Застывшая песня трупиала

На фото самец красноплечего трупиала (Agelaius phoeniceus) поет в лучах восходящего солнца, и пар, вылетающий вместе со звуками песни из его клюва, конденсируется в холодном воздухе в виде колец. Этот снимок победил в конкурсе Audubon Photography Awards в 2019 году. Птичий фотограф Катрин Свобода (Kathrin Swoboda) поймала этот момент ранним утром в парке Хантли Медоуз (Huntley Meadows Park, штат Вирджиния, США).

Почему мы думаем, что птица именно поет, а не просто дышит? На это нам указывает, прежде всего, ее поза: крылья расставлены, хвост расправлен. Это лучше заметно на следующем фото:

Поющий самец красноплечего трупиала. Фото © Kathrin Swoboda со страницы в Фейсбуке

Такую позу самец трупиала обычно принимает во время пения. Он демонстрирует себя не только звуком, но и визуально, выставляя напоказ свое оперение, которое птицы воспринимают гораздо более ярким и разноцветным, чем мы. Другим важным свидетельством того, что птица поет, является раздутый «горловой мешок» под клювом.

Для того чтобы усиливать определенные составляющие звука (гармоники; см. Harmonic) и «глушить» другие, птицы используют верхнюю часть пищевода как резонатор. Когда нужно изменить высоту (частоту) звука, птица увеличивает или уменьшает объем полости, подстраиваясь под частоту того звука, который нужно усилить.

Красный кардинал (Cardinalis cardinalis) подстраивает резонанс голосового тракта к меняющейся основной частоте издаваемых слогов. Слева (а) показана сонограмма четырех сигналов (слогов). Основная частота (нижняя полоса) слогов каждый раз увеличивается с 1 до 5 кГц (стрелки B и C). Справа — рентгеновские снимки птицы, на которых показана форма резонатора в начале (б) и в конце (в) сигнала — объем резонирующей полости уменьшается с повышением частоты. Удивительное видео пения птицы в рентгене можно скачать и посмотреть здесь. Изображение из статьи R. A. Suthers, 2009. Signal Production and Amplification in Birds

Таким образом, наш самец именно поет, а не просто выпускает кольца пара. Кольца — это самое удивительное. На других фотографиях трупиала, сделанных Катрин, колец либо не видно, либо они вышли не такими четкими. Причина, по которой они не получились, может быть в чем угодно — в освещенности, влажности, силе ветра, длительности выдержки при съемке и т. д. Но есть обязательное условие, которое допускает саму возможность образования колец.

Поющий самец красноплечего трупиала, колец не видно. Фото © Kathrin Swoboda, слева — с сайта mymodernmet.com, справа — со страницы в Фейсбуке

Чтобы разобраться в том, как птицы пускают кольца пара, я решила выяснить, как курильщики пускают кольца дыма. Посетив несколько сайтов с советами, я выяснила, что, при большом разнообразии методик, общим у них является одно: нужно складывать губы в круг. У птиц нет мягких губ, а изменять форму клюва, как это часто показывают в мультфильмах, они не могут. В роли круглого выпускного отверстия здесь может выступать голосовая (или гортанная) щель. Это вход в гортань, расположенный в нижней части клюва непосредственно за языком.

Ротовая полость вороны. Рисунок из книги: Н. Н. Гуртовой, Ф. Я. Дзержинский, 1992. Практическая зоотомия позвоночных

Мышцы гортани могут открывать и закрывать щель в зависимости от того, что птица делает: ест или дышит. При глотании щель закрыта, и пища проходит мимо, попадая в пищевод. В остальное время вход в гортань открыт для дыхания или издавания звуков. Будучи полностью открытой, щель как раз имеет форму кольца. Поэтому я предполагаю, что у нашего героя в запечатленный на фотографии момент была полностью открытая голосовая щель.

Гортанная щель птиц. Слева — краснохвостый сарыч, справа — сизый голубь. Фото с сайтов miriameaglemon.com и auspigeonco.com.au

Итак, пар вылетает кольцами, горло резонирует, что говорит о наличии звука. Но что это был за звук, мы так и не узнаем? Как бы не так! Это фотография песни, и мы видим достаточно много, чтобы предположить, каким было ее звучание. Что мы знаем о песне красноплечего трупиала? Она длится порядка одной-двух секунд. За это время самец исполняет несколько коротких вступительных нот и более длинную заключительную трель — звук, который можно описать как «металлический» (послушайте здесь и здесь).

Песню птиц обычно изображают двумя способами. На рисунке ниже показаны сонограмма (А) и осциллограмма (Б) пения трупиала. Первая — это развертка частоты пения по времени. На ней ноты — это отдельные пятна или полоски. Вторая представляет собой развертку интенсивности звука по времени. Таким образом, на первом рисунке мы видим частоту сигналов и их так называемую частотную модуляцию, то есть форму пятен. А на втором — относительную громкость. По рисунку Б видно, что трель громче вступительных нот.

Спектрограмма (А) и осциллограмма (Б) песни красноплечего трупиала. E. A. Brenowitz, 1982. Long-range communication of species identity by song in the red-winged blackbird

Пар, изображенный на фотографии, даже в некоторой степени похож на осциллограмму! Я скачала звук песни трупиала на сайте xeno-canto (коллекция звуков птиц мира), сделала его осциллограмму в программе Syrinx 2.5s и попыталась совместить с изображением колец пара:

Совмещение фото и осциллограммы пения трупиала. Обратите внимание на горизонтальную ось: то, что мы, вероятно, видим на фото, было исполнено чуть больше, чем за полсекунды

Скорее всего, первые два кольца и небольшая полоска — это вступительные ноты, а цилиндр пара, выходящий из клюва, — это та самая «металлическая» трель. И она еще не допета.

Конечно, это только предположение, что мы видим именно эти звуки. На самом деле, репертуар трупиалов довольно разнообразен. Один самец может исполнять от двух до восьми типов песен. Но различаться они будут только типами слагающих их элементов (их частотной модуляцией), принцип же организации останется тем же.

Между прочим, у трупиалов поют не только самцы, но и самки. Сейчас это уже не кажется удивительным: пение самок всё больше воспринимается учеными как норма, а не как исключение. (см. Пение самок — древний признак у воробьиных птиц, «Элементы», 03.02.2015, а также видеозапись лекции Пение самок птиц, или Почему поют только самцы).

Фото © Kathrin Swoboda с сайта novanaturephotography.com.

Мария Монахова