Самец колибри Анны (Calypte anna), обычной для тихоокеанского побережья Северной Америки птицы, издает во время токового полета громкий пронзительный звук, длящийся около 1/20 секунды. До недавнего времени не было известно, как именно самец колибри издает этот звук — хвостом, как токующий бекас, или гортанью, как большинство птиц. Орнитологи из калифорнийского Музея зоологии позвоночных показали, что пронзительный звук возникает за счет вибрации в потоке воздуха крайних боковых рулевых перьев в хвосте птицы, и впервые подробно описали механизм птичьего «пения хвостом».
Давно известно, что многие птицы умеют издавать звуки не только гортанью, но и другими частями тела, например щелкая клювом или вызывая вибрацию перьев при полете. Обычный вопрос из российских викторин для юных натуралистов — «Какая птица поет хвостом?» — предполагает ответ: «Бекас». Действительно, бекас (Gallinago gallinago) во время токового полета издает блеющий звук за счет вибрации перьев хвоста. Должно быть, этот факт широко известен юным натуралистам благодаря рассказу Виталия Валентиновича Бианки «Кто чем поет?». Но возможны и другие правильные ответы на этот вопрос. Среди птиц, умеющих петь хвостом, есть еще несколько видов куликов, а также по меньшей мере один вид колибри — Calypte anna, колибри Анны, обычный на тихоокеанском побережье Соединенных Штатов, названный в честь французской герцогини Анны де Риволи, муж которой был орнитологом-любителем.
Самец колибри Анны, совершая перед самкой токовый полет, поднимается в воздух метров на 30 и летит по вогнутой дуге вниз в направлении самки. Дуга при этом располагается в одной вертикальной плоскости с солнцем, и самец летит в сторону солнца, благодаря чему переливчатые лиловые перья на его голове и шее ярче блестят на виду у самки. В нижней части дуги, пролетая над самкой со скоростью около 80 км/ч, самец издает высокий (порядка 4 кГц) и очень громкий звук, напоминающий короткий (примерно 1/20 секунды) пронзительный свист.
Слева: взрослый самец колибри Анны. Справа: самка колибри Анны пьет нектар из цветка. Фото с сайта en.wikipedia.org
До недавнего времени среди орнитологов не было единого мнения, каким образом самец колибри издает этот звук. Было высказано предположение, что звук этот производится с помощью перьев хвоста, но, учитывая, что самцы колибри Анны умеют петь, «как нормальные птицы», гортанью и издавать этим способом звуки той же высоты, некоторые исследователи полагали, что и этот звук — гортанный, а не хвостовой. Опубликованная в трудах Лондонского королевского общества (Proceedings of the Royal Society B) работа Кристофера Джеймса Кларка (Christopher James Clark) и Терезы Фео (Teresa J. Feo) из Музея зоологии позвоночных (Museum of Vertebrate Zoology) в Беркли (штат Калифорния) поставила точку в этом вопросе: колибри Анны действительно поют хвостом.
Наложенные друг на друга кадры токового полета самца колибри Анны. Фигурной скобкой выделен участок, на котором колибри распускает хвост (spreads tail) и издает с его помощью короткую трель. Промежуток между кадрами около 0,01 секунды. Иллюстрация из обсуждаемой статьи
Записывая токовый полет на видеокамеры, исследователи показали, что громкий звук раздается как раз в те доли секунды, когда самец колибри распускает хвост. Удалив из хвоста колибри наружные рулевые перья, Кларк и Фео проводили с этими перьями эксперименты в аэродинамической трубе. Перья, расположенные по отношению к потоку воздуха под тем углом, под которым они располагаются во время токового полета, при скорости воздуха около 80 км/ч (как у самца колибри в нижней части токовой дуги) производили громкий свист той же высоты. Самцы, у которых удалили два боковых рулевых пера, при токовом полете не издавали характерного громкого звука (удаление перьев не смертельно для самцов колибри; новые перья отрастают за несколько недель). Звук при этом возникает оттого, что перья вибрируют в воздушном потоке, как трость кларнета, с частотой около 4 кГц, то есть 4000 раз в секунду.
Хотя орнитологам давно известно, что некоторые птицы умеют петь с помощью перьев, в работе Кларка и Фео механизм такого пения был впервые подробно описан. В дальнейшем авторы планируют выявить и описать примеры пения с помощью перьев у других видов птиц (в том числе — других видов колибри).
Пение хвостом не свойственно большинству видов колибри и, вероятно, возникло в ходе эволюции сравнительно недавно. Самцы предков современных колибри Анны, возможно, расправляли хвост во время токового полета не для того, чтобы издавать им звуки, а для того, чтобы маневрировать с помощью рулевых перьев хвоста. Но если самки отдавали предпочтение самцам, чьи перья во время этого маневра издавали более громкий звук, то половой отбор способствовал развитию и совершенствованию акустических свойств рулевых перьев самцов, и теперь колибри Анны умеют издавать хвостом звук намного более громкий, чем их обычная гортанная песня.
