Летучие мыши (отряд Рукокрылые - Chiroptera) - единственные млекопитающие, способные к активному машущему полёту. Их эволюция насчитывает более 65 миллионов лет, и они занимают второе место по видовому разнообразию среди млекопитающих после грызунов, включая более 1400 видов, что составляет около 20% всех известных видов млекопитающих.
Крылья летучих мышей - это видоизменённые передние конечности. Их каркас образован чрезвычайно удлинёнными костями пальцев (особенно III, IV и V), между которыми натянута эластичная летательная перепонка (патагий). Эта перепонка продолжается на бока тела к задним конечностям и часто к хвосту, образуя хвостовую перепонку (уропатагий), играющую роль стабилизатора и ловчей сети.
Большинство летучих мышей (подотряд Микрорукокрылые) ориентируются и охотятся в темноте с помощью эхолокации. Они издают высокочастотные звуковые импульсы (ультразвук, обычно 20-120 кГц) через рот или нос и улавливают отражённое эхо чувствительными ушами. По задержке и спектральным изменениям эха они строят "звуковую картину" окружающего пространства с миллиметровой точностью.
Эхолокационные сигналы летучих мышей невероятно разнообразны. Некоторые виды (например, подковоносы) используют постоянные частоты (CF-FM), другие (вечерницы) - частотно-модулированные (FM) сигналы. Скорость испускания импульсов меняется: при поиске добычи - 5-10 импульсов в секунду, при сближении с целью - до 200 импульсов в секунду ("кормовой крик").
Не все летучие мыши используют эхолокацию для охоты. Крыланы (мегарукокрылые) - крупные тропические летучие мыши, питающиеся фруктами и нектаром, - ориентируются в основном с помощью зрения и обоняния. Их глаза хорошо адаптированы к сумеречному свету, а некоторые виды (например, египетская летучая собака) могут различать цвета.
Слух летучих мышей феноменально чувствителен. Они способны улавливать эхо от комара на расстоянии 5-10 метров и различать объекты размером с человеческий волос. Их уши часто имеют сложные складки (козелок, противокозелок), которые работают как акустические линзы, фокусируя звук и помогая определять направление источника.
Летучие мыши обладают уникальными терморегуляторными способностями. Во время полёта их температура тела поднимается до 40-41°C, а в покое или во время сна может падать до температуры окружающей среды (это состояние называется "торпор"). Торпор позволяет экономить до 90% энергии, что критически важно для мелких насекомоядных видов.
Спячка (гибернация) летучих мышей в умеренных широтах - это глубокий и длительный торпор. Они зимуют в пещерах, штольнях, дуплах, где температура стабильна (обычно 0-10°C), а влажность высока. Сердцебиение замедляется с 400-600 ударов в минуту до 10-20, а дыхание - до одного вдоха в несколько минут. Пробуждение для кратковременного питья или смены позиции происходит раз в 2-3 недели.
Продолжительность жизни летучих мышей необычайно велика для мелких млекопитающих. Многие виды живут 15-30 лет (рекорд - 41 год у бурого ушана!). Секреты их долголетия изучаются: вероятно, это сочетание способности к торпору (замедление метаболизма), стабильной температуры тела в укрытиях, низкой частоты размножения и эффективной репарации ДНК.
Рацион летучих мышей невероятно разнообразен. Большинство (70%) - насекомоядные, но есть специалисты: плотоядные (ловят мелких позвоночных), ихтиофаги (рыбоядные, например, мексиканская рыбоядная мышь), хаплофаги (пьющие кровь - вампиры), нектарифаги (опылители) и фруктофаги (распространители семян). Один вид - большая бульдоговая летучая мышь - ловит рыбу, зачерпывая её когтями с поверхности воды.
Вампировые летучие мыши (3 вида) - единственные млекопитающие, питающиеся исключительно кровью. Их острые резцы делают безболезненный надрез на коже жертвы (часто спящего копытного), а слюна содержит анестетики и антикоагулянты (дракулин). Они могут выпить крови в 1.5 раза больше собственного веса за 20-30 минут благодаря уникальной способности почек быстро фильтровать плазму.
Летучие мыши - ключевые опылители тропических и пустынных растений. Более 500 видов растений (баобабы, агавы, дурианы, кактусы) зависят от них. Цветки таких растений часто белые или бледные, открываются ночью, производят много нектара и имеют сильный запах брожения или фруктов, привлекающий крыланов и длинноязыких летучих мышек (например, Glossophaga soricina).
Распространение семян летучими мышами (хироптерохория) жизненно важно для восстановления тропических лесов. Фруктоядные виды (например, летучие лисицы) проглатывают мелкие семена и разносят их на большие расстояния (до 60 км за ночь). Крупные семена они переносят в зубах, сбрасывая по пути. Их помёт (гуано) - отличное удобрение.
Социальная жизнь летучих мышей сложна и включает "разговоры". Они общаются с помощью богатого репертуара звуков (20-30 сигналов) в слышимом диапазоне: тревожные крики, призывы детёнышей, брачные песни, территориальные сигналы. Некоторые виды (например, бразильский складчатогуб) издают индивидуальные "контактные позывы", позволяющие узнавать друг друга в колонии.
Материнство у летучих мышей требует огромных затрат. Самки большинства видов рожают раз в год одного (реже двух) детёныша, вес которого может достигать 25-40% веса матери. Детёныши рождаются хорошо развитыми, цепляются за мать и летают с ней на охоту уже через несколько недель. Колонии образуют "ясли", где самки оставляют молодь, узнавая своих по голосу и запаху.
Миграции летучих мышей поражают масштабами. Мексиканская безхвостая летучая мышь (Tadarida brasiliensis) преодолевает до 1800 км от юга США до центральной Мексики. Европейские рыжие вечерницы (Nyctalus noctula) мигрируют на 1500-2000 км из Восточной Европы в Юго-Западную. Они используют магнитное поле Земли, звёзды и ландшафт для навигации.
Летучие мыши - природные регуляторы насекомых. Одна колония бразильских складчатогубов (до 20 млн особей) за ночь съедает до 200 тонн насекомых! Малая бурая ночница (Myotis lucifugus) за час ловит до 600 комаров. Их роль в сокращении численности вредителей сельского и лесного хозяйства неоценима.
Гуано летучих мышей - ценное органическое удобрение. Его добывают в пещерах-убежищах колоний. Оно богато азотом, фосфором и калием, имеет нейтральный pH и медленно высвобождает питательные вещества. Исторически гуано было стратегическим ресурсом (например, во время Гражданской войны в США его использовали для производства селитры).
Летучие мыши обладают уникальной иммунной системой. Они являются природными резервуарами многих опасных вирусов (Эбола, Марбург, SARS-CoV, бешенство), но сами часто не болеют. Их иммунитет постоянно активирован на низком уровне ("интерфероновый фон"), что позволяет быстро подавлять вирусы. Этот механизм изучается для медицинских целей.
Белый носовый синдром - смертельная болезнь, вызванная грибком Pseudogymnoascus destructans, - уничтожила миллионы летучих мышей в Северной Америке. Грибок поражает кожу крыльев и морды во время спячки, вызывая обезвоживание и частые пробуждения, что истощает жировые запасы. Некоторые виды (малая бурая ночница) потеряли до 99% популяции.
Эхолокация летучих мышей сталкивается с "акустической маскировкой". Некоторые бабочки (медведицы, бражники) выработали защиту: они улавливают ультразвук и совершают резкие пируэты, сбивая нацеливание. Другие (тигровые бабочки) издают щелчки, имитирующие сигналы ядовитых видов или "забивая" эхолокатор хищника.
