Киты поют. О чем поют киты? Французский исследователь — об изучении «языка» китов и дельфинов. Поют ли киты

Похоже, киты «выпевают» весь доступный им мир и себя в нем, утверждая свое место во вселенной - песней в коллективном сознании.

Общество китов иерархично.

Возможно, одни подчиняются другим на основании степени полноты и важности доносимого голосом знания. – Так было у северных скальдов (назвавших море – «дорогой китов»), которые мерились, кто из них больше знает песен «Эдды»; так встретившиеся древние арии выводили общее происхождение и степень родства из священных ведических преданий, запечатленных в памяти с детства – мифов о происхождении мира, плавно переходящих в перечисление «ветвей» на «родовом древе» с присовокуплением бесценного опыта поколений… А может быть и такое, что какие-то новые песни отменяют старые.

Песни китов продолжаются от шести минут до получаса; на глубине тысячу метров под поверхностью океана проходят «акустические каналы», по которым звук передается на тысячи миль – и киты знают это. Они – «радисты», способные передавать и принимать сигналы в другое полушарие планеты. Устройство «рации» неизучено: у китов нет голосовых связок… Но есть потребность быть услышанными.
Зрение у китов слабое, а запахи-вкусы медленно распространяются в воде; звук для них - главное средство ориентации в пространстве. Пловец знает цену каждому движению и дыханию. Я уверен, киты умеют обходиться без лишнего и экономить на глупостях.

Оригинал взят у ivanov_petrov

У животных давно открыто не просто обучение, а социальное наследование.
Иначе говоря, у некоторых видов есть "культура" с культурными традициями, не унаследованными, а выученными обычаями определенных семей, родственных линий, стад, популяций - и эти традиции передаются сквозь поколения.
Это могут быть узнанные традиционные методы и места сбора пищи, ухватки охоты, но удобнее всего это наблюдать в собственно культурных вещах - традициях песен.

Если животное вырастает, не слыша других, у него совсем другая песня, чем у сородичей - то есть наследственные механизмы не могут создать видоспецифичную песню, ее надо услышать.

Мы вот живем себе, а несколько лет назад произошла музыкальная революция. Горбатые киты вокруг Австралии делятся на две больших популяции - западная и восточная. У них совсем разные песни - специалисты легко отличают на слух песню западных китов от песен восточных. И несколько лет назад произошел катастрофический прорыв западных песен. Киты восточного побережья запели западные песни. Сама популяция цела, восточные киты не вымерли.

Предположительно, несколько западных китов приплыли и обосновались в стае восточных. Почему их песни имели такой успех, почему чуть не вся популяция восточных китов стала петь западные мотивы - не ясно. То ли эффект новизны, то ли высокий ранг приплывцев, то ли еще какие причины.

Австралийские зоологи эти революционные новации засекли, прочитать можно тут: Noad M.J., Cato D.H., Bryden M.M., Jenner M.N., Jenner K.C.S. 2000. Cultural revolution in whale songs. Nature 408

Выводы делают самые разные.

На минуточку - социальное наследование считается одной из важных составляющих эволюции языка людей, так что этими вещами интересуются биолингвисты; тут видны очень хорошо "края" объяснительных моделей наследственности и обучения; "социальный интеллект" считается крайне важной составляющей общего интеллекта и этим интересются многие, занимающиеся AI. В общем, эти песни - это не просто так, а ого-го.

Жизнь в океане отличается от жизни на суше. Нырните под воду и попытайтесь понюхать апельсин или увидеть что-нибудь дальше, чем в метре от себя. Животные, обитающие в воде, должны были развить особые способы восприятия мира, отличные от зрения и обоняния. Одним из таких способов стал звук. У китов целый набор звуков, которыми они пользуются одновременно для коммуникации и поиска пути в темных глубинах. Но лишь определенные виды китов «поют».

Киты делятся на две группы в зависимости от способа питания: зубатые киты и усатые киты.

Зубатые киты более агрессивны. К ним относятся кашалоты, дельфины и косатки. Эти киты питаются, как тигры в джунглях, охотясь и преследуя добычу (от маленьких рыбешек до осьминогов и морских львов). Все пойманное они заглатывают целиком.

Внешне «более воспитанные» усатые киты питаются, плавая по воде с открытым ртом и засасывая вместе с водой мелкие растения и животных. Они фильтруют воду с планктонными моллюсками ракообразными и мелкими рыбками через специальные роговые пластинки. Их в верхней челюсти от 360 до 800, длиной они от 20 до 450 см и называются китовым усом. Внутренний край и вершина каждой пластины расщеплены на тонкие и длинные щетинки, образующие подобие густого сита. К усатым китам относятся огромные голубые киты и поющие горбатые киты.

Море имеет темный цвет даже днем, а многие зубатые киты путешествуют и охотятся ночью. Как они это делают? Подобно тому, как и летучая мышь, летающая глубокой ночью, некоторые киты издают звуки и улавливают затем их эхо. Звуки эти похожи на щелчки или свист. Когда звуковая волна встречает преграду на пути, например скалу или рыбу, она отражается обратно.

Обычные уши под водой помочь не могут. Звуковые волны - это вибрация воздуха, которая заставляет двигаться барабанную перепонку. А волна, распространяющаяся в воде, заставляет вибрировать весь череп. Поэтому, когда киты в далекие-далекие времена вернулись в океан, их теперь уже бесполезные ушные проходы сузились до размеров игольного ушка. Однако барабанные перепонки у китов есть, только звук к ним идет совсем по другому маршруту, проходя от челюстной кости или лба через слой жира до барабанных перепонок.

Кроме щелчков челюстями (которые напоминают дверной скрип), зубатые киты используют для общения свист и трели. (Белуха, которая относится к зубатым китам, выдает такое количество трелей, что ее называют морской канарейкой.) Киты также издают звуки, ударяя хвостовым плавником (двумя пластинами хвоста). У некоторых китов эти звуки получаются такими громкими, что напоминают звук отбойного молотка.

Усатые киты щелкают, чирикают и свистят, как и зубатые. Но они также издают низкочастотные стоны. Горбатые киты издают подобные звуки все время преследования добычи, причем они могут превратиться в «песню» и длиться более часа. Ученые называют это «песнями», поскольку у них есть ритм, структура и повторяющиеся фразы (как припевы или рефрены), а «поют» только горбатые киты.

Ученые, записавшие и проанализировавшие эти «песни», говорят, что если бы их разложить по звукам и сделать из этих звуков язык, то в некоторые «песнях» содержалось бы информации не меньше чем в небольшой книжке. Одни звуки слишком низкие для человеческого уха, поэтому мы их не слышим, другие нужно проигрывать в очень медленно темпе, чтобы мы их разобрали. Сама «песня» одинаковая у китов из различных уголков океана, но количество фраз для каждой особи индивидуально. Киты меняют свои «песни» в зависимости от сезона. Никто не знает, почему киты поют и что означают их «песни». Выдвигаются предположения, что «песни» помогают мужским особям устанавливать границы своих владений или же являются частью брачного ритуала. Но это всего лишь человеческие трактовки мира китов, который мы, возможно, совсем не понимаем.

• Как известно на нашей Земле обитает около 100 видов китов и делятся они на усатых и зубатых, и различаются лишь тем, что усатые не имеют зубов, а у зубатых они есть.
• Усатые киты относятся к числу наименее изученных, т.к. проводят у поверхности воды лишь 20% своего времени, а что они делают в глубине водной стихии, мы можем только догадываться.
• Я не буду распространяться, как они устроены,чем питаются и как размножаются, т.к. разговор пойдет совсем о другом - как и о чем поют киты.
• Киты - высокоразвитые животные и это видно по их умению поддерживать между собой постоянный контакт, обмениваться информацией, подавать друг другу команды. Вероятно, для китов "словами" их языка могут быть какие -то позы, движения, но главным средством общения служат звуковые сигналы.
• При помощи звуков поддерживается контакт не только между детенышем и матерью, между самцом и самкой, между членами сообщества, но и с другими китами, находящимися на расстоянии десятков и даже сотни километров друг от друга.
• Дело в том, что звуки в воде распространяются гораздо быстрее, чем в воздухе. Не обладай киты этой способностью, многие виды, как голубые киты, некогда усиленно истреблявшиеся человеком, были бы обречены на неминуемое вымирание.
• Их осталось так мало, что случайные встречи на просторах океана самца и самки совсем маловероятны, и только благодаря звуковым сигналам, животные способны находить друг друга, поэтому все-таки сохраняется надежда, что киты будут спасены.
• 
  
