21 ноября 2010 г.

Наш сосед по Планете Земля – дельфин

Дельфин одно из самых уникальных по своему совершенству морских млекопитающих. Среди всех животных дельфины всегда привлекали особое внимание людей. Во всех дошедших до нас преданиях дельфины очень доброжелательно относятся к человеку, помогают ему, приходят на помощь в трудную минуту, спасают от гибели.
У человека и дельфина очень много общего, но много и прямо противоположного, причем далеко не всегда в пользу человека. Судьбы человека и дельфина неразрывно связаны, они неразделимы. Судя по всему, где-то когда-то судьбы человека и дельфина тесно пересекались. «Дельфины никогда не забывали, что были когда-то людьми», - говорил Плиний Старший.
Культ Дельфина был широко распространен в древнем мире, более двух тысяч лет назад. Древние сделали его морским богом. Его изображали на монетах, складывали о нем легенды, в честь его называли города и населенные территории. В наши дни дельфины стали настоящим символом борьбы за сохранение окружающей среды и Животного Мира планеты Земля.
Одним словом, дельфин – наш сосед по Планете Земля стоит того, чтобы познакомиться с ним, нашим единственным другом в Океане.
Прежде всего, рассмотрим коротко несколько общих вопросов, касающихся строения и свойств дельфина, а также его места в животном мире.
Дельфин относится к отряду китообразных. Китообразные – один из древних отрядов млекопитающих. Возможно, они происходят от каких–то предков, общих с сухопутными парнокопытными. Существование наиболее ранних форм китообразных проявляется в отложениях олигоцена и соответствует возрасту около 20 миллионов лет. По современным данным отряд китообразных насчитывает 164 рода, из них 127 вымерших и 37 ныне живущих.
Отряд китообразных делится на два подотряда: зубатые киты (дельфиновые, речные дельфины, клюворылы, кашалотовые) и усатые киты (гладкие киты, полосатики, серые киты, синие). Размеры, как и другие особенности различных родов китообразных различаются очень сильно. Синий кит – самое грандиозное существо из когда-либо живших на Земле. Его длина может превышать 30 метров, а масса – 150 тонн (больше, чем масса 30 африканских слонов). Наименьшие размеры у дельфиновых – до 1,2 метра. Синий кит в течение двух часов способен плыть со скоростью 40-50 узлов (74 – 92 км в час). Кашалот в охоте за крупными кальмарами способен погружаться на глубину более километра, оставаясь под водой до полутора часов. Китообразные дышат воздухом, но являются чисто водными животными, сохранившими легочный тип дыхания. Вдох-выдох у китообразных происходит очень быстро, взрывообразно, у дельфинов обычно он завершается за 0,3-0,7 секунд и повторяется 3-8 раз в минуту в перерывы между продолжительными ныряниями. Находиться длительное время под водой китообразным позволяют высокое содержание мышечного гемоглобина – миоглобина, которого в мышцах примерно столько же, сколько в крови, большой общий запас крови (около 10% общего веса тела) и высокое совершенство строения и функционирования кровеносной системы, приспособленной к длительным задержкам дыхания.
Усатые киты – фильтровальщики. Их пища – зоопланктон: рачки, креветки и прочие мелкие животные, которые в свою очередь питаются фитопланктоном – первым звеном пищевой цепи в Океане. Усатый кит, плывя, пропускает через свой рот встречную воду. При этом на фильтрах, образованных из китового уса, и расположенных по бокам рта, задерживается зоопланктон и мелкая рыба, питающаяся им. За одну «ходку» во рту кита набирается иногда до тонны этой биомассы.
При своих миграциях усатые киты покрывают расстояния от 5 до 10 тысяч километров в один конец, как в северном, так и в южном полушарии, но никогда не пересекают экватор. Усатые киты обладают исключительно точной ориентацией в Океане и посещают одни и те же места на протяжении десятилетий.
Будучи животными общественными, усатые киты держатся своего коллектива, и переговариваются между собой, даже находясь на тысячу и более километров, друг от друга. При этом они сообщают, например, координаты акватории, в которой обнаружены особо богатые запасы пищи или о своем желании встретиться. Общение на таких больших расстояниях возможно благодаря наличию в Океане звукового канала, по которому низкочастотные звуковые волны могут распространяться, практически не ослабляясь.
