Основу гортани (иногда ее называют дыхательным горлом) образуют несколько хрящей, самый крупный их которых - щитовидный. У входа в гортань, на боковых поверхностях ее, имеются особые складки слизистой оболочки, образующие ложные и истинные голосовые связки. Истинные голосовые связки, между которыми находится голосовая щель, расположены ниже ложных. Голосовые связки соединены со специальными, голосовыми мышцами. Под действием этих мышц голосовые связки могут напрягаться или расслабляться, а щель между ними сужаться или расширяться. Во время спокойного дыхания голосовые связки раздвинуты в стороны и щель между ними открыта Для прохождения воздуха. В это время звуки в ней не образуются. При воспроизведении звуков голосовые связки смыкаются До полного соприкосновения и становятся более напряженными. При этом давление в легких, бронхах и трахее резко повышается. Воздух сильной струей проходит через голосовую щель, и края голосовых связок начинают колебаться, вибрировать. В результате этого и возникает звук - голос.
В зависимости от частоты колебаний голосовых связок звук может быть различной высоты: высокий, тонкий или низкий, грубый. Отчасти это зависит и от длины связок.
У птиц голосовые звуки также порождаются в дыхательном аппарате. Правда, в отличие от млекопитающих у них имеются некоторые особенности в строении органов дыхания.
Легкие у птиц небольшого размера, не столь эластичны, как у млекопитающих, и плотно прижаты к стенкам грудной полости. Воздух, пройдя по трахее и крупным бронхам в легкие, поступает затем в мельчайшие бронхиолы, окруженные сетью кровеносных капилляров, где и происходит газообмен. Часть ответвлений бронхов выходит за пределы легких, не разделяясь на бронхиолы, и образует тонкостенные воздухоносные мешки. Их у птиц девять: один непарный межключичный, два шейные, два передние грудные, два задние грудные и два брюшные. Воздушные мешки и их отростки располагаются между внутренними органами и мышцами, а также образуют трубчатые выросты, заходящие внутрь полых трубчатых костей.
При вдохе часть воздуха заходит в бронхиоли, где и осуществляются газообмен, а часть поступает в воздушные мешки. При выдохе грудная кость птицы поднимается, происходит сжатие грудной клетки и часть воздуха из воздушных мешков вытесняется обратно. При этом он вторично проходит через бронхиолы, где из него усваивается кислород. Таким образом у птиц осуществляется двойное дыхание, благодаря которому кислород поступает в кровь дважды - при вдохе и выдохе. А это, кстати, очень важно при полете, когда птица машет крыльями. Воздушные мешки имеют большое значение для терморегуляции, ослабляют трение между соседствующими внутренними органами и облегчают их работу, защищают мышцы от перегревания при работе, а внутренние органы - от переохлаждения в холодную погоду. Наличие воздушных мешков и пневматических костей значительно облегчает вес тела птицы, .что также чрезвычайно важно при полете. Кстати, благодаря этому ни одна птица не тонет в воде. А при плавании птицы очень незначительно погружаются в воду.
Долгое время, столетиями ученые считали, что у певчих птиц гортань устроена так же, как и у млекопитающих, и является источником голоса. Более подробное изучение показало, что у них имеются две гортани: верхняя и нижняя. Нижняя гортань и является местом, где возникают звуки - голос. Располагается она на месте раздвоения трахеи на бронхи. Здесь, между трахеей и бронхами, находятся особые бронхиальные полукольца, на внутренней поверхности которых располагаются голосовые губы и перепонки. К наружной поверхности бронхиальных полуколец прикрепляются голосовые мышцы, регулирующие величину просвета каждого бронха в области нижней певчей гортани.
Поток воздуха, проходя через образующиеся в бронхах щели, вызывает колебания голосовых перепонок, что и приводит к образованию звуков. С числом голосовых мышц, обеспечивающих подвижность элементов нижней гортани, связана способность птиц к пению, издаванию звуков, а у говорящих - к произношению слов. У птиц из отряда воробьиных, к которому относятся почти все говорящие птицы, в нижней гортани имеется от 5 до 7, а у некоторых даже 9 пар голосовых мышц. Между прочим, у американских страусов-нанду, пингвинов, бакланов, гагар, куликов, чаек, поганок, кукушек, дятлов, уток и гусей имеется всего лишь по одной паре голосовых мышц. У казуаров, киви и аистов их нет совсем. У большинства попугаев - три пары голосовых мышц.
Количество колебаний, возникающих при образовании звуков в нижней гортани у птиц, различно. Советские ученые В. Д. Ильичев и И. Д. Никольский в книге "Голоса животных" указывают, что в голосе зарянки бывает от 2.000 до 12.000 колебаний в секунду, у пеночки-теньковки - от 2,000 до 9.200, у грача - от 1000 до 3000, у домашней курицы - от 400 до 3000, у сизого голубя - от 200 до 1600, у синицы-гаечки - от 1600 до 11.000 и у волнистого попугайчика - от 1600 до 6400.
Частота колебаний в голосе мелких воробьиных птиц значительно больше, чем у крупных птиц. Так, у грача в голосе чаще всего бывает от 1400 до 2.000 колебаний в секунду, у вороны - 1200, а у домового воробья от 3.000 до 5.000 и у овсянки - 8.000.
В формировании звуков у птиц, образующихся в нижней гортани, участвуют и некоторые вспомогательные органы. Из них наибольшее значение имеет трахея, являющаяся резонатором. В образовании потока воздуха, идущего из легких через нижнюю гортань, существенную роль играют воздушные мешки. Следует отметить, что и верхняя гортань у птиц принимает некоторое участие в голосообразовании. При помощи особых мышц она может сжиматься, закрываться, расширяться, и это способствует регуляции звукового потока сформировавшегося в нижней гортани. А шипение у лебедей и чуфыканье у тетеревов вообще производится при помощи верхней гортани.
Напомним, что голоса птиц - их крики, пение, а также произношение слов у говорящих, представляют собой рефлекторную реакцию, выражающую определенное состояние их, а точнее - состояние их нервной системы и органов чувств.
Звуковая сигнализация, как мы уже знаем, присуща и млекопитающим. Более того, некоторые из них, общаясь с людьми, могут научиться произносить и слова человеческой речи. Таковыми оказались дельфины и обезьяны.
Видный специалист по высшей нервной деятельности и по изучению функций мозга дельфинов, американский ученый доктор Джон Лилли в своей лаборатории много лет изучал поведение дельфинов и занимался обучением их. Одним из наиболее способных его учеников был дельфин Эльвар. Опыты с ним проводил не только сам ученый, но и его ассистентка Элис Миллер. Постоянно общаясь с дельфином, она громко и четко произносила слова, предназначенные ему. Когда Эльвар во время тренировок находился в специальной ванне, он имел привычку озорничать: набирал в рот воду и выбрызгивал ее вверх, а иногда и на экспериментатора. Приходилось прикрикивать на него: "Стоп ит!" - "прекрати это". Однажды, обрызганная водой, Элис Миллер крикнула дельфину эту же команду. Прошло несколько секунд, и Эльвар четко повторил:
- Стоп ит!
В другой раз его учительница сказала: "бай-бай", и Эльвар тут же повторил это, только более тонким голосом.
Ученые давно уже установили, что дельфины общаются между собой при помощи сигналов, которые они издают на высоких частотах, - ультразвуков. Однако они могут издавать звуки и на низких частотах, в пределах слышимости человека. И вот оказалось, что дельфины вполне способны перенимать звуки, услышанные при общении с человеком и даже отдельные слова. Воспроизводя такие звуки, дельфины произносят их быстрее, чем человек, и поэтому разобрать, что "говорит" дельфин трудно. Но если записать разговор дельфинов на ленту магнитофона, а потом увеличить продолжительность издаваемых ими звуков и уменьшить их высоту, путем замедленного движения магнитофонной ленты, то можно хорошо разобраться в разговорах этих умных животных. Так Джон Лилли и его сотрудники узнали, что дельфины могут не только копировать различные звуки, издаваемые приборами, смех, но и человеческую речь.
Работая с Эльваром, Джон Лилли обучил его произносить свое имя и ряд английских слов - "больше", "говори", "громче", "вверх" и другие. Потом Эльвар научился произносить краткие фразы: "брызни воду", "больше, Эльвар".
Во время опытов Джон Лилли записывал на ленту магнитофона различные технические данные, чтобы потом его секретарь переписал их в протокол. И тут оказалось, что дельфин повторяет некоторые слова вслед за экспериментатором. Когда ученый однажды сказал "сто тридцать три минуты", Эльвар тут же произнес "сто тридцать три..." и запнулся на слове минуты. В другой раз Джон Лилли продиктовал для магнитофона: "На счетчике ленты триста двадцать три фута", дельфин повторил: "триста двадцать три".
Во время опытов с другими дельфинами один из помощников ученого громко сказал: "Уже шесть часов". Через несколько секунд дельфин - самка Лиззи повторила эти слова.
Много наблюдений над прирученными и дрессированными дельфинами проводится в специальных океанариумах и дельфинариях. Там дельфины выступают как прекрасные цирковые артисты и одновременно служат объектом важных биологических исследований. У нас с дрессированными дельфинами успешно работают в Батумском дельфинарии на Черном море. Интересных результатов добились специалисты океанариума близ Гонолулу на Гавайских островах. Здесь одного из дельфинов - афалин научили произносить на английском языке фразу "Yes о’кеу!" ("Да, все в порядке!").
Разумеется, произношение слов дельфинами является лишь повторением услышанных ими звуков и утверждать, что они имеют полное понятие о том, о чем говорят, нельзя. В этом отношении они не отличаются от попугаев или других говорящих птиц. Однако дрессировка дельфинов показала, что и они способны связывать звуковые сигналы с игрой или получением рыбы - иначе говоря, способны к смысловым ассоциациям.