• И все-же, о чем поют киты?
• Гладкие киты пользуются шестью типами тональных сигналов, а самые распространенные - низкие звуки, высота которых быстро растет. Обычно они используются в качестве призыва собраться вместе.
• Звуки, высота которых быстро падает, предназначены для обмена информацией на расстоянии нескольких километров.
• Самые разные звуки, в том числе напоминающие громкие выкрики и даже рычание, киты издают, когда собираются вместе.
• Если животные чем-то раздражены, они пыхтят, а шлепки плавниками по воде означают беспокойство или выяснение отношений между собой.
• Когда самка ныряет в глубину и остается поохотиться, детеныш находится на поверхности, но поддерживает с мамочкой постоянный контакт, обмениваясь время от времени одним, двумя звуками.
• Самцы горбатых китов в период брачных игр исполняют целые серенады. Поют только взрослые и сильные "ребята".
• Их песня-демонстрация собственного могущества, а цель - привлечь внимание дамы.
• 
  
• Серенада слышна на много километров. Когда вокальными упражнениями занимаются два самца, соперники не пытаются перепеть друг друга, но если кто-то кому-то надоедает, то более агрессивный сближается с конкурентом и заставляет его замолчать.
• Как они выясняют отношения там внизу, никто пока не знает.
• Песня горбатых китов звучит вполне мелодично. Она состоит из отдельных тем и музыкальных фраз, которые с регулярными интервалами в строго определенной последовательности повторяются по несколько раз, и может продолжаться целых полчаса.
• Хорошо изучены звуки серых китов, которые они издают зимой на мелководье. Среди них обычны вздохи, бульканье, стуки, но особенно часто звучат стоны.
• Животные стонут днем и ночью, когда плывут в одиночку и стаями, а самые говорливые способны издавать до 50 стонов в час.
• Стоны представляют собой очень низкие звуки большой силы и продолжительностью около двух секунд. С какой целью киты издают эти звуки, пока неясно.
• Возможно они предназначены для общения или это реакция на какие-то внешние воздействия, на шум близкого прибоя или отдаленного шторма.
• Наконец, стоны могут оказаться всего лишь выражением любовного томления, ведь это пора любви, пора поиска подруги и завоевания ее сердца. Ну, как тут не застонать?!
• А о чем поют киты, известно только им.

Однажды специалист по биоакустике и машинному обучению из Тулонского университета Эрве Глотен попробовал послушать «безмолвие океана». Океан оказался совсем не безмолвным, море было еще «шумнее», а от трескотни обитателей рек было просто некуда деваться. Эта тема так увлекла исследователя, что он основал международный исследовательский проект SABIOD (Scaled Acoustic BIODiversity platform). Уже 15 лет Эрве и его команда исследуют голоса подводных обитателей и стараются понять, как они живут, на какие темы общаются, а еще — как на их мир влияет человек.

Кошки-мышки на глубине

Для морских обитателей звук – это и способ общения, и средство ориентации в пространстве. Они находят дорогу, анализируя отражение звука от разных предметов. Так же они находят других животных – и своих сородичей, и добычу, говорит Эрве Глотен.

Эхолокация у дельфинов: так дельфины ориентируются в пространстве с помощью звуков. Записано командой Эрве Глотена в национальном парке Пор-Кро (Port-Cros — Лазурный берег, Франция)

— Подводная охота похожа на игру в кошки-мышки. Задача кашалотов и других охотников – понять, где находится добыча, и не выдать при этом своего местоположения. Как правило, у добычи просто не хватает времени, чтобы сориентироваться. Но она пытается перехватить звуковой сигнал, который посылает кит. Можно сказать, добыча становится подводным хакером – перехватывает информацию, которая ей не предназначается. Это ее единственный шанс на спасение.

О чем поют киты?

По характеру звуков ученые могут определить, что делают обитатели глубин: охотятся, общаются, ищут себе пару или ухаживают за детенышами. Ученые могут идентифицировать каждого животного и понять, с кем оно общается и что делает. Это новое научное направление – «этоакустика» (ethoacoustics), то есть изучение поведения животного по звукам, которые оно издает.

Команда профессора Глотена составляет словари «китовьего» языка. Они уже выделили около 70 разных видов звуков, которые киты издают в разных ситуациях. Неудивительно, что позывные меняются в зависимости от вида, но даже в пределах одного вида бывают разные «диалекты». Например, чилийские кашалоты звучат не совсем так, как средиземноморские, но всегда можно понять, что это именно кашалот, уверяет исследователь.

Так называемая «песня» горбатого кита. Записано в Индийском океане

Команда SABIOD предполагает, что при помощи звуков кашалоты даже могут «трогать» друг друга. Спектр звуков, которые они издают и улавливают, гораздо шире, чем у человека. Кашалоты, живущие в одной группе, посылают друг другу очень сильные и низкочастотные звуки, которые проникают в их ткани. Для человека это неприятно (или, по крайней мере, непривычно), а вот кашалоты таким образом выражают друг другу теплые чувства.

