Жизнь на грани. Ваша первая книга о квантовой биологии - Джонджо МакФадден

На суше роль обоняния еще заметнее, поскольку объем воздуха, в котором растворяются запахи, намного больше объема океана. Атмосферные потоки также подвержены турбулентности, обусловленной переменой погоды, поэтому молекулы газов рассеиваются в воздухе гораздо быстрее, чем в воде. Обоняние является важнейшим чувством для большинства наземных животных, от которого зависит их выживание. Они пользуются обонянием не только для того, чтобы найти путь домой, но и для того, чтобы поймать добычу, убежать от хищника, найти партнера, подать сородичам сигнал тревоги, пометить территорию, стимулировать физиологические изменения организма, а также для коммуникации. Разумеется, человеческому обонянию недоступны такие возможности, поэтому люди часто используют более сильное обоняние братьев своих меