Сверчок вместо термометра: можно ли определить температуру воздуха по частоте его стрекота

Тёплым вечером стрекот сверчков кажется просто частью летнего шума. Но стоит прислушаться несколько ночей подряд, и обнаруживается любопытная закономерность: в жару «музыка» становится заметно торопливее, а с похолоданием между сигналами словно появляются длинные паузы. На этом наблюдении выросла красивая идея — использовать сверчка вместо термометра. Иногда даже предлагают засечь минуту, пересчитать стрекот и получить почти готовую температуру воздуха. В основе такой народной метеостанции действительно есть биология, хотя универсального живого градусника из любого сверчка не получится.

Сверчок не решает сознательно петь быстрее, когда ему жарко. Насекомые относятся к холоднокровным животным, и температура окружающей среды непосредственно влияет на скорость процессов в их организме. При потеплении мышцы и нервная система работают быстрее, при похолодании — медленнее. Это отражается и на движениях крыльев, которыми самцы большинства сверчков создают свои сигналы. Вопреки распространённому представлению, характерный звук обычно возникает не от трения задних ног. Самец проводит специальным участком одного переднего крыла по зубчатой структуре другого, превращая повторяющиеся движения в хорошо слышимое стрекотание.

Если один и тот же вид слушать при разной температуре, частота повторения звуков действительно будет меняться довольно предсказуемо. В прохладный вечер отдельные сигналы отделены заметными промежутками, а в тёплый сливаются в гораздо более быстрый ритм. Поэтому температура оказывается буквально записана в темпе песни — примерно так же, как скорость работающего механизма можно оценить по частоте его ударов.

Самая известная попытка превратить это наблюдение в формулу связана с американским физиком Амосом Долбиром. В конце XIX века он описал зависимость между температурой и частотой стрекотания. В популярном варианте правила предлагают подсчитать число сигналов за небольшой промежуток времени и прибавить определённое число, получив приблизительную температуру в градусах Фаренгейта. Например, Библиотека Конгресса США приводит простое правило: подсчитать стрекоты за 15 секунд и добавить 37. Это даёт ориентировочную температуру окружающего воздуха, но уже сама формулировка «ориентировочную» здесь очень важна.

Особенно хорошо температурная зависимость прославилась благодаря так называемому снежному древесному сверчку. Его английское название — snowy tree cricket, а относится он к роду Oecanthus. Ритм этих насекомых меняется с температурой настолько заметно, что именно они стали классическим примером «сверчка-термометра». Однако популярная формула постепенно оторвалась от конкретных видов, и сегодня её нередко предлагают применять ко всему, что стрекочет в траве. Вот здесь и начинается главная ошибка.

У разных видов собственные песни. Один сверчок выдаёт отдельные хорошо различимые сигналы, другой поёт длинными трелями, третий меняет структуру песни в зависимости от ситуации. Отличаются и физиологические реакции на температуру. Поэтому формула, неплохо работающая для одного вида, может дать совершенно бессмысленный результат для другого. А если вечером одновременно поют несколько насекомых, задача превращается уже не в измерение температуры, а в попытку разобраться в многоголосом оркестре.

Даже один самец способен издавать не единственный тип звуков. Самцы стрекочут, привлекая самок, могут менять сигнал при ухаживании на близком расстоянии и вести себя иначе при встрече с конкурентом. Библиотека Конгресса отдельно отмечает несколько функций таких звуков — от призывной песни до сигналов, связанных с ухаживанием и взаимодействием между самцами. Поэтому считать нужно не любые щелчки, которые удалось услышать, а стабильную повторяющуюся песню конкретного насекомого.

Есть и простая бытовая проблема: сверчок измеряет не ту температуру, которую показывает приложение на телефоне. Прогноз может сообщать значение с ближайшей метеостанции, а насекомое сидит в густой траве возле прогретой стены, на кусте или в прохладной низине. Микроклимат там отличается на несколько градусов. Иногда человек считает стрекот и решает, что «сверчковый термометр врёт», хотя на самом деле насекомое вполне честно реагирует на температуру именно собственного маленького участка.

Меняет поведение и ветер. Сильные порывы мешают передаче звука и вообще способны снизить активность насекомых. После дождя условия будут другими, чем в сухую ночь. Важны возраст и состояние конкретного самца, время суток, сезон. Когда температура опускается слишком низко, стрекот может резко замедлиться или вовсе прекратиться, и никакая формула уже не поможет. При экстремальной жаре простая линейная зависимость тоже не обязана сохраняться.

Поэтому соревноваться с нормальным термометром сверчку трудно. Электронный датчик даст конкретное значение почти мгновенно, тогда как человеку сначала нужно найти подходящего певца, убедиться, что слышен именно один ритм, правильно сосчитать сигналы и знать, к какому виду относится насекомое. Ошибка на несколько стрекотов, посторонний звук или неверно выбранная формула сразу сдвигают результат.

Но именно поэтому эксперимент становится интереснее. Можно поставить обычный термометр рядом с местом, где регулярно поёт сверчок, и несколько вечеров записывать одновременно температуру и темп песни. Очень быстро станет видно, что ритм действительно ускоряется и замедляется вместе с погодой. Даже без расчётов холодный и тёплый вечер начинают буквально звучать по-разному.

Здесь и скрывается настоящая ценность истории про живой термометр. Она показывает не фокус с арифметикой, а прямую связь организма с температурой окружающей среды. Сверчку не нужно знать, что сегодня 18 или 24 градуса. Его мышцы, нервные импульсы и движения крыльев сами меняют скорость, а мы слышим результат этого изменения.

Так что определить температуру по стрекоту действительно можно — приблизительно, при подходящем виде и достаточно стабильных условиях. Но фраза «посчитал сверчков и узнал точную погоду» слишком красива, чтобы быть полностью правдой. Скорее перед нами не замена термометру, а маленький биологический термометр без шкалы: тепло и холод он чувствует очень хорошо, просто переводить его песню в градусы приходится уже человеку.