Летучие мыши используют пассивную эхолокацию. Некоторые виды, охотящиеся на сидящих насекомых (например, ушаны), ориентируются в основном на звуки, издаваемые самой добычей (шелест листьев, стрекот, шаги). Это позволяет им экономить энергию на производстве собственных сигналов.
"Летучие мыши-рыболовы" (Noctilio leporinus) используют гидролокацию. Их эхолокационные сигналы отражаются от плавательных пузырей рыб, создавая характерное эхо. Они летят низко над водой, опуская длинные когтистые лапы, и выхватывают добычу из верхних слоёв. Наблюдали, как они ловят даже мелких крабов.
Летучие мыши способны к простейшим формам обучения и культурной передачи. Детёныши учатся охотиться, подражая матерям. В экспериментах ночницы запоминали маршруты в лабиринте и передавали "знания" сородичам. Самцы певчих мышей (Saccopteryx bilineata) учат молодых самцов сложным брачным песням.
Терморецепция обнаружена у вампировых летучих мышей. На их носу есть специальные термочувствительные ямки (около ноздрей), позволяющие находить места с близко расположенными кровеносными сосудами (венозные сплетения) на теле жертвы даже в полной темноте. Точность определения "горячих точек" - до 1-2 мм.
Летучие мыши влияют на архитектуру своих убежищ. В больших пещерах скопления рукокрылых выделяют столько тепла, что создают восходящие потоки воздуха, влияющие на микроклимат и формирование сталактитов. Гуано изменяет химический состав горных пород и служит основой для уникальных пещерных экосистем.
Ископаемая летучая мышь Onychonycteris finneyi (52 млн лет) имела когти на всех пяти пальцах крыла и примитивную эхолокацию. Это свидетельствует, что полёт развился раньше сложной сонары. Предки рукокрылых, вероятно, были древесными насекомоядными, планировавшими с помощью кожных складок.
Лунный свет влияет на поведение летучих мышей. В яркие лунные ночи насекомоядные виды снижают активность или охотятся в тени крон, чтобы избежать хищников (сов). Некоторые мотыльки, наоборот, активнее летают при луне, зная, что хищники менее опасны. Это сложное взаимодействие "хищник-жертва-спутник".
Летучие мыши-строители существуют! Самцы австралийской очковой летучей лисицы (Pteropus conspicillatus) строят "шалаши" из веток и листьев на лесной подстилке. Эти постройки служат ареной для токования и привлечения самок. Самец тщательно охраняет свою конструкцию от конкурентов.
Ультразвуковые "войны" происходят между разными видами летучих мышей. Более крупные виды (например, большой подковонос) могут глушить эхолокационные сигналы мелких конкурентов своими мощными криками, "отбирая" охотничьи участки или сбивая их нацеливание на добычу. Это форма акустической интерференции.
Способность к магнитной навигации подтверждена экспериментально. Если сместить магнитное поле в помещении, мигрирующие летучие мыши (например, рыжая вечерница) меняют направление полёта соответственно искусственному полю. Вероятно, они используют криптохромы в глазах – белки, чувствительные к магнитному полю при наличии света.
Летучие мыши спасают рисовые поля. В Юго-Восточной Азии они поедают массу рисовых вредителей, включая опасную листовёртку Cnaphalocrocis medinalis. Исследования показывают, что присутствие колоний летучих мышей рядом с полями снижает поражённость растений и потребность в инсектицидах на 30-50%.
Летучие мыши-вампиры демонстрируют альтруизм. Если особь не нашла пищу, её сородичи, удачно поохотившиеся, могут отрыгнуть часть крови (до 60% своей порции) для голодного члена колонии, особенно для родственников или постоянных "партнёров по обмену". Это редкий пример реципрокного альтруизма у животных.
Охранный статус многих видов летучих мышей вызывает тревогу. Более 30% видов считаются уязвимыми или вымирающими из-за потери мест обитания (вырубка лесов, запечатывание пещер), применения пестицидов (снижающих численность насекомых), преследования людьми и болезней (синдром белого носа). Их охрана критически важна для экосистем.