Просто его обитатели используют другие источники колебаний, а человек наблюдает их из неподходящей акустической среды. Одни рыбы действительно почти молчат, другие стучат, скрипят или гудят, но услышать этот скрытый хор обычно удаётся только с помощью гидрофона.
