Корольковая пеночка — маленький гений большого вокала

Искусство вокала подразумевает умение запоминать слова и мелодию, а затем исполнять все услышанное нами наизусть. Память иных людей кажется беспредельной. Истинным чудом выглядят некоторые эпизоды, когда музыкальная или словесная информация в немалом объеме запоминается исключительно со слуха. Известно, что юный Моцарт, прослушав однажды в Сикстинской капелле знаменитый псалом «Мизерере» Аллегри, исполняемый здесь лишь дважды в год на Страстной неделе, в тот же день по памяти практически безошибочно записал произведение, ноты которого свыше 100 лет хранились Ватиканом в величайшем секрете. Историки и филологи знают немало случаев бесписьменного заучивания религиозных и фольклорных произведений колоссального объема и чрезвычайной сложности, а классики психологии оставили описания феноменальных способностей выдающихся мнемонистов, с невообразимой легкостью запоминавших со слуха даже самые бессвязные высказывания экспериментаторов — притом едва ли не мгновенно и почти на неограниченное время.
А как обстоит дело со слуховой памятью и вокальным обучением у животных? Ведь среди них известны незаурядные мастера вокала, выступления которых даже повелось называть песнями? Всем нам привычно употреблять это название применительно к певчим птицам, однако зоологи привержены более широкому толкованию и полагают, что «поют» не только пернатые, но и кузнечики, цикады, сверчки, лягушки, киты и многие другие животные, использующие для общения друг с другом акустический канал связи. С этой точки зрения песня — универсальный сигнал широкого вещания, информирующий о принадлежности исполнителя к определенному виду и привлекающий к нему особей противоположного пола. Обычно это самый исполняемый, самый громкий и, главное, самый сложный по своей структуре сигнал в акустическом репертуаре вида.
В этой статье мы рассмотрим проблемы сложности акустической сигнализации и слуховой памяти у животных на примере наших исследований вокального поведения корольковой пеночки (Phylloscopus proregulus) — одной из интереснейших певчих птиц. Мы полагаем, что изложение наших результатов станет более содержательным, если предпослать ему краткое изложение современных взглядов на проблему вокального обучения у животных, тем более что к этой теме ныне приковано внимание не только зоологов, но и специалистов гуманитарных наук.

Кто может научиться петь ?

Хотя петь умеют многие живые существа, даром вокального обучения наделены лишь избранные. Среди млекопитающих мы — едва ли не единственные. Даже наши близкие родичи обезьяны — существа на редкость голосистые, обладающие сложной системой акустической сигнализации, — почти не могут заучивать и повторно воспроизводить звуки. Лишь совсем недавно способность к вокальному обучению открыли у касаток и некоторых других китообразных.
Среди пернатых также повезло отнюдь не всем. Запоминать со слуха и затем в точности повторять акустические тексты разного объема и сложности могут лишь певчие птицы, попугаи и, как ни странно, колибри.
Голосовой аппарат этих избранников эволюции позволяет им издавать самые разнообразные звуки, а головной мозг содержит особые нейронные образования, обеспечивающие восприятие, запоминание и воспроизведение вокальных конструкций.
Все остальные птицы, как и прочие животные, полагаются исключительно на врожденные программы воспроизведения звуков. Многим из них присуща отличная слуховая память, но она не подкреплена способностью копировать внешние вокальные модели. Однако в нужное время и в нужном месте обезьяна завизжит или захихикает, цикада застрекочет, лягушка заквакает, лев зарычит, а кошка замяукает, даже если они никогда в жизни не слышали, как это делается. Партитуры вокальных выступлений подобного рода присутствуют в генетической памяти исполнителя уже в момент его появления на свет и в неизменном виде сохраняя ются на протяжении всей жизни.
Но вовсе без генетики и врожденных программ не обходится даже у животных, сполна посвященных в секреты вокального обучения. Скорее всего, и мы с вами, уважаемые читатели, тоже не составляем исключения. Наум Хомский, один из столпов мировой лингвистики, в свое время вызвал настоящее землетрясение в недрах этой науки, выступив с идеей о том, что всякий младенец появляется на свет, вооруженный знанием универсальных основ грамматики и синтаксиса человеческой речи. По мысли Хомского, врожденная языковая компетенция представляет собой одну из тех биологических особенностей вида Homo sapiens, которая наряду со всеми прочими, например способностью к прямохождению, отличает его от остальных живых существ. Идея «врожденной грамматики» объяснила многое, и прежде всего позволила понять, каким образом все здоровые дети в поразительно короткое время и притом, в сущности, абсолютно самостоятельно начинают говорить на родном языке, а глухонемые — общаться друг с другом на языке жестов.

Чувствительный период

Выстояв под лавиной критики, идеи Хомского утвердились в качестве одной из парадигм современной лингвистики и, сверх того, пользуются ныне огромной популярностью далеко за ее пределами Вот и многие орнитологи, изучающие секреты пения пернатых, к этим идеям питают большую симпатию, памятуя об удивительном сходстве процессов становления человеческой речи и птичьей песни в онтогенезе. Похоже, оба эти процесса имеют двоякую природу, будучи зависимы и от врожденных факторов, и от обучения. Хотя акустическая основа птичьей песни предопределена генетически, ее окончательное звучание устанавливается на путях ученичества, когда юная птица, едва покинувшая родное гнездо, молчаливо внимает выступлениям взрослых вокалистов и прилежно их запоминает. Петь в эту пору она даже не пытается. Все услышанное запечатлевается в форме ментального образа видоспецифической песни, который часто называют матрицей.
Пройдет примерно полгода, и эта матрица станет тем образцом, с которым взрослеющая птица станет сравнивать свои первые вокальные опыты, добиваясь полного сходства с моделью, запечатленной в раннем детстве.
Чувствительный период, на протяжении которого возможно запечатление песни, у многих певчих птиц очень короткий. Обычно это несколько первых недель самостоятельной жизни. Как тут не вспомнить о том, что и ребенку для быстрого и легкого постижения основ родного языка отпущены крайне ограниченные сроки.
Анналы психологии и лингвистики переполнены примерами того, с какими затруднениями, подчас непреодолимыми, проходит обучение речи у людей, почемуулибо лишенных такой возможности в раннем детстве.
Тут не обойтись без помощи медиков, психологов и лингвистов. А в нормальной обстановке ребенок самостоятельно к двуммтрем годам овладевает родным языком и, более того, легко становится двуязычным, если, например, маме и папе приходит на ум фантазия общаться со своим чадом на разных языках. Можно лишь посетовать на сугубую краткость этой чудесной поры: кто из нас не помнит, каких трудов стоит постижение иностранного языка уже в школьные годы ?

Счастливая встреча

Как много в науке зависит от удачного выбора объекта исследования! Отправляясь на полевые работы в горную тайгу Восточных Саян, мы не предполагали, что нас ожидает поистине счастливая встреча. Места там глухие, буреломные, полно клещей, комаров и, между прочим, медведей. Свечками тянутся к небу пихты, возносят тяжеловесные кроны могучие кедры, громоздится валежник, колышутся седые пряди лишайников, мягкие мхи сплошь укрывают землю и упавшие древесные стволы. Хмурая, холодная и сырая кедровоопихтовая тайга небогата птицами, но именно здесь поселилась корольковая пеночка — главный герой нашего рассказа, один из самых удивительных представителей мира пернатых (рис.1,2).
Начать можно с того, что корольковая пеночка принадлежит к числу самых маленьких птиц мира, ее масса тела — 4.5-5.0 г. В сущности, это почти колибри среднего размера. Тем более удивительно выглядит весь комплекс ее вокального поведения. Азартность, звучность и чарующую красоту ее пения отмечали все наблюдатели. Громкость голоса и неутомимость этой крохи поразительны.
В безветренную погоду в глухой тайге человек со средним слухом отчетливо слышит ее пение за 150—200 м. Самцы заботой о потомстве себя не обременяют и все лето с рассвета до темноты распевают, устроившись на самых макушках, причем каждый всегда поет на строго определенном дереве. Вокальные сессии длительностью 10-12 мин сменяются короткими паузами (5-6 мин), после чего самец возобновляет пение на прежнем месте.

Верность постоянным местам пения самцы хранят на всем протяжении концертного сезона — на удивление длинного, ибо корольковые пеночки прилежно поют вплоть до середины августа, тогда как все прочие таежные птицы завершают свои выступления примерно за месяц до этого.

