Купить билет на Новый год Пищать, мычать, скулить и крякать // Зачем учёные собирают коллекцию звериных голосов

Пищать, мычать, скулить и крякать // Зачем учёные собирают коллекцию звериных голосов

О чем говорят животные? Ответ на этот вопрос ищут специалисты по биоакустике, часами гуляя по лесам, степям и зоопаркам. Там они записывают голоса их обитателей. Корреспондент «Кота Шрёдингера» провёл день в Московском зоопарке — попробовал расшифровать звериный язык и узнал, чем японские журавли похожи на людей, что успокаивает коров и как нами манипулируют собаки.

Птицы и школьники

Два больших ворона сидят на полу вольера, сцепившись клювами, будто в поцелуе. Проходит несколько секунд, и они отскакивают друг от друга, ещё мгновение — снова впритирку и ласкаются.

— Кар! — кричит первый ворон и пощипывает пёрышки своего друга или подруги — пока не совсем ясно, кто есть кто.

— Каррр! — с недовольной интонацией отзывается вторая птица и щёлкает клювом.

Этот ритуал длится несколько минут. После пернатые разлетаются по разным углам и замолкают.

Я наблюдаю за животными вместе с доктором биологических наук, научным сотрудником Московского зоопарка и МГУ им. М. В. Ломоносова биоакустиком Ильёй Володиным.

Он напряжённо следит за каждым движением животных, у него в руке микрофон, а в кармане спрятан цифровой рекордер (диктофон). Илья записывает на него звуки, которые издают птицы, и, словно спецагент ФБР Дейл Купер из «Твин Пикс», надиктовывает свои наблюдения.

ЗАПИСЬ: «Пара воронов в клетке фауны России Московского зоопарка. Первый — крупный и распушенный, второй поменьше, с приглаженным оперением. Сидят очень близко. Попеременно оба кричат, прямо смотря друг другу в глаза и не отдаляясь. Ситуация не очень понятная. Перерыв».

02.jpg
Фото: Артём Попович

Мы продолжаем следить за птицами.

— Взаимное покусывание — нетипичное поведение для воронов, — объясняет мне своё недоумение Илья и кивает в сторону первой особи, которая покрупнее. — Этого говорящего ворона зовут Варя, очень агрессивная птица и совершенно не боится людей. Человек для неё объект атаки. Чтобы мусор из вольера убрать, работники зоопарка заходят к Варе в мотоциклетных шлемах, толстенных куртках и плотных рукавицах. И начинается шоу: ворон садится на шлем, скатывается с него, оказывается на плече и клюёт-клюёт человека изо всех сил, разрывает одежду.

— Ваэ-эрря! — доносится из клетки. — Ваэ-э-эрря! — звук низкий, утробный, похож на невнятное сердитое бормотание нетрезвого мужичка.

— А какого Варя пола? Имя-то женское, но по габаритам и голосу непохожа эта птица на самку.

— Самец. Часто половые различия заложены в структуре звуков, которые издают птицы, — растолковывает Илья. — Я это понял, изучая крики свистящих уток. Биоакустика позволяет быстро и точно определить пол, что очень удобно для зоопарка: не нужно ловить птиц, проводить генетический анализ или разглядывать птичью клоаку.

— Ваэ-эрря! Ваэ-э-эрря! — солирует огромный ворон.

— Кох! — отвечает вторая птица. Похожий щелчок можно услышать, открыв баночку с детским питанием.

— Ваэ-эря!

— Кох! Кох!

03.jpg
Фото: Артём Попович

К вольеру с пернатыми подходит большая группа школьников. Дети залезают с ногами на барьер, окружают клетку и оттесняют нас с Ильёй.

— Нужно переждать, — шепчет биоакустик и улыбается, — школьники везде одинаковые, не то что эти… — показывает на загадочных воронов.

— Ух ты, это ворон! — кричит мальчик в синей куртке и тычет пальцем в сторону Вари.

— Смотри, ворона! — перебивает его рыжая девчонка.

— Ворон!

— Ворона!

— Кар! Кар! Кар! — затревожился Варя и взлетел к потолку.

Школьники теряют интерес к птицам и исчезают так же стремительно, как и появились — бегут к следующему вольеру. Становится тихо.

— Вот это нам повезло, — говорит учёный и достаёт микрофон. — И люди ушли, и звери разговорились.

ЗАПИСЬ: «Продолжение записи голосов воронов. Первый — это самец Варя. Второй — самка. Сначала Варя говорил: „Варя“, потом общался со своей партнёршей. Она издавала щелчкоподобный звук „ко“, а Варя — трелеподобные и громкие, похожие на карканье звуки. Первое время кричал только Варя, позже вступила его партнёрша. Дистанция между птицами всё это время не превышала полутора-двух метров. Конец записи».

