Эволюция красоты.

Ким Боствик начала свое пионерное исследование функциональной морфологии генерации звуков перьями, которое стало основой ее диссертации, с «простых» манакинов. В частности, используя высокоскоростные видеокамеры, Ботсвик показала, что белогорлый короткокрылый манакин (Manacus manacus) и ошейниковый короткокрылый манакин (Manacus candei) издают свои щелчки, резко смыкая верхние поверхности крыльев над спиной. Раскатистые «трели» из щелчков[126] они производят точно таким же способом благодаря невероятно быстрым сериям хлопков крыльями.

Звуки, которые издают крыльями короткокрылые манакины (Manacus), несомненно, являются поведенческими инновациями, однако сам механизм генерации звука при этом довольно прост. Щелчки, хлопки и клики производятся смыканием перьев – таким же кратковременным и резким, какими краткими и резкими воспринимаются эти звуки на слух. Однако звонкое, музыкальное пение крыльями у красношапочного королькового манакина качественно отличается от этих простых звуков. Оно имеет истинную частоту, высотой тона напоминает звучание скрипки или тоновый сигнал телефона, и его длительность достигает более трети секунды.

В 2002 году Ким провела несколько недель, занимаясь полевыми изысканиями в северо-западной части Эквадора, и наконец сумела сделать превосходные скоростные видеозаписи того, как самцы красношапочного королькового манакина поют крыльями. При скорости записи пятьсот или тысяча кадров в минуту стало видно, что при генерации продолжительного звука уоннгг маховые перья совершают быстрые боковые колебания почти в вертикальной плоскости над спиной птицы, причем эти колебания создаются очень мелкими, быстрыми движениями пряжки из стороны в сторону. Маховые перья правого и левого крыльев синхронно качаются то внутрь, то наружу. На пике амплитуды движения внутрь вздутые маховые перья правого и левого крыльев сталкиваются точно в центре над спиной самца и отскакивают друг от друга, двигаясь наружу. Эти колебания перьев происходят с огромной скоростью – около ста циклов в секунду (то есть ста герц) на протяжении одной трети секунды. Мелкие пульсирующие движения[127] пряжки, которые их порождают, принадлежат к числу самых быстрых мускульных движений, которые когда-либо удавалось наблюдать у позвоночных животных.

Прекрасные видеозаписи, сделанные Боствик, позволили получить ответы на многие вопросы, но и поставили перед нами новые проблемы.

Графическая модель генерации звука второстепенными маховыми перьями у самца красношапочного королькового манакина.

В то время как второстепенные маховые совершают быстрые колебания по направлению внутрь (вверху) и наружу (внизу) над спиной птицы с частотой около 100 Гц, лопасть на конце пятого второстепенного махового пера трется о выпуклости на раздутом стержне шестого второстепенного махового пера, заставляя его вибрировать с частотой звука (1500 Гц). По данным Bostwick and Prum (2005)

Так, частота колебаний крыльев составляет около сотни циклов в секунду, но частота звука, который при этом генерируется, близка к полутора тысячам герц. Это соответствует высоте тона в диапазоне между фа-диез и соль третьей октавы, или примерно на одну квинту выше высокого до (клавиши фортепиано 70 или 71). Иными словами, частота возникающего при этом звука примерно в пятнадцать раз выше, чем частота колебания маховых перьев. Выходит, что каким-то образом частота движения перьев многократно умножается, порождая звук большей высоты. Но как это достигается?

Боствик догадалась (и потом сумела убедить меня!), что ключевую роль в генерации звука в данном случае играет взаимодействие между перьями. При каждом колебании острая лопасть на изогнутом кончике пятого пера трется вверх-вниз о вздутие на шестом пере. А на поверхности этого вздутия на шестом пере имеется серия крохотных рубчиков – ровно на том месте, которое вступает в контакт с лопастью пятого пера. При этом происходит примерно то же самое, что и в том случае, когда вы проводите смычком по струнам скрипки или пальцем по зубчикам расчески: лопасть пятого пера сообщает шестому перу серию механических импульсов, от которых шестое и седьмое маховые перья громко резонируют с частотой звука, соответствующего диапазону фа-диез/соль третьей октавы.

Тот же самый механизм генерации звука, называемый стридуляцией, действует у сверчков, кузнечиков и цикад, заставляя их стрекотать. Стридуляция и была той самой нелепой гипотезой, которую я выдвинул с самого начала, наблюдая за этими птицами еще за двадцать лет до открытия Боствик, и сразу же отбросил ее как заведомо невозможную. Вот и говорите после этого о научной интуиции.