Песня на экране компьютера

Вернувшись с полевых работ, орнитолог усаживается за компьютер, который позволяет не только слышать, но и видеть птичью песню. На экран она является в облике особого изображения — сонограммы, и выглядит как прихотливый черноосерый узор на белом фоне, составленный из разных фигур. Их часто называют нотами, и многие сонограммы внешне действительно отчасти напоминают нотную запись. Каждая нота, как ей и положено, отделена от всех прочих промежутками, повторяется по ходу вокальной сессии многократно и притом в абсолютно неизменном виде. Разнообразие нот и способов их группирования друг с другом бывает весьма впечатляющим, поэтому даже многочасовое разглядывание сонограмм никогда не наскучивает. Но временами — особенно ближе к ночи, начинает казаться, что причудливая вязь значков на экране скрывает некое тайное послание, и тогда чувствуешь себя почти Жаном Франсуа Шампольоном, сидящим перед легендарным Розеттским камнем за минуту до того, как будет раскрыта тайна древнеегипетской письменности.
Итак, ноты птичьей песни представляют собой те элементарные кирпичики, из которых складываются разнообразные вокальные конструкции, которые, в свою очередь, тем или иным образом объединяются друг с другом. В этом отношении птичьи ноты ничем не отличаются от настоящих нот, а также букв или фонем, которые на пути взаимного объединения в конечном итоге оборачиваются музыкой, письменным текстом или устной речью. Во всех этих случаях мы имеем дело с сигнальноинформационными системами, построенными на основе синтаксиса — свода правил, регламентирующих соединение дискретных элементов друг с другом в конструкциях разного уровня. Подобно тому, как буквы объединяются в слова, слова — в предложения, а предложения становятся текстом, ноты птичьей песни группируются в трели, строфы, фразы и прочие вокальные конструкции разной протяженности и сложности.
Синтаксис — еще одна интригующая черта птичьих песен, которая сближает их с речью или текстом. Неудивительно, что изучение синтаксической организации песни птиц стало одним из самых бурно развивающихся направлений биоакустики, причем именно в последние годы, когда благодаря компьютерам у нас появилась возможность анализировать фонограммы практически неограниченной длительности.
И если мы проследим, как разворачивается в течение достаточного времени вокальная активность птиц, то вскоре убедимся, что почти любая из них прекрасно помнит свою вокальную партию, потому что многие комбинации нот по ходу сеанса пения повторяются многократно в неизменном виде. В этой связи возникает множество вопросов. Например, насколько сложными и протяженными бывают эти повторяющиеся конструкции? Как часто исполнители прибегают к точному копированию акустических блоков, хранящихся в памяти, а в какой степени используют импровизацию ?
Какова мера упорядоченности пространных и сложных акустических текстов, типичных для рекламной вокализации некоторых видов? И наконец, насколько часто и в каком объеме одинаковые вокальные структуры присутствуют в репертуаре разных исполнителей — принадлежащих одному локальному поселению или обитающих на значительном удалении друг от друга ?

Разделяй и властвуй…

Какие же ответы на эти вопросы приготовила корольковая пеночка ? На слух ее пение воспринимается как непрерывная череда громких, звонких и очень разнообразных трелей, быстро сменяющих друг друга. Больше всего оно напоминает, пожалуй, заливистое пение полевого жаворонка. Типичный образец вокала корольковой пеночки изображен на сонограмме* (рис.3).

* Сонограмма (от лат. sonus — звук, голос и греч. γραμμα — запись) — графическое спектральноовременное представление звука, звуковых колебаний. Применяется для идентификации речи, анализа звуков животных, в различных областях музыки, радиоо и гидролокации, обработке речи, сейсмологии и др.

Расположение, состав и продолжительность всех вокальных компонентов в точности соответствует фонограмме**, но ради компактности изображения все паузы между ними сокращены до минимума.

** Фонограмма (от греч. ϕωνη — звук и γραμμα) — запись, сохраненная на звуковом носителе.

Объемы индивидуальных репертуаров впечатляют. Число разных вокальных компонентов — главным образом всевозможных трелей — у одного исполнителя всегда переваливает за две сотни и доходит до 250-270. Заметим, что это на порядок больше, чем у прославленного восточного соловья и, как считают, соответствует первоначальному запасу слов, достаточному для простейших форм общения на любом языке.
Как же пеночка обращается с этим внушительным словарем ? Для начала она в уме делит его на обособленные наборы, или, как выражаются математики, непересекающиеся множества. Прокручивая на экране сонограммы, мы сразу же обратили внимание на то, что разные трели исполняются по ходу песни не в случайном порядке, а явственно группируются друг с другом в особые конструкции, которые мы назвали вокальными композициями.
Одна композиция может включать до 50 трелей, относящихся к 16 разным типам, а общая продолжительность ее звучания достигает 65 с.