Зеркало в чаще

Эрве Глотен и его коллеги записывают звуки самых разных обитателей фауны — от насекомых до огромных синих китов. Но подводные обитатели остаются любимыми «исполнителями» профессора.

— В основном китообразных исследовали визуально – снимали под водой или наблюдали, как они выходят на поверхность. А мы полагаемся на тот инструмент, который они сами используют – на звук.

Для записи исследователи используют особую акустическую систему «Ясон» (Jason), которую они разработали сами. Перед началом эксперимента ее настраивают, чтобы записывались звуки определенной частоты – так можно узнать о жизни определенного вида, например, кашалотов или амазонских дельфинов. У прибора есть еще ряд специальных приспособлений, таких как несколько разнесенных в пространстве микрофонов, которые дают объемную «картинку», и большой жесткий диск («Ясон» может работать автономно в разных режимах до 2 лет, хотя обычно запись ведется 3 месяца).

— Гидрофон должен стать частью пейзажа для животных. Когда мы только опускаем «Ясон», многие животные с ним сначала знакомятся и играют. Особенно дельфины.

Представьте, что вы идете с факелом по лесу, а где-то между деревьями спрятано зеркало. Оно отражает свет вашего факела – конечно, это привлечет ваше внимание. Для дельфина гидрофон – это то же зеркало, только отражает оно не свет, а звук. Первые минут двадцать гидрофон становится центром притяжения, дельфины плавают вокруг него, могут попробовать на вкус, но редко ломают. И когда они удостоверятся, что это не животное, они оставляют гидрофон в покое.

Впрочем, добавляет Эрве, бывали случаи, когда такие игры выходили боком для оборудования. Однажды исследование в джунглях пришлось приостановить, потому что тапир съел микрофон, а в другой раз дельфин напал на гидрофон и превратил всю умную начинку в кашу.

Слишком много шума

Несмотря на такую активную жизнь подводных обитателей, океан – спокойное место, в отличие от рек.

— Один из наших текущих проектов связан с изучением жизни речных дельфинов и других обитателей Амазонки. Там мы получаем терабайты звуковых записей за неделю. Чтобы собрать такой же объем в Средиземном море, нужно около 3 месяцев.

Тишина очень важна для активной жизни китообразных. Но сегодня по-настоящему тихих морей становится все меньше – в основном из-за развития водного транспорта.

Представьте себе, что вы постоянно находитесь в ночном клубе с громкой музыкой – в таких условиях сложно поговорить по душам. К тому же посторонние шумы (например, звук моторной лодки или ветряка) мешает китообразным ориентироваться и охотиться.

— Удивительно, но в Средиземном море все еще есть большие киты и дельфины. Хотя раньше им тут было лучше. В Атлантическом океане у берегов Франции китообразные в принципе не водятся – там слишком мелко. Но на других животных там сильно действует и трафик морских судов, и генераторы ветряной энергии, которые расположены в воде. Они очень пугают местную фауну, так как создают инфразвуки, которые отлично распространяются по воде.

Самые хорошие условия для китообразных я наблюдал в Арктических и Антарктических водах. Когда я впервые начал слушать в том месте, где должны были обитать горбатые киты, которых мы тогда исследовали, я подумал, что с системой что-то не так. Не было слышно ничего, никакого постороннего шума. Потом внезапно я услышал щелчки китов и понял, что с системой все в порядке.

Компромисс

Чтобы сохранить китообразных в таких «густонаселенных» морях, как Средиземное, исследования Эрве очень важны. Все животные обитают на определенной территории и пользуются более или менее одинаковыми маршрутами. Одна из идей профессора состоит в изменении курсов больших судов, чтобы те не сталкивались с китами.

Ограничение скорости для моторных лодок на законодательном уровне тоже помогло бы сохранить комфортную среду обитания для китообразных Средиземного моря.

Звуки вокруг нас

Когда звук записан, начинается самое интересное – обработка больших данных. И это не только составление «словарей». Благодаря «объемному» звуку ученые могут создать трехмерную модель того подводного участка, который они исследовали, и реконструировать те траектории, по которым двигались животные.

Систему записи и анализа звука, разработанную учеными, можно применять не только для изучения скрытого от глаз мира. В городской жизни она тоже может пригодиться. Тот же принцип можно использовать, чтобы составлять карту движения машин в городе, отслеживать движение дронов в небе или предотвращать столкновения птиц с самолетами над аэродромами.