Пятидесятидвухгерцевый кит

Сонограмма 52-Гц кита

Перед вами сонограмма криков загадочного китообразного, известного публике под названием «пятидесятидвухгерцевый кит». Основная частота (см. Fundamental frequency) и первая гармоника (частота, кратная основной; см. Harmonic) на этой сонограмме не видны, так как на них почти нет энергии, зато хорошо выражена несущая максимум энергии вторая гармоника — это и есть частота 52 Гц, давшая имя киту. Над ней, более слабая, видна третья гармоника.

Впервые об этом ките стало известно в 1989 году. Когда закончилась холодная война, США предоставили исследователям китов доступ к системе стационарных гидрофонов, смонтированных на дне Тихого океана для слежения за советскими подводными лодками. Ученые обнаружили на записях странные крики, которые были не похожи на крики других китов (послушайте здесь). Звуки следовали друг за другом сериями разной длины и напоминали звуки синего кита или финвала, но были значительно выше — в районе 52 Гц, в то время как синие киты обычно кричат в диапазоне около 10–40 Гц, а финвалы — на частоте около 20 Гц (послушайте здесь).

Серия звуков 52-герцевого кита

Серия звуков 52-герцевого кита. Одна вертикальная палочка — один звук. Изображение из статьи W. A. Watkins et al., 2004. Twelve years of tracking 52-Hz whale calls from a unique source in the North Pacific

Звуки появлялись на записях из года в год в один и тот же сезон (обычно с сентября по январь) и перемещались по сходной траектории: как все нормальные сородичи, пятидесятидвухгерцевый кит совершал ежегодные миграции. В некоторые годы, правда, вместо меридиональных перемещений он совершал кочевки с запада на восток, и в целом картина его миграций не соответствовала ни одному из известных видов.

Карта перемещений 52-герцевого кита

Карта перемещений 52-герцевого кита в разные годы. Слева — перемещения в направлении запад–восток в 1993–1994, 1995–1996 и в 1999–2000 гг. Справа — перемещения в направлении север–юг в остальные годы. Изображение из статьи W. A. Watkins et al., 2004. Twelve years of tracking 52-Hz whale calls from a unique source in the North Pacific

Из года в год за китом следил исследователь морских млекопитающих из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) в Массачусетсе (США) Уильям Уоткинс (William A. Watkins) — 52-герцевый кит стал для него своего рода идеей фикс, и ученый неутомимо анализировал записи с гидрофонов в поисках заветных криков. Уоткинс скончался в 2004 году в возрасте 78 лет, но за несколько месяцев до своей смерти он завершил работу над статьей, в которой подводились результаты анализа записей за 12 лет. Статья вышла в журнале Deep-Sea Research через пару месяцев после смерти автора. Уоткинс подчеркивал в своей статье, что, несмотря на тщательный анализ записей, ему удалось обнаружить только один-единственный источник загадочных звуков — за все годы 52-герцевые крики ни разу не появлялись в двух местах одновременно. Из этого он сделал вывод, что все эти звуки издавал один и тот же кит. Уоткинс предполагал, что это либо какая-то аномальная особь, либо гибрид. Гибриды синего кита и финвала встречаются в природе не так уж редко, но как они кричат — пока никто так и не выяснил.

Гибрид синего кита и финвала

Гибрид синего кита и финвала по прозвищу Flue. У него светлый пятнистый окрас, как у синего кита, и относительно высокий спинной плавник формой как у финвала. Фото © Michael Fishbach со страницы в фейсбуке Лос-Анджелесского отделения Американского общества китообразных, Калифорнийский залив, февраль 2020 года

Пятидесятидвухгерцевый кит путешествовал вдали от берегов, а найти его в море практически нереально, так что загадка его странного голоса по-прежнему остается загадкой. Эта история так и осталась бы забавным курьезом, известным лишь десятку специалистов, если бы не журналисты. Они подхватили ее и трансформировали по ходу, превратив ее главного героя в «самого одинокого в мире кита». По версии журналистов, пятидесятидвухгерцевый бедняга плавает по морям один-одинешенек и жестоко страдает от одиночества, так как другие киты неспособны его услышать. Это, конечно, полная чушь. Во-первых, другие усатые киты прекрасно слышат звуки в этом диапазоне, а во-вторых, даже самые обычные киты нередко плавают в одиночестве и ничуть от этого не страдают.

После смерти Уоткинса отслеживанием 52-герцевого кита никто специально не занимался, но похожие звуки продолжали время от времени появляться в записях со стационарных гидрофонов в разных районах тихоокеанского побережья Северной Америки. Например, в 2007 году очень похожие по форме и частоте, но несколько более длинные звуки были записаны канадскими учеными у побережья Британской Колумбии. Впоследствии у побережья Калифорнии исследователи из Института Скриппса неоднократно обнаруживали 52-герцевые крики в двух местах почти одновременно (в пределах нескольких часов) — например, у побережья Сан-Диего и в 300 километрах к северо-западу, в проливе Санта-Барбара (Santa Barbara Channel). Один и тот же кит не мог за несколько часов пройти такое расстояние — значит, их стало как минимум двое. Так был разрушен романтический образ самого одинокого в мире кита.