04.jpg
Фото: Артём Попович

Тимон и мандаринки

— Биоакустические исследования — это по большей части работа с компьютером. Запись голосов животных занимает всего два процента времени, всё остальное — расшифровка, обработка записей, анализ звуков. Как это происходит, вы ещё увидите, — интригует Володин, пока мы идём к вольеру с сурикатами.

Внутри клетки снуют туда-сюда маленькие африканские зверьки, они то и дело встают на задние лапки и слегка попискивают, будто жалуясь на холод и пронизывающий ветер.

— Сурикаты переговариваются между собой очень тихо. Но попробовать записать их можно, — Илья вскакивает на высокий бордюр и спускает микрофон на проводе прямо в вольер. — В зоопарках, чтобы сделать хорошую запись, нужно простоять вот так очень долго. Это только кажется, что зверьков неплохо слышно. Просто человеческое ухо отлично фильтрует посторонние шумы, техника же на это неспособна — на диктофоне потом всё вперемешку: и шум ветра, и крики других животных, и вопли детей…

— Ой! Этот прям как из мультика! — подбегает к клетке маленький мальчик, за ним несутся ещё с десяток школьников. Илья морщится, беспокоится за запись, но продолжает неподвижно стоять на бордюре, держа на вытянутой руке провод с микрофоном.

05.jpg
Фото: Артём Попович

— Тимон, это Тимон! Тимон и Пумба-а-а-а! — хором затягивают ребята песню из диснеевского мультфильма.

Сурикаты убегают в крытый загон. Илья вытягивает микрофон из клетки и прячет его за пазуху.

— Куда мы теперь? — спрашиваю учёного, который быстрым шагом устремляется куда-то в противоположную от вольера с сурикатами сторону.

— Сам пока не знаю. Голосят сегодня, похоже, только птицы. Остальные животные хорошо кричат, когда замечают знакомого служителя зоопарка с едой. Но ничего, мы сейчас поищем разговорчивых зверей.

Мы долго плутаем по территории зоопарка и в конце концов, оставив за спиной безмолвных копытных, приближаемся к ограде, за которой плавают и шумно общаются утки-мандаринки. Небольшой пруд кишмя кишит птицами, кусты сотрясаются — утки постоянно перелетают с ветки на ветку. Самцы с нарядным рыжим оперением преследуют серых самочек и в воде, и в воздухе. Частые крики самцов похожи даже не на кряканье, а на тявканье декоративных собачек — звук высокий и резкий.

— Ух, точно какой-то разъярённый йоркширский терьер или чихуахуа лает.

— Похоже, — соглашается Илья. — Собаки, кстати, нам тоже очень интересны. Если лай и рычание хоть как-то уже исследованы, то скуление почти нет. При помощи этих душераздирающих звуков собаки манипулируют нами, например убеждают, что мы должны дать им кусок ветчины со стола.

Они как искусные актёры изображают ужасный голод, а хозяевам кажется, что питомец умрёт, если не получит лакомый кусочек. На самом деле собаки в разных ситуациях скулят совершенно по-разному, и они выучивают определённые звуки, чтобы получать пищевое подкрепление.

Учёный подбирается поближе к клетке с утками и включает рекордер. Несколько минут мы молча наблюдаем за птицами.

ЗАПИСЬ: «Лающие звуки самцов мандаринки. Вольер фауны Индонезии возле малого пруда новой территории Московского зоопарка. В вольере сидит много мелких птиц. Порядка 20 возбуждённых самцов мандаринки гоняют уток других видов и разбираются между собой. Сейчас у них брачный период. Звуки, которые издают мандаринки, специфичны для этого времени. Дистанция до птиц 3–4 метра. Конец записи».

06.jpg
Фото: Артём Попович

Крики и безмолвие

— Вот японские журавли. Представляете, у них, как и у человеческих особей мужского пола, при созревании ломается голос! — Володин останавливается у клетки с красивыми белыми птицами, почти неподвижными, словно изящные мраморные статуи. — Мы много с ними работали. С рождения, когда птенцы весят по 150 грамм, до подросткового возраста, когда каждый из них вырастает до вот такой вот пятикилограммовой лошади, — Илья кивает на крупных особей в вольере. — Они все время кричат на высоких частотах, неотличимо от птенцов. А потом, где-то в 9–11 месяцев, голос резко ломается и становится в четыре раза ниже.

Мы идём дальше — к хищникам.