Зубатые киты – хищники. Их пища состоит из более крупных животных, которых они заглатывают поодиночке. Все зубатые киты, независимо от их размеров, - от огромного кашалота до обычной морской свиньи – питаются кальмарами и рыбой. Кашалоты поедают, в том числе гигантских кальмаров, достигающих размеров более 10 метров и живущих на больших глубинах. Из всех зубатых китообразных выделяется косатка – самый крупный вид дельфинов длиной до 9 метров и массой до 8 тонн, прозванная «китом – убийцей», грозой всего живого в море. Они питаются водными млекопитающими, морскими черепахами и птицами. Нападают даже на огромных усатых китов, из тела которых они вырывают куски мяса. О жестокости их нападений говорит следующий пример: косатки врываются в рот гигантских усатых китов, почти полностью погружаясь в него, и откусывают язык – свой самый лакомый кусок. Их способ охоты такой же, как у стаи волков. Помимо теплокровных, косатки поедают большое количество рыбы. Их обычный суммарный суточный рацион составляет 160 кг. Убедительных доказательств их нападения на человека нет. В неволе косатки очень послушны, прекрасно поддаются дрессировке, позволяют людям кататься на своей спине.
На этом мы закончим общий обзор китообразных, и резко сузим круг рассматриваемых объектов семейством дельфиновых и, более того, одним видом этого семейства – бутылконосым дельфином, называемым иначе афалина. Это самый известный и наиболее полно изученный вид дельфинов, и впредь, если это не оговорено особо, под словом «дельфин» будет подразумеваться – «афалина».
Дельфин афалина
1. Рострум   2. Дыхало   3. Глаз   4. Ухо   5. Грудной плавник 6. Спинной плавник   7. Стебель хвоста   8. Хвостовой плавник
Переднюю, часть дельфина, образованную челюстями и предназначенную для захвата пищи правильнее называть не «носом», а «клювом» или «Рострумом», поскольку обоняние у него отсутствует. Дышит дельфин через отверстие (кожно-мышечный клапан), называемое «дыхалом», расположенным в небольшой ямке на темени.
Взрослая афалина обычно имеет длину 2-2,5 м и вес 130-200 кг, но может достигать 3,8м длины и 650 кг веса (у берегов Великобритании).
Афалина распространена в умеренных и тропических широтах по всему миру. Этот вид дельфинов считается прибрежным, хотя встречается и в открытых районах Океана. В российских водах обитает в Черном, реже Балтийском и очень редко в Баренцевом, Беринговом и Охотском морях. Численность черноморских афалин – около 7 тысяч. Продолжительность жизни – в среднем около 30 лет, но может достигать 40 лет. Взрослая афалина съедает в день 8-15 кг (различные виды рыб, кальмары и ракообразные).
Дельфины исключительно маневренны, способны совершать точно рассчитанные прыжки в воздух высотой до 5м. и длиной до 10м., а также при скорости до 40 км в час мгновенно менять направление движения или полностью останавливаться при дистанции торможения 1-2 м. Ныряют они на глубину до 300 м., оставаясь под водой до 15-20 минут.
Дельфин – одно из самых удивительных и загадочных живых существ нашей планеты. На протяжении всей истории человечества люди знали, что дельфины оказывают помощь утопающим и разгоняют акул, собирающихся вблизи человека. Особенно оберегают они детей. Уникальной особенностью дельфинов является их доброжелательность, общительность, стремление к установлению различного рода контактов с человеком, к оказанию помощи ему. Они умны, добродушны и даже несколько снисходительны к людям, а в их отношениях с нами проявляется какой-то игривый юмор. За 2500 лет общения человека с дельфином не отмечено ни одного случая агрессивности последних, даже если человек причинял им боль. А ведь у афалины 88 острых конических зубов типа тигриных клыков. Она спокойно могла бы, к примеру, откусить человеку руку или убить его сильным ударом нижней челюсти, спасая свою жизнь.
Дельфин – уникальное творение природы, идеально приспособленное к жизни в морской среде, наделенное высоко развитым разумом и сенсорной системой по своим параметрам, далеко опережающей существующие технические системы.
Головной мозг взрослой афалины длиной 240 см весит 1700-1800 грамм, а у взрослого человека ростом 180 см – на 300-350 грамм меньше. Строение мозга дельфина и человека подобно. Кора мозга дельфина дифференцирована так же, как и у человека. В ней можно выделить те же шесть слоев, те же ассоциативные центры, что и у нас. При этом участок мозга, ответственный за творческие мыслительные способности – в пропорции у дельфина даже более обширен, чем у человека. Мозг дельфина способен накопить объем данных и устойчивых причинных связей, сравнимых с объемом данных, которые накапливает человек, или превосходящих его.
Шведский морфолог Портман по ряду индексов мозга составил шкалу «умственного развития» разных видов животных. Первое место в этой шкале занял человек (у него было 215 условных единиц), второе – афалина (190 условных единиц), третье – слон (150 единиц) и четвертое – обезьяна (63 единицы).