На самом деле, загадочные звуки в океане — довольно обычное явление. Известно немало разнообразных криков, источник которых ученые до сих пор не смогли определить, хотя и предполагают, что это какие-то морские млекопитающие. Например, со стационарных гидрофонов в открытом море западнее Коста-Рики было записано несколько разновидностей неизвестных звуков — 28-герцевые стоны, восходящие крики с частотой 22–32 Гц и несколько типов импульсных звуков, а в водах Австралии исследователи регулярно отмечают звуки на частоте 22–29 Гц с характерной восходяще-нисходящей формой частотной модуляции.

Иногда некоторые из таких загадок удается разгадать. В 1950-х годах гидрофоны американских подводных лодок у Калифорнии и Гавайев зарегистрировали странные дребезжащие подводные звуки. На протяжении многих десятилетий источник их оставался загадкой, пока ученые наконец не выяснили, что их издает один из самых обычных видов китов — малый полосатик.

Звуки усатых китов пока еще плохо изучены, и функции большинства из них неизвестны. Некоторые крики имеют сезонную приуроченность, а некоторые характерны только для самцов. Самцы усатых китов вообще, как правило, намного более говорливы, чем самки. У многих видов они издают стереотипные, ритмически организованные последовательности звуков — так называемые песни. Например, репертуар синих китов северо-восточной части Тихого океана представлен тремя основными типами звуков — А, B и D. При этом звуки типа А и В издают только самцы — либо по отдельности, либо в виде ритмических последовательностей, которые и формируют песню.

Сонограмма звуков синего кита

Сонограмма звуков A и B синего кита, записанных у побережья штата Орегон. Изображение из статьи R. P. Dziak et al., 2017. A pulsed-air model of blue whale B call vocalizations

Самцы синих китов поют свои песни во время длительных стереотипных заныриваний на небольшую глубину; похожим образом поступают и самцы финвалов. Считается, что песни как-то связаны с размножением: возможно, они привлекают самок или отпугивают других самцов, но достоверно это не известно. Даже для горбатого кита — одного из самых изученных усатых китов и автора классических китовых песен со сложной многоуровневой структурой — функция песен до сих пор точно не выяснена (см. «Культурная эволюция» усложняет песни горбатых китов, а «культурные революции» — упрощают, «Элементы», 30.01.2019). Еще меньше известно про функции других китовых звуков, так как контекст, в котором они издаются, может быть очень разнообразным.

Изображение из статьи W. A. Watkins et al., 2004. Twelve years of tracking 52-Hz whale calls from a unique source in the North Pacific.

Ольга Филатова


11
Показать комментарии (11)
Свернуть комментарии (11)

  • Юрий Фёдоров  | 06.02.2021 | 06:33 Ответить
    Вот чисто по-музыкантски хочется спросить: откудо знают уважаемые ученые, что именно вторая гармоника на 52 герцах? Что заставляет их это утверждать?
    по картинке видно лишь, что, (на глазок) между записанными звуками 17-18 герц разница. Понятно при этом, что, если 52 - второй обертон, то основной тон 17 с третью герц, и второй звук из записанных в этой ситуации вписывается в шкалу в кач-ве третьего обертона.
    Но
    Кто запрещает киту ( или кто там неразгаданный издает этот звук?) исполнять два звука одновременно? Как мастер музыкального треугольника может взять в руки два молоточка и ударить сразу по двум железкам-клавишам виброфона, например?
    Неужели такая практика - практика издавать два звука одновременно - в природе совершенно не встречается, отчего-то исключена?
    Если да, то чем это объясняется?
    Ответить
    • Olga_Filatova > Юрий Фёдоров | 06.02.2021 | 11:44 Ответить
      Бифонация у китообразных встречается, особенно часто у зубатых китов, у которых две пары вокальных губ. Как именно издают звук усатые киты, до сих пор точно неизвестно. В данном случае ученые пользуются акустической версией бритвы Оккама: если что-то выглядит, как гармоники, и находится на тех же частотах, где должны быть гармоники, то это гармоники.
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > Olga_Filatova | 07.02.2021 | 02:09 Ответить
        Ох! Снова Оккам! Гонишь в дверь - влазит в окно)
        Жаль, не высказался он в свое время о полном отсутствии основного тона и первой гармоники)
        Что остается? Раз такое большое количество умных людей с ним согласны - нужно соглашаться и мне.
        Однако
        Странным довольно мне кажется это отсутствие их (основного тона и первого обертона) практически полное...
        Ответить
        • Olga_Filatova > Юрий Фёдоров | 07.02.2021 | 12:02 Ответить
          Это же звуки, записанные издалека, на стационарный гидрофон. Скорее всего, вблизи они были бы видны, хотя и значительно слабее, чем доминантная гармоника на 52 Гц.
          Ответить
          • Юрий Фёдоров > Olga_Filatova | 12.02.2021 | 05:04 Ответить
            Да, если далеко, то да.
            Хотя...
            Вы уверены ли, что низкие частоты в воде глохнут лучше высоких?
            Не возьмусь утверждать, но мерещится, будто гле-то натыкался на инфу, что как раз низкие хорошо очень распространяются, и чем ниже -тем дальше слышны.
            Или это в воздухе так?
            Ответить
  • Юрий Фёдоров  | 07.02.2021 | 05:53 Ответить
    Ну и, потом, Оккаму в пику:
    хорошо, пусть мы пляшем от идеи, что оба звука - обертона одного, неслышимого. Но ведь нет никакой гарантии, что звук на 70 герцах - следующий обертон!
    Даже напротив!
    если заглушены основной тон и первый обертон, очень-очень вероятно, что и иные заглушены, и следующий звучит через один или через два обертона, а значит,
    Никакой Оккам не запрещает предполагать, что записаны (то есть звучат):
    От 9-тигерцового звука 5й и 7й обертона,
    Или
    От 6-тигерцового источника 9й и 12й,
    Ну и так далее в инфразвук углубляясь)
    (Понятное дело, частоты оч грубо посчитал)