— Крики гиеновой собаки, как и красного волка, и серого волка, имеют две частоты. Они способны одновременно свистеть и тянуть «а». Это очень сложные звуки, в которых выражается индивидуальность, — Илья заглядывает в вольер с гиеновыми собаками, я тоже подхожу вплотную к клетке. На полу лежит, свернувшись калачиком, и дрожит от холода одинокая особь. Не верится, что этот жалкий зверёк на самом деле кровожадный хищник. — Во время охоты они держат взглядом убегающего зверя, а своё положение относительно других членов стаи оценивают на слух и, ориентируясь по крикам своих собратьев, ловко гонят добычу.

Быстро проходим мимо клеток с сонными животными. Холодно, и хищники сейчас не очень активны. Только пушистые еноты копошатся в своём вольере, роют землю.

— А вот и гепарды, — продолжает экскурсию Илья. Мы обходим вольер со всех сторон. — Им обязательно нужна хотя бы одна глухая стена, а лучше три, чтобы их видно было только с одной стороны. В этом вольере всё просматривается, укромных мест нет вообще, и гепарды чувствуют себя очень некомфортно. Поэтому тут держат стариков, а пару, которая может размножаться, — в зоопитомнике в Подмосковье. Вообще стеклянные вольеры ещё и звуки полностью блокируют. Кстати, зоопарки часто запрашивают из нашей биоакустической коллекции записи голосов разных животных для озвучки своих павильонов, где звери сидят за стеклом.

— А в вашей коллекции голоса всех-всех животных зоопарка? Как вы выбираете зверей для своих исследований, неужели просто так гуляете между клетками с диктофоном?

— Нет, конечно. Есть определённое время, когда некоторые животные активно кричат, например в брачные периоды. Тогда и удобно заниматься биоакустическими исследованиями. Я не всегда сам запись веду. Бывает, приходит студент, которому надо диплом писать, мы его ставим к этим зверям, а потом он приносит совершенно фантастические звуки! Так у нас было с красными волками, например. Но пока не все звери в зоопарке так изучены.

07.jpg
Фото: Артём Попович / Степной кот ничего не накричал, несмотря на то что его кормили с пинцета, заставляя двигаться — прыгать на сетку и висеть. Дикие кошки очень молчаливы и подают голос (и то не все) только во время сезона размножения.

Прошлое и настоящее

— Бывают проблемы с записью голосов хищников, к ним сложно подойти близко. Распознать вид реально примерно за километр, то есть записать так, чтобы было понятно: это кричит волк, а это рысь. — Илья ведёт меня в биоакустическую лабораторию, чтобы прослушать новые звуки. — Но при записи с такого расстояния качество анализа звука будет нулевым. В принципе, техника берёт хорошо метров со ста.

— Этого, наверное, достаточно, если ты в зоопарке, но не очень безопасно, если в заповеднике или в дикой природе, — бормочу я, представляя, как отважный учёный удирает по таёжным лесам от заметившего его амурского тигра и на бегу прячет понадёжнее диктофон.

— Ну, вообще-то, да. Некоторые животные боятся людей и не подпускают к себе ближе чем на полтора километра, — продолжает Володин. — В этих случаях в ход идут звуковые ловушки. Вот сейчас мы изучаем гон благородных оленей и собираем данные с помощью этих ловушек в пяти местах: от уссурийской тайги до венгерских лесов.

В лабораторной комнате Илья достаёт из ящика небольшой зеленый прибор с двумя микрофонами и ячейками для карт памяти и аккумуляторов. Это те самые рекордеры-ловушки, энергии и памяти в них хватает, чтобы записывать крики животных в течение 140 часов.

08.jpg
Фото: Артём Попович

— Мы привязываем ловушки к деревьям и оставляем. Очень удобно, — крутит в руках устройство учёный. — А двадцать — тридцать лет назад всё было по-другому.

Володин ставит на стол чемодан в кожанном чехле.

— С этим рекордером я начинал. Тогда он был лучшим по размеру и качеству записи. Венгерский. Жутко дефицитная штука! Их покупали списанными и восстанавливали, потому что в Советском Союзе ничего подобного не было. Вот подержите.

— О да-а-а, это не то что нынешние диктофончики, с таким особо не побегаешь, — оцениваю я чемодан на вес.

— Четыре с половиной килограмма, — усмехается биоакустик. — И ещё шесть батарей к нему. Такого рекордера хватало всего на 12 минут записи, зато качество получалось довольно хорошее. Правда, верхний предел по частотам — 12 килогерц. Нынешние устройства пишут и 24, и 48. Для сравнения: в детстве мы слышим до 20 килогерц, но с возрастом теряем чувствительность. Сейчас мои уши воспринимают звук только до 16 килогерц.