Все композиции (даже однотипные, т.е. составленные из одинаковых компонентов) чеммто обязательно отличаются друг от друга, потому что порядок исполнения разных трелей произволен и меняется даже по ходу исполнения одной композиции.
Итак, композиция представляет собой особое структурное подразделение песни корольковой пеночки, в основе которого лежат устойчивые ассоциативные связи между разными вокальными компонентами (трелями). Порядок и кратность их исполнения составляют предмет импровизации, т.е. произвольно меняются. Если, допустим, композиция содержит ноты А,Б,В и Г, сгруппированные в трели АААА, ББББ, ВВВВ и ГГГГ, то они могут исполняться как в разном порядке (например, ААААБББББ-ВВВВВ-ГГГГ или ВВВВВ-БББББ-ГГГГГ-АААА), так и в разном числе (например, АА-БББ-ВВВВВ-ГГГГ или АААААА-БББББ-ВВ-ГГ). Таким образом, при исполнении композиций типичны перестановки компонентов, но лишь в рамках данного набора, т.е. при постоянном составе ассоциированных в памяти вокальных компонентов.
Это яркий пример комбинаторного синтаксиса, типичного для языков с произвольным порядком слов в предложении. Известно, что смысл высказываний «мама моет раму» или «кошка ловит мышь» от перестановки слов не изменяется. Переставляя эти слова всеми возможными способами, получаем два непересекающихся множества, каждое из которых можно назвать особым «типом предложений». Именно принцип перестановок компонентов в рамках их фиксированного набора и лежит в основе построения вокальных композиций у корольковой пеночки.
По нашим подсчетам, индивидуальный репертуар самца включает до 20 разных композиций, устойчиво повторяющихся по ходу пения. Каждая из них состоит из многих вокальных компонентов, которые перемешиваются друг с другом, но, как правило, не объединяются с компонентами из других композиций, т.е. возвращаясь к нашему примеру, гибридные варианты типа «мама ловит мышь» или «кошка моет раму» — пеночки не исполняют.

От импровизации к стереотипу

Композиции — протяженные и сложные вокальные структуры, запоминание которых (да еще и в немалом количестве), требует отличной памяти.
Но способности корольковых пеночек на этом не исчерпываются. Оказалось, что их память хранит информацию не только о составе вокальных композиций, но и об очередности их исполнения по ходу вокальных сессий. И самое поразительное состоит в том, что на этом, более высоком, уровне организации песни пеночки отказываются от всякой комбинаторики и решительно заявляют о своей приверженности принципам строгого детерминизма. Иными словами, каждый самец всегда исполняет разные композиции не вперемешку, а по строгой очереди. В результате по ходу сеанса пения раз за разом повторяются чрезвычайно сложные и длительные вокальные конструкции, которые мы решили называть программами (рис. 4). Например, репертуар самца А содержал четыре программы, при этом три из них отличались строгой очередностью исполнения композиций, тогда как в четвертой допускались реверсии. По ходу пения этот самец дважды (с промежутком 7 мин), исполнил программы общей продолжительностью 245 и 274 с, состоявшие из композиций 1—10. Порядок и даже длительность исполнения каждой композиции совпадали при этом едва ли не в точности.
У самца Б можно наметить целых шесть программ, однако в его пении немало не связанных с другими композиций и, следовательно, определенным программам не принадлежащих. Любопытно, что оба самца могут исполнять программы по частям. Хотя исполнение может стартовать или оборваться с любой композиции, их очередность, как правило, остается незыблемой.

Глухими таежными тропами…

Во время экспедиции мы записывали пеночек в разных местах. Сравнивая пение разных самцов из популяций, удаленных одна от другой на расстояние от 80 до 230 км, мы убедились в поразительном сходстве их индивидуальных репертуаров, причем на всех уровнях организации песни. Уже беглый просмотр индивидуальных каталогов вокальных компонентов (трелей) убеждает в том, что у разных исполнителей они перекрываются в очень большой степени, причем на всем пространстве, которое нам удалось обследовать.

Многие типы трелей в сущности универсальны и присутствуют в репертуаре если не всех, то большинства самцов.
Но наше удивление стало безмерным, когда в репертуарах самцов из разных популяций обнаружились вдруг одинаковые вокальные композиции (рис.5). На рисунке приведены изображения 18 вокальных компонентов, образующих одну из широко распространенных композиций. Чем объяснить ее невероятную популярность, мы не знаем.
Однако с разной степенью полноты ее исполняли 14 самцов: из заповедника «Столбы» (самцы 1, 2, 3), с автотрассы Красноярск — Абакан западнее Дивногорска (самцы 4, 5, 6), из Кутурчинского Белогорья в Восточном Саяне (самцы 7, 8, 9, 10, 11) и с Енисейского кряжа (самцы 12, 13, 14). Ключевые компоненты этой композиции (A, B, K) исполняли 13 самцов, компоненты D, E, R — 11 самцов, реже других исполнялись компоненты G и O (четыре самца). В целом из 18 типов вокальных компонентов, составляющих данную композицию, 14 были встречены во всех четырех популяциях.
Самцы 5 и 10, обитавшие примерно в 150 км друг от друга, исполняли 12 общих компонентов. Самцы 10 и 14 жили на удалени230 км один от другого и исполняли 9 общих компонентов.
Подобные проявления сходства бросают настоящий вызов нашим представлениям о механизмах запоминания и распространения вокальных моделей у певчих птиц. Где в тайге пролегли те тайные тропы, по которым из одной популяции в другую практически в неизменном виде и, заметим, на очень приличное расстояние (десятки и сотни километров) кочуют целые вокальные композиции — сложные конструкции, объединяющие множество самых разных составляющих элементов ? Они определенно не могут храниться в генетической памяти птиц, хотя бы потому, что в репертуаре некоторых исполнителей их все же не бывает. И, следовательно, наиболее вероятным путем их распространения должна быть признана классическая эстафета обучения. Как показали исследования, проведенные на многих видах певчих птиц, к этому виду спорта привержены исключительно молодые особи. Обычно молодежь запечатлевает песни поблизости от места рождения, однако следующим летом, как правило, приступает к своему первому гнездованию на значительном удалении, способствуя тем самым территориальной экспансии напевов своей родины.

* * *

Вокальное мастерство корольковой пеночки выглядит экстраординарным. Ее песня представляет собой один из самых сложных акустических текстов, известных в настоящевремя у пернатых. Ну а память этого маленького гения вокала, похоже, и в самом деле «не имеет ясных границ». Пеночка непринужденно оперирует огромным фонетическим разнообразием, прихотливым синтаксисом, но главное — запоминает со слуха и включает в собственный репертуар сложнейшие вокальные конструкции, заимствованные у других исполнителей.
Голосистая крошка смело вторгается в те области вокала, куда редко заглядывают прочие пернатые исполнители. В частности, она в совершенстве владеет приемами импровизации и может исполнять по существу бесконечное число вокальных произведений (композиций) из сугубо ограниченного набора исходных компонентов. С легкой руки все того же Хомского своды правил, позволяющие носителю языка составлять и понимать бесконечное множество предложений, состоящих из конечного числа слов, лингвисты стали называть «порождающими» грамматиками. Вокальное творчество корольковой пеночки можно было бы посчитать красивой «структурной аналогией языка», если бы составляющие компоненты и правила их комбинирования были одинаковы для всей песни. Но получается так, что каждая вокальная композиция имеет свой «словарь» и свою «грамматику» и, таким образом, формально представляет собой особый «язык».
Так что в действительности корольковая пеночка попеременно поет на многих «языках». Но это всего лишь одна из сторон творчества корольковой пеночки, в котором талант импровизатора удивительным образом дополняется способностью следовать строгому канону.
Хаос внутри композиций, где разные трели перемешаны друг с другом едва ли не случайным образом, сменяется строгим порядком на следующем уровне организации песни, когда исполнитель аккуратно выстраивает одну за другой уже даже не простые трели, а сложные и протяженные вокальные конструкции, включающие десятки разнообразных компонентов.
Корольковую пеночку можно уподобить певцууполиглоту, который, не утруждая себя запоминанием порядка куплетов, решил, однако, что после английской песни всегда следует спеть поофранцузски, затем — непременно пооиспански, потом — пооитальянски и, наконец, порадовать восхищенных слушателей напевной русской песней.
Какой же биологический смысл таит в себе почти невероятная сложность пения корольковой пеночки ? Зачем богатейший «словарь» и сложный синтаксис понадобились для функционирования сигнальнокоммуникативной системы, лишенной даже намека на семантику? Быть может, это всего лишь эффект «хвоста павлина», и над вокалом корольковой пеночки основательно потрудился половой отбор ? Брачные песнопения — это ведь, в сущности, то единственное, что позволяет самкам судить о достоинствах легкомысленных менестрелей, вовсе равнодушных к судьбе собственного потомства. Но способны ли самки с достаточной точностью оценивать все нюансы пения самцов с тем, чтобы заводить птенчиков лишь от самых умелых исполнителей? И достанет ли им терпения для такого оценивания? Ведь для вдумчивого, истинно конкурсного прослушивания каждого претендента — с учетом всех уже известных нам особенностей пения корольковой пеночки — потребуется изрядное время. Признаемся честно, мы пока не знаем ответов на все эти вопросы, но вполне возможно, что они составят предмет наших дальнейших исследований.