Конечно, подобная шкала очень субъективна, и результаты ее применения очень сильно зависят от субъективности оценки значимости различных факторов. В качестве примера приведу следующий факт.
Из истории известно, что Т. Эдисон очень тщательно подходил к подбору своих новых сотрудников. В том числе, для проверки интеллектуального уровня абитуриента, он составил специальную анкету, содержащую много различных вопросов, на которые нужно было ответить. Однажды, в разговоре с Т. Эдисоном А. Эйнштейн узнал об этой анкете и, ради интереса, попросил дать ее ему…. Он не смог ответить ни на один из перечисленных там вопросов. Автор предполагает, что, если бы автором экзаменационного вопросника был бы А. Эйнштейн, а отвечал на него Т. Эдисон, то результат был бы таким же. А ведь эти два человека представляют собой две вершины человеческого интеллекта. Две, но разные: один – великий изобретатель, другой – великий теоретик.
В случае оценки уровня интеллекта дельфина человеком нужно учитывать, что в данном случае и цивилизации разные.
Различают пять основных органов чувств: с дистантными рецепторами – зрение, слух и обоняние и с контактными – осязание и вкус. Кроме того, есть также чувства – мышечное, равновесия, холода, тепла, боли, кожно-оптическое и др. Представление о внешнем мире складываются в результате сигналов, воспринимаемых органами чувств, и анализа их мозгом.
Переход далеких предков китообразных с суши в воду привел к постепенной перестройке их органов чувств, применительно к обитанию в водной среде. Воздушное обоняние утратило свое значение и практически исчезло. Его заменили хеморецепторы, воспринимающие водные «запахи». Чувство вкуса также значительно ослабло из-за своей малой надобности. Зрение у различных китообразных различное. Поскольку даже в самой чистой океанской воде дальность оптического видения невелика и составляет 50-60м, зрение дельфина не играет основной роли в отличие от человека и наземных животных. У речных же дельфинов, живущих в мутных водах Амазонки и Ганга, оно, практически полностью отсутствует.
У афалины зрение вполне удовлетворительное. Острота зрения составляет около 9 угловых минут (у человека 1 угловых минут), как в воде, так и в воздухе. В отличие от человека, в сетчатке глаза которого имеется одна область наилучшего видения, называемая желтым пятном, у дельфина две таких области в каждом глазу. Эта уникальная особенность вызвана тем, что дельфин живет на границе раздела вода-воздух, то ныряя, то высовываясь из воды, чтобы произвести выдох-вдох, а также чтобы осмотреться. Коэффициент оптического преломления для воды и воздуха различны, различны и расстояния, на которых образуется наиболее четкое изображение. Глаза дельфина обладают еще одной особенностью: движения каждого из них независимы от движений другого. К примеру, если один глаз смотрит вперед, другой в то же время может смотреть назад или в бок. Острое надводное зрение афалины и хорошая зрительная память подтверждаются тем, что она узнает знакомого человека даже в толпе посторонних людей.
Слух. Слух играет в жизни дельфина исключительно важную многогранную роль. Остановимся, прежде всего, на обычной роли слуха, так сказать, в его классическом понимании. У дельфина имеется два уха. Уровень их чувствительности на порядок превышает порог чувствительности уха человека. При этом частотный диапазон составляет 10 Гц – 196 кГц. Возможно, низкочастотный предел еще ниже. Ни одно живое существо на Земле не обладает столь широким частотным диапазоном.
Исключительно острый стерео – эффект органов слуха дельфина достигается, в частности, тем, что правый и левый органы слуха надежно изолированы от костей черепа и друг от друга (в отличие от человека). Среднее и внутреннее ухо окружены со всех сторон воздушными полостями и камерами, заполненными жировой эмульсией с множеством воздушных пузырьков, поглощающей звук. Таким образом, звуки, приходящие справа и слева строго изолированы друг от друга. Но есть и третий путь – через нижнюю челюсть, иннервированную ветвью тройничного нерва, который своим задним концом подходит к области внутреннего уха дельфина. Этим достигается трехмерный стереоэффект, который позволяет получать точное определение координат источника звука в трехмерном пространстве. Заметим, попутно, что нижняя челюсть дельфина, заполненная звукопроводящей жидкостью и окруженная множеством гидроакустических рецепторов, сама по себе играет роль пространственной многоэлементной гидроакустической антенны, характеристики которой задаются мозгом. В результате вышесказанного у дельфина даже в его «обычной» слуховой системе заложена способность выделять нужную звуковую информацию от хаоса посторонних звуков – шумов при превышении уровня шума над сигналом на порядок и выше.
Для выделения сигнала из шумов большое значение имеет частотная селективность приемника звука. Оказалось, что частотное разрешение слуха дельфина весьма высокое, особенно в области высоких звуковых частот (десятки кГц). Здесь частотная селективность достигает 50 единиц, т.е. слух дельфина различает частоты, разнящиеся примерно на 1/50. Это в 4-5 раз лучше, чем у других животных и человека.
С другой стороны важна временная разрешающая способность слуха – тот минимальный интервал времени, при котором еще разделяются два отдельных импульса. Оказалось, что временная разрешающая способность у дельфина примерно в сто раз выше, чем у человека.
Наряду с очень чутким слухом у дельфинов, как в той или иной степени у всех китообразных, развита совершенная звуковая сигнализация. Лучше всего изучены голоса дельфинов, хорошо уживающихся в неволе, - афалин, гринд и белух. При этом обнаружены четкие индивидуальные оттенки, по которым дельфинов одного и того же вида можно узнавать персонально. По разнообразию издаваемых звуков среди дельфинов выделяется белуха. Она может громко хрюкать, глухо стонать, свистеть, издавать звуки, напоминающие плач ребенка, удары колокола, пронзительный женский крик, игру на музыкальных инструментах с переливчатыми трелями, как у певчих птиц. Недаром белуху называют морской канарейкой. Выражение «ревет как белуга» имеет происхождение от слова «белуха». Все звучания дельфинов принято делить на три класса: первый – свисты, частотой от 4 до 20 кГц, второй – эхолокационные щелкания, частотой до 200 кГц и третий – комплексные звуки высокой интенсивности и широкого частотного диапазона отличающиеся большим разнообразием. Звуки первого класса – коммуникационные и эмоциональные сигналы; второго – средство для ориентации, навигации и поиска пищи; третьего – имеют оба значения, как первого, так и второго. Интересно, что дельфин может одновременно издавать звуки как двух, так и трех классов.
Акустическое давление комплексных сигналов достигает 100 децибел. Афалины, в зависимости от ситуации способны производить эхолокационные щелкания в очень широком диапазоне от 1 до 1200 раз в секунду.
Механизм образования звуков у дельфинов весьма сложен. У них нет голосовых связок. Подача звука, осуществляется воздушными мешками (обычно три пары), связанными с носовым каналом и окруженными несколькими слоями радиально расположенных мышц.
Если человек изо дня в день громко разговаривает вблизи подопытного дельфина, то у дельфина звуки постепенно приобретают сходство с человеческой речью, только, если человек произносит слова в частотном диапазоне 0,4-3 кГц, дельфин воспроизводит их в диапазоне 1-8 кГц. Если эти два частотных диапазона привести к одному, то сонограммы звучания голосов дельфина и человека достигают поразительного сходства.
Исключительно велики скорость и объемы информации, передаваемые дельфинами по гидроакустическому каналу. Можно, в качестве примеров привести следующее.
В одном из экспериментов, проведенных в Севастопольском дельфинарии Военно-Морского Флота, из рыболовецких сетей был сооружен сложный лабиринт, в центре которого поместили аппетитную рыбину. В лабиринт пустили дельфина. Дельфин, зная посредством своего локатора, местонахождение рыбы, но, не зная устройства лабиринта, стал методично исследовать и проходить все его ловушки. Пройдя их, он съел рыбу и кратчайшим путем тут же покинул лабиринт. В момент выхода дельфина из лабиринта, в то же место поместили другую рыбу, а навстречу ему пустили другого дельфина. Повстречавшись на встречных курсах, оба дельфина обменялись короткими свистами, после чего, второй дельфин кратчайшим путем без единой ошибки направился к цели и съел рыбу.
Недавно в морском бассейне близ Майами, в котором демонстрировались показательные выступления дельфинов, сопровождавшиеся множеством сложных трюков, произошел следующий случай. В бассейн привезли новую партию только что пойманных дельфинов и поместили в один из его отсеков. Недалеко от них, в другом отсеке находились дрессированные дельфины. Представители обоих групп не могли видеть, но хорошо слышали друг друга. Всю ночь из бассейна доносились разнообразные звуки, которыми обменивались представители обоих групп, а утром произошло невероятное: новые дельфины сразу же начали сами выполнять все трюки, которым им еще только предстояло обучиться.
Кстати, как выяснилось, сложность показательных трюков, исполняемых в шоу – бассейнах ограничивается не возможностями дельфинов, а недостаточной изобретательностью постановщиков этих программ.
В языке дельфина в настоящее время выделено 822 типа ультразвуковых сигналов. Изучено соответствие некоторых из них элементам поведения дельфина, как в условиях дельфинария, так и в морских условиях.
Установлена способность дельфинов, обобщать и развивать абстрактные концепции. По сообщениям СМИ в настоящее время создан дельфино-японский словарь и разрабатывается дельфино - английский. Некоторые исследователи усматривают сходство некоторых акустических сигналов дельфинов с древними человеческими языками.
Джон Лилли – физиолог, работавший с большим количеством животных, в конце пятидесятых – начале шестидесятых годов осуществил революцию в исследовании дельфинов. Его книга «Человек и дельфин» явилась пионерской и вызвала взрыв интереса к этому объекту исследования. Основной задачей, поставленной им перед собой, явилась попытка установления контакта между человеком и дельфином, как между двумя разумными существами.
Результаты были столь впечатляющими, что Дж. Лилли даже поспорил на крупную сумму, что он обучит одного из своих дельфинов английскому языку. Он проиграл. Проблема оказалась более сложной, чем представлялось вначале.
Математические приемы дешифрования, которые позволяют проанализировать любую последовательность символов, цифр, букв или фраз на предмет содержания в ней информации, показали, что язык дельфинов столь же информативен, как и язык человека. Однако попытки создания квазидельфиньих языков пока не увенчались успехом, поскольку они в качестве своей основы являлись псевдочеловеческими языками, основанными на абстрактных понятиях человеческого интеллекта, в то время как дельфиний язык в качестве своей основы имеет, по-видимому, некие пространственно-частотные образы, некие акустические иероглифы, имеющие конкретный смысл. Причем, поскольку звук имеет волновую природу, эти иероглифы, вернее всего, имеют голографическую структуру.
Дельфины полностью или почти полностью лишены абстрактных понятий, но, не смотря на это, они во многом понимают речь человека, с которым постоянно общаются, как понимают кошки и собаки своего хозяина. Более того, Луис Герман из Гавайского университета продемонстрировал способность животных адекватно реагировать на изменение порядка слов. То есть дельфины, не просто понимают речь человека, но и чувствуют, как положение слова в предложении может изменить смысл высказывания.
Таким образом, в решении задачи языкового контакта человек-дельфин слабым звеном является человек, и, если ставить задачей установление такого контакта, основную работу должен проделать человек, вооруженный своей наукой и техникой, а дельфин, если, конечно, захочет, будет только помогать нам и учить нас.
Для дельфинов характерна очень тесная связь между матерью и детенышем: малыш сосет мать в течение 18-21 месяцев и находится постоянно вблизи нее. За это время мать его многому учит, как личным примером, так и посредством постоянного акустического информационного контакта, в том числе языку.
Проведем параллель. Известны случаи воспитания человеческих детей животными (дети – «Маугли») – волками, обезьянами, козами, антилопами, медведями и даже орлами. Такие дети, попав в человеческое общество, уже никогда не сумели научиться разговаривать, иногда усвоив два-три десятка слов. Неразумно ожидать от взрослого дельфина большего, чем от человека. Но понять язык дельфина можно. И если это произойдет, человек узнает много очень интересного.
Дельфин обладает недостижимой для созданных человеком приборов эффективностью гидроакустической локацией. Он лоцирует дробинку, упавшую в воду на расстоянии 15м; различает размеры предметов одинаковой формы, отличающиеся на единицы процентов, их материал; различает подобно томографу детали внутреннего строения объектов, находящихся в воде или в слое ила, их форму и другие параметры, обнаруживает съедобную рыбу на расстоянии три километра и отличает от той, которая не идет в пищу. Это достигается совершенством системы гидролокатор-мозг.
На рисунке приведена сугубо схематическая структура функционирования гидролокатора дельфина.
Гидролокатор дельфина.
Носовой канал 1, идущий от дыхала к легким соединяет три пары воздушных мешков 2, представляющие собой полости, окруженные системой радиальных мышц. Мембраны, находящиеся в месте соединения мешков с носовым каналом, при продувании воздуха из левого мешка в правый или наоборот генерируют ультразвуковые колебания, которые фокусируются с помощью рефлектора 3, представляющего собой параболическое углубление в передней части черепа и акустической линзы 4, представляющей собой жировое образование, окруженное системой мышц, изменяющих при необходимости его форму и, следовательно, фокусное расстояние. В результате образуется ультразвуковой луч 5, частота и диаграмма направленности которого могут меняться. Лоцируемый объект 6 рассеивает падающее на него излучение и воспринимается антенной системой в виде трех областей 7, расположенных на коже Рострума и нижней челюсти дельфина. Эти области образуются акустическими рецепторами кожи с плотностью распределения около 600 единиц на 1 кв.см. и представляют собой, по сути, пространственную голографическую приемную систему.
Приведенная схема сугубо условна. Действительная форма ее элементов значительно сложнее. Однако отображение этих анатомических деталей только усложнило бы понимание принципа действия системы.
Сделаем маленькое отступление. Скорость движения дельфина в воде может достигать величины 50-60 км/час, что намного превышает его мускульные энергетические возможности. Впервые на этот факт обратил внимание Джон Грэй. Он показал, что удобообтекаемое твердое тело одинаковых с дельфином размеров и формой должно было бы затрачивать для преодоления сопротивления воды мощность, примерно в семь раз большую, чем та, которой он располагает. Этот факт, получивший впоследствии название «парадокс Грэя», объясняется тем, что коэффициент сопротивления при ламинарном обтекании значительно ниже, чем при турбулентном.
Объясняют парадокс Грэя особенности структуры и функционирования кожного покрова с гидрофобными и демпфирующими свойствами, а также двигательный механизм, как кожного покрова, так и всего тела дельфина.
Прежде всего, поверхность кожи совершенно гладкая и обладает гидрофобным свойством (когда дельфин выныривает, на его коже нет капель воды). Гладкость же поверхности обеспечивается ее постоянным обновлением, слущиванием отмирающих частей, что защищает от биологического обрастания, столь характерного для морских плавсредств и многих обитателей морей. Это первая ступень защиты, обеспечивающая минимальный коэффициент трения.
Вторая ступень защиты обеспечивает гашение мелкомасштабных пульсаций давления водной среды предвещающих образование турбулентности. Для этой цели эпидермис содержит два слоя: тонкий наружный и лежащий под ним ростковый или шиповидный. В ростковый слой входят шиповидные упругие сосочки дермы, которые обеспечивают надежное сцепление с амортизатором – слоем жира, пронизанным густыми сплетениями коллагеновых и эластиновых волокон. Первая и вторая ступени – пассивные.
Под жировым слоем находится слой развитой системы подкожной мускулатуры и кровеносных сосудов. Это третья ступень защиты. Работает третья ступень защиты следующим образом. Важнейшим условием сохранения ламинарности (безвихревого обтекания) является наличие продольного, отрицательного градиента давления, который препятствует образованию вихрей. Как только в каком либо месте кожи возникает тенденция к образованию положительного градиента, мускулатурный, насыщенный кровью слой тут же меняет форму поверхности тела дельфина в соответствующем месте таким образом, что ликвидирует эту тенденцию. Это уже активная мышечно-гидравлическая защита. Информацию о поле давления выдают соответствующие рецепторы, покрывающие все тело дельфина. Одним из рецепторов осязания у животных и человека являются волосы. Дельфин, утратив волосы при своей эволюции, превратил то, что от них осталось в эти рецепторы. Поле давлений обтекающей воды анализируется соответствующим разделом мозга и выдает нужные команды вегетативной нервной системе, управляющей системой мускулатуры и крови.
Ту же роль в сохранении ламинарности обтекания тела дельфина играет его хвостовая часть, движения которой создают отрицательный градиент давления. Это четвертая степень защиты.
Когда дельфину нужно достичь максимально возможной скорости, например, перед высоким прыжком, он включает «форсаж», превращая кожу в дополнительный двигатель. На скоростной киносъемке хорошо видно, как по телу дельфина в направлении хвоста бежит поперечный «гофр» из выступов кожи, который является дополнительным гребным механизмом.
Таким образом, дельфин весь является двигателем высшей степени совершенства, способным двигаться с большой скоростью, находясь при этом в полностью ламинарном обтекании.
А это значит, кроме всего прочего, что у него нет и шумов обтекания, которыми так богаты технические морские средства.
А теперь, закончим сделанное отступление и вернемся к гидроакустике, зная, что дельфин движется, не создавая гидродинамических шумов.
Все тело человека покрыто густой сетью рецепторов осязания. Рецепторов прикосновения и давления (механорецепторов) в коже человека свыше 600 тысяч. Это тельца Пачини и Мейснера, а также диски Меркеля. Механорецепторы воспринимают, в том числе вибрации и звук. Последнее не является основным их назначением – для этого существуют уши. Однако известны случаи, когда с детства глухие люди, положив ладони на стол или поставив ступни на пол, могут слушать музыку.
У дельфина механорецепторов, по-видимому, значительно больше, чем у человека. В процессе эволюции они превратились в многие тысячи гидрофонов, покрывающих все тело дельфина. В результате поверхность тела дельфина представляет собой чрезвычайно развитое многофункциональное антенное устройство, работающее в диапазоне частот от нескольких герц до 200 кГц при очень низком уровне собственных шумов и имеющее на выходе уникальное анализирующее устройство – мозг. Иными словами все тело дельфина – это совершенный акустический глаз, который может работать как в активном, так и в пассивном режиме с круговым обзором и возможностью концентрировать максимальную разрешающую способность в нужном направлении. Различие между оптическим глазом и акустическим заключается только в том, что в первом случае анализ информации осуществляется на основе законов геометрической оптики, а во втором – на основе законов акустической голографии.
В линзовой системе единственная информация, которую можно получить от одного рецептора, это амплитуда акустического давления. В голографической же системе построения изображения используется как амплитуда, так и фаза. Поскольку голографическая антенна несет большую информацию от каждого рецептора, то получаемые изображения обладают большей информативностью. К тому же, поскольку рецепторы покрывают все тело дельфина, т.е. антенна имеет максимальные размеры, то и разрешение ее имеет максимально достижимую величину.
На основе вышесказанного рассмотрим общую схему гидроакустической системы дельфина.
Дельфин как приемно-излучающая гидроакустическая система.
Первая подсистема – уши (1), дополняемые третьим приемным устройством – нижней челюстью. Она обеспечивает, в основном, прием коммуникационных сигналов, а также обеспечивает часть функций освещения подводной обстановки.
Вторая подсистема – изучающая все типы звуков в диапазоне 10 Гц – 196 кГц. Зона ее излучения (2).
Третья подсистема – система ближней гидролокации работает в зоне (3) и использует наиболее высокочастотные сигналы.
Те же гидроакустические рецепторы, что с большой плотностью распределены на лицевой стороне, с меньшей плотностью расположены по поверхности всего тела дельфина и образуют многоэлементную широкополосную гидроакустическую приемную антенну с круговой диаграммой направленности (4). Эта подсистема голографического приема обеспечивает освещение подводной обстановки, работая как в активном, так и в пассивном режимах, а также дополняет работу первой подсистемы.
Дельфин может воспринимать звуки такой частоты, которые сам не в состоянии воспроизвести, в отличие от наземных млекопитающих и человека, которые слышат звуки, только такой частоты, которые издают сами.
Дельфин обладает несколькими гидроакустическими информационными системами, частично перекрывающими друг друга и работающих параллельно. Разделение поступающей информации, и совместная ее обработка осуществляется с помощью мозга, в реальном масштабе времени. Таким образом, обеспечивается существенное улучшение отношения сигнал/шум и соединение направленного приема, обеспечивающего высокое пространственное разрешение, с круговым обзором, который ведется как в активном, так и в пассивном режиме, что недоступно для технических средств.
Полученная информация кодируется мозгом, по-видимому, в виде четырехмерных образов (три пространственных и один частотный).
Для дельфина гидроакустический канал получения информации означает гораздо больше, чем зрение для человека. Остальные органы чувств играют вспомогательную роль.
Что видит дельфин с помощью своей гидроакустической системы? Он видит поверхность, видит дно со всеми деталями его строения, в том числе с деталями слоев подстилающих пород; видит предметы, лежащие на дне, в том числе и лежащие глубоко в иле; видит особенности каждого предмета, его размеры, форму, особенности материала, внутреннего устройства. Он ничего не может «сказать», о каком либо конкретном предмете, если раньше его не видел. Но если рядом находятся два подобных друг другу предмета, он при некоторой тренировке, может отличить один от другого по любому параметру: по размеру, по форме, по материалу, по наличию пустот внутри, размерам и форме этих пустот и т.д. Он видит все плавающие вокруг него объекты (в общих чертах, так сказать «боковым зрением») и если что-то его заинтересовало, концентрирует на нем остроту своего акустического зрения. Кстати, когда дельфин плывет или хочет рассмотреть что-либо, он делает движения головой, очень похожие на движения зрачков человека в подобных ситуациях.
Несколько простейших примеров. Дельфин различает: два совершенно одинаковых по форме и размерам предмета, но сделанных, один - из стали, другой – из латуни; два одинаково обработанных сплошных стальных шара, различающихся по диаметру на 2-3%; два одинаковых герметичных толстостенных полых цилиндра, полость которых частично заполнена водой, если разность уровней воды в них составляет 3-4 мм и т д.
Более сложный пример. Если в воде плывет несколько человек, среди которых один знаком дельфину, дельфин подплывет именно к нему, если знакомство имеет положительный оттенок. Если плывет одновременно, пусть на большом расстоянии, несколько хорошо знакомых людей, тренированный дельфин подплывет в случае получения команды именно к тому, на кого ему будет указано.
Как это происходит? Каждый подводный объект является трансформатором гидроакустических полей в окружающем его пространстве. На каких-то частотах преобладает отражение падающих на объект волн, на каких-то – поглощение. Происходит сдвиг фаз и меняется интерференционная структура поля, поглощенная объектом акустическая энергия переизлучается им на собственных резонансных частотах и т.д.
Каждый излученный дельфином гидроакустический локационный импульс, отражаясь от объекта, несет информацию о его положении, размерах и форме (по углу и времени прихода эхо-волн). Энергия же импульса, имеющего форму дельта-функции, возбуждает весь спектр собственных резонансных частот объекта, что создает его неповторимый акустический образ.
Еще более сложный пример. В воде находятся два незнакомых дельфину человека: один - «злой», другой – «добрый». Дельфин никогда не подплывет к «злому». Но это уже не гидроакустика, это – экстрасенсорика, которая у дельфина развита гораздо лучше, чем у человека. Если у человека экстрасенсорный информационный канал, за редким исключением, надежно заблокирован для высших разделов мозга, как у исходно агрессивного существа, у дельфинов, исходно мирных, он открыт, и они свободно могут пользоваться своим «Интернетом».
Основную информацию дельфину дают активные гидролокаторы: передний (высокого разрешения) и круговой (грубого разрешения), а также пассивная слуховая стереосистема приема окружающих акустических полей. Но возможно, определенный вклад вносит и голографическая система, работающая в пассивном режиме (без собственной подсветки), основанная на искажении объектами интерференционных полей на различных частотах, образуемых внешними источниками как когерентного, так и широкополосного фонового излучения.
В печати имеются сведения, хотя и очень скудные, о наличии у дельфинов высоко развитой системы экстрасенсорного восприятия, позволяющей им, например, выполнять мысленно-передаваемые тренером команды, даже если он находится на большом расстоянии вне видимости. Кстати, Жак Майоль первым обратился к йоге и восточной философии в своей практике тренировки дельфинов и достиг впечатляющих результатов в передаче своих мыслей дельфину, убедившись, что телепатическая связь для них – главная. При исследованиях телепатических взаимодействий у дельфина зарегистрированы те же излучающие активные центры вдоль позвоночника, как и у человека.
Дельфины – одна из вершин совершенства, идеально приспособленная для жизни в Океане. У дельфина практически нет естественных врагов. Акулы, но они нападают лишь на ослабленных или очень молодых дельфинов, и то если численное превосходство акул не менее 2-3 крат. Дельфин же, завидев акулу, не раздумывая, таранит ее, убивая ударом нижней челюсти в нервное сплетение. Дельфины убивают не только акул. В водах Амазонки, в местах, где обитает пресноводный дельфин, нет пираний – одного из свирепейших хищников, которые, не смотря на свои небольшие размеры, способны сожрать пришедшего на водопой буйвола, мгновенно обгрызя ему ноги.
Дельфину, в отличие от человека, не нужны ни жилище, ни машина, ни одежда – все дано природой.
У большинства животных основная доля их времени уходит на поиск и добывание пищи, оставляя другим занятиям совсем немного. Иначе у дельфина. Для добычи суточного рациона пищи дельфину в нормальных, неистощенных рыбным промыслом акваториях, достаточно 20-30 минут в сутки. Остальное - свободное время. Работы для своего самообеспечения не требуется. А развитой мозг позволяет многое. Это спорт и развлечения, где нужны сообразительность, исключительная любознательность. Это любовь, семья.
Люди и дельфины являются единственными видами живых существ, которые занимаются сексом ради удовольствия. Как показали исследования, половая жизнь у дельфинов – свободная игра, не скованная никакими запретами. И еще одна отличительная особенность дельфинов: дельфиненок, став взрослым, до конца жизни проявляет трогательную заботу о своих родителях.
Дельфины, как и люди, обладают высокой социальностью и склонны к образованию различных групп и объединений. Некоторые из них постоянны и существуют десятилетиями, некоторые образуются временно, постепенно меняясь, разъединяясь и сливаясь с другими альянсами. Численность членов таких альянсов в прибрежных районах Океана от единиц до десятков, а в открытом океане – до нескольких сотен (суперальянсы). Между отдельными альянсами устанавливаются определенные, чаще всего дружественные отношения, хотя бывают и исключения. Общение – одна из основ жизни дельфинов.

Доктор технических наук, профессор Трохан А. М. Из книги "Таинственный мир, в котором мы живем"

0 коммент.:

Отправить комментарий

 
Яндекс.Метрика
каталог блоговFLIQ.ru +1