— А как анализировали звуки раньше? На слух?

— Анализировать звук, полагаясь на слух, категорически нельзя. Это всё равно что надеть тёмные очки и пытаться разглядеть текст, написанный мелким шрифтом. Раньше биоакустики пользовались аналоговыми спектроанализаторами для обработки звука. Каждый из них занимал примерно два шкафа. Они стоили сумасшедших денег, их было несколько штук на всю Москву, и люди стояли в огромных очередях, чтобы получить к ним доступ. Я туда приходил и за один день обрабатывал 100–200 звуков. Но повторить такую процедуру мог только через полгода. Сейчас же работать очень комфортно: и качество записей стало гораздо лучше, и скорость обработки сильно повысилась. Биоакустика расцвела с появлением компьютеров.

09.jpg
Фото: Артём Попович

Тревога и успокоение

— Мы не слушаем звуки, мы их просматриваем. Глазками. Потому что звук — это волна, — Илья запускает на компьютере программу. На мониторе появляется жёлтая звуковая дорожка, похожая на кардиограмму, и тёмные неровные штрихи на ней.

— И что вы здесь видите?

Жан Батист Жозеф Фурье

Французский математик и физик.
Его «Аналитическая теория тепла» (1822)
стала отправным пунктом в создании теории
тригонометрических рядов (рядов Фурье).

— Сверху осциллограмма — то, что ловит микрофон. Её невозможно анализировать. Внизу спектрограмма — разложение частоты звука по времени. Стопочка вот этих частотных штрихов отражает колебание голосовых связок, — Володин быстро водит курсором по экрану. — Преобразованием волны в частотный спектр занимались ещё два века назад, этот метод придумал французский физик Жан Батист Жозеф Фурье. Конечно, он это сделал не для нужд биоакустики, но нам очень пригодилось.

Учёный выделяет область с наиболее яркими штрихами и нажимает на кнопку Play.

— Кох! Кох! Кох! — кричит ворон-подружка Вари.

— Очень забавный звук! У него взрывное начало, как у любого тревожного сигнала млекопитающих. Это универсальный ключ, который заставляет всех животных, прервав текущую активность, начать прислушиваться, определяя источник звука. Если хочешь, чтобы собака или ребёнок обратили на тебя внимание, лучший способ — хлопнуть в ладоши или громко крикнуть. Такая реакция запускается очень «древними» структурами мозга, которые есть у всех млекоопитающих.

— Недовольный крик младенца ведь тоже «взрывной»?

— Да, по нему мать прекрасно считывает сигнал, что её детёныш испытывает дискомфорт. Вообще, мы как-то изучали звуки дискомфорта. Вынимали новорождённых грызунов из гнезда и клали вот сюда на стол. Температура воздуха в этой комнате +25 градусов, а в гнезде +35. Зверёк начинал охлаждаться, ему становилось неуютно, он кричал. Это классическая ситуация для всех детёнышей млекопитающих, в том числе человеческих. Ещё это называют криками изоляции. Чем больше малыш остывает, тем неприятнее ему становится и тем громче и чаще он кричит — зовёт на помощь родителей.

— А какое-то практическое применение это исследование получило?

— Именно это пока нет, но несколько лет назад немецкие учёные создали систему, отслеживающую дискомфорт у домашних свиней. Они проводили исследование в фермерском хозяйстве, где животных тысячи. Если в загоне у поросят становилось холодно или назревали конфликты, животные тревожно визжали, и у диспетчера на пульте загорались лампочки, сигнализировавшие, что животные чувствуют себя не очень хорошо.

— То есть эта система могла отличить звуки дискомфорта от обычных хрюканий?

— По сути, да. Были ещё эксперименты. Брали динамик, ставили его в загоне со скотом и транслировали чрез него успокаивающие звуки. Биоакустики давно выяснили, что есть звуки, которые возбуждают животных, а есть те, что снимают напряжение и расслабляют. Так вот, если коровам, которые живут на фермах отдельно от своих детёнышей, включать мычание телёнка, у этих мамашек на два-три процента будет увеличиваться отдача молока. Без гормонов, без химии. Такие исследования очень полезны, их нужно продолжать и внедрять результаты.

Илья возвращается к монитору.

— Ваэ-эрря! Ваэ-эррря! — мы прокручиваем запись с криками ворона снова и снова. Жёлтая змейка на экране колеблется. — Вэрря!

Володин заливается смехом.

— Простите, я сейчас ничего не могу объяснить. Мне просто это ужасно нравится!

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» № 12 (14) за декабрь 2015 г.