Бывают, однако, случаи и нередко, когда говорящие птицы произносят слова и фразы довольно удачно, к месту и времени. Как это объяснить, мы рассмотрим дальше, в рассказах о попугаях и других говорящих птицах. Сделаем только одно отступление — сначала поговорим о способности птиц к воспроизведению звуков, песен и слов человеческой речи.
Как они поют и разговаривают
Человек вышел из соснового бора на крутой берег. Внизу — река, за ней — густой лес. Набрал человек в легкие побольше воздуха и с силой выдохнул.
— Эге-ге-гей! — разнеслось над рекой.
— Эге-ге-гей! — с силой повторило эхо эти звуки.
Что же это такое — звук вообще и что такое голос человека или голос животных? Где и как образуется голос?
Звук — это волнообразно распространяющиеся колебательные движения частиц воздуха или другой упругой среды. Его производят ветер, вода, растения и сами животные. О великом многообразии звуков, голосов и песен у животных рассказано в предыдущем очерке.
В природе существуют звуки различной частоты, которую выражают в условных единицах — герцах. Один герц равен одному колебанию в секунду, один килогерц — тысяче колебаниям в секунду. Колебания с частотой ниже 16 герц называют инфразвуками, а выше 20000 — ультразвуками. Улавливать различные звуки людям, зверям и птицам помогают органы слуха. Причем возможности воспринимать звуковые колебания разной частоты у них различны.
Ухо взрослого человека способно воспринимать звуки в пределах от 16 до 20 000 колебаний в секунду: в этих пределах люди воспринимают звук как непрерывный. Инфразвуки ниже 16 — 18 колебаний и ультразвуки выше 20 000 колебаний люди не воспринимают. Лучше всего человеческое ухо улавливает звуки частотой от 1000 до 3000 колебаний в секунду.
Среди зверей и птиц есть много таких, которые слышат хуже, чем человек, но есть и такие, которые своими способностями к восприятию звуков значительно превосходят людей. Например, кролик способен воспринимать звуки частотой до 16000 колебаний в секунду, ёж — 18.000, серая крыса и лошадь — до 40.000, собака — до 80.000, макака резус — 16.384, шимпанзе — 8.192, дельфины — до 100 и 120 тысяч, летучие мыши — 98.000. У птиц верхний предел слуха достигает: у голубя 12.000, у грача — 10.000, у попугаев 16.000, у сокола 10.000, у клеста — 19.200, у снегиря и серой совы — 21.000, у зяблика — 29.000, у домашней курицы — 9.000. Скворец в обычное время улавливает звуки частотой до 14.000 колебаний в секунду, а в период размножения, при обострении всех его органов чувств, до 35.000.
Животные производят звуки по-разному. Кошка катает пластмассовый шарик по полу, и мы слышим стук. Собака, привязанная во дворе, гремит железной цепью. Скворец или канарейка стучат клювом по кормушке. Попугай ломает мощным клювом свою клетку — слышен треск. Но эти же животные могут издавать и другие звуки: кошка — мяукает и мурлычет, собака — лает, рычит, воет, скулит, скворец или канарейка — поют, а то и произносят слова, как попугай. В таких случаях, издаваемые животными звуки, мы называем голосами.
Голос человека или млекопитающих животных — это совокупность звуков, издаваемых ими при помощи голосового аппарата. Возникновение у них звуков, голоса, всегда связано с деятельностью дыхательной системы и движением воздуха в ней.
Голосовой аппарат человека и млекопитающих животных состоит из трех взаимосвязанных частей: полостей легких, бронхов и трахеи; гортани; верхних дыхательных путей — глотки, носоглотки, носовой полости и полости рта. При вдохе воздух проходит через носовые ходы, попадает в носоглотку, а затем в глотку. В глотку из ротовой полости поступает и пищевой комок. Книзу глотка как бы разветвляется на две трубки: спереди она переходит в гортань, а сзади — в пищевод. Через гортань проходит только воздух. Пища в нее обычно не попадает, так как в момент глотания вход в гортань закрывается надгортанником. В гортани расположена главная часть голосового аппарата — голосовые связки.
Основу гортани (иногда ее называют дыхательным горлом) образуют несколько хрящей, самый крупный их которых — щитовидный. У входа в гортань, на боковых поверхностях ее, имеются особые складки слизистой оболочки, образующие ложные и истинные голосовые связки. Истинные голосовые связки, между которыми находится голосовая щель, расположены ниже ложных. Голосовые связки соединены со специальными, голосовыми мышцами. Под действием этих мышц голосовые связки могут напрягаться или расслабляться, а щель между ними сужаться или расширяться. Во время спокойного дыхания голосовые связки раздвинуты в стороны и щель между ними открыта Для прохождения воздуха. В это время звуки в ней не образуются. При воспроизведении звуков голосовые связки смыкаются До полного соприкосновения и становятся более напряженными. При этом давление в легких, бронхах и трахее резко повышается. Воздух сильной струей проходит через голосовую щель, и края голосовых связок начинают колебаться, вибрировать. В результате этого и возникает звук — голос.
В зависимости от частоты колебаний голосовых связок звук может быть различной высоты: высокий, тонкий или низкий, грубый. Отчасти это зависит и от длины связок.
У птиц голосовые звуки также порождаются в дыхательном аппарате. Правда, в отличие от млекопитающих у них имеются некоторые особенности в строении органов дыхания.
Легкие у птиц небольшого размера, не столь эластичны, как у млекопитающих, и плотно прижаты к стенкам грудной полости. Воздух, пройдя по трахее и крупным бронхам в легкие, поступает затем в мельчайшие бронхиолы, окруженные сетью кровеносных капилляров, где и происходит газообмен. Часть ответвлений бронхов выходит за пределы легких, не разделяясь на бронхиолы, и образует тонкостенные воздухоносные мешки. Их у птиц девять: один непарный межключичный, два шейные, два передние грудные, два задние грудные и два брюшные. Воздушные мешки и их отростки располагаются между внутренними органами и мышцами, а также образуют трубчатые выросты, заходящие внутрь полых трубчатых костей.
При вдохе часть воздуха заходит в бронхиоли, где и осуществляются газообмен, а часть поступает в воздушные мешки. При выдохе грудная кость птицы поднимается, происходит сжатие грудной клетки и часть воздуха из воздушных мешков вытесняется обратно. При этом он вторично проходит через бронхиолы, где из него усваивается кислород. Таким образом у птиц осуществляется двойное дыхание, благодаря которому кислород поступает в кровь дважды — при вдохе и выдохе. А это, кстати, очень важно при полете, когда птица машет крыльями. Воздушные мешки имеют большое значение для терморегуляции, ослабляют трение между соседствующими внутренними органами и облегчают их работу, защищают мышцы от перегревания при работе, а внутренние органы — от переохлаждения в холодную погоду. Наличие воздушных мешков и пневматических костей значительно облегчает вес тела птицы, .что также чрезвычайно важно при полете. Кстати, благодаря этому ни одна птица не тонет в воде. А при плавании птицы очень незначительно погружаются в воду.
Долгое время, столетиями ученые считали, что у певчих птиц гортань устроена так же, как и у млекопитающих, и является источником голоса. Более подробное изучение показало, что у них имеются две гортани: верхняя и нижняя. Нижняя гортань и является местом, где возникают звуки — голос. Располагается она на месте раздвоения трахеи на бронхи. Здесь, между трахеей и бронхами, находятся особые бронхиальные полукольца, на внутренней поверхности которых располагаются голосовые губы и перепонки. К наружной поверхности бронхиальных полуколец прикрепляются голосовые мышцы, регулирующие величину просвета каждого бронха в области нижней певчей гортани.
Поток воздуха, проходя через образующиеся в бронхах щели, вызывает колебания голосовых перепонок, что и приводит к образованию звуков. С числом голосовых мышц, обеспечивающих подвижность элементов нижней гортани, связана способность птиц к пению, издаванию звуков, а у говорящих — к произношению слов. У птиц из отряда воробьиных, к которому относятся почти все говорящие птицы, в нижней гортани имеется от 5 до 7, а у некоторых даже 9 пар голосовых мышц. Между прочим, у американских страусов-нанду, пингвинов, бакланов, гагар, куликов, чаек, поганок, кукушек, дятлов, уток и гусей имеется всего лишь по одной паре голосовых мышц. У казуаров, киви и аистов их нет совсем. У большинства попугаев — три пары голосовых мышц.