    Ведь Оккам не мог нам запретить пользоваться логикой, а она ясно намекает на то, что Второй и третий обертона имеют мало общего, и, например, пятому и седьмому куда сподручнее иметь схожие амплитуды одновременно (ну, то есть схожие громкости)
    Ответить
    • Olga_Filatova > Юрий Фёдоров | 07.02.2021 | 12:04 Ответить
      Ну да, ну да, пользуясь той же логикой, можно даже утверждать, что звуки синего кита на второй сонограмме вообще издаются шестью разными независимыми источниками, которые работают синхронно на кратных частотах;)
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > Olga_Filatova | 12.02.2021 | 05:00 Ответить
        Ну, это уж Вы, конечно, махнули.)))
        Но я, в подтверждение мудрости, гласящей что во всякой шутке есть всякие разные доли - я все же сделаю акцент на той мысли, что
        не слишком естественно колеблющемуся телу, если в нем полностью заглушениы какие-то гармоники, иметь Соседние гармоники одинаковой громкости.
        Первый, яркий, на поверхности пример - кларнет обыкновенный!
        Не говорю уж о колоколах...

        Так что я все-же мысль о том, что тут основной тон около 9 герц - эту мысль не стал бы я так уж прям напрочь отвергать на Вашем месте...
        Ответить
  • Юрий Фёдоров  | 12.02.2021 | 05:12 Ответить
    А про синхронное звучание на кратных частотах- можно! Можно утверждать: ведь мы, люди, частенько такое вытворяем, играем аккордами!)
    Вдруг киты столь талантливые музыканты, что обрели в процессе эволюции полифоничные органы для издавания звуков (например, их самки-китихи спокон веков предпочитали вступать в законные браки с теми, кто мог петь "хором") и развили гармоническое мышление - общаются друг с другом благозвучными аккордами!))

    Тем более, сами говорите - "две пары вокальных губ"!!!
    Это же совершеннейшее чудо! У кого еще из зверей такое?
    Я даже и не предполагал, что такое существует!
    Вообще, вправду, есть ли ее звери на свете, имеющие сразу два аналогичных издающих высотные звуки органа??
    Ответить
    • Olga_Filatova > Юрий Фёдоров | 12.02.2021 | 12:11 Ответить
      Да полно таких зверей. Даже домашние собаки могут скулить одновременно на двух частотах: одна нормальная, низкая - голосовыми связками, а вторая высокая, почти свист - это где-то в носу у них источник.
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > Olga_Filatova | 13.02.2021 | 05:40 Ответить
        ??
        Неужели!
        Похоже, я к собакам был несправедливо невнимателен...
        Прислушаюсь к ним теперь.
        Но в любом случае "двух пар вокальных губ", полагаю, у них не наблюдается? То, что в носу - наверное не специфический звукоиздающий орган, а так, "постолько-поскольку", случайно (хотя, быть может, и удачно) присвистывающий. Мы, вот, тоже же можем петь и свистеть одновременно. (Хотя, отчего-то так не делаем, только по очереди.) А лают, воют и скулят собаки голосовыми связками. Так? И если и получается два звука, так интервал между звуками случаен, неконтролируем. Наверное)
        А вот если два полноценных-равноценных есть источника звука - две пары вокальных губ - там, действительно,
        нам можно о музыкальном интервале речь вести,
        а киту - а созвучии заботиться)

        И тогда - надо оркестр из китов собрать.
        Гергиеву идейку подкинуть))

        Кстати интерсно, где эти две пары губ у кита расположены? Что на этом месте у нас? Может, и иные млекопитающие такой хитростью владеют? Может быть, и мы не все свои возможности знаем?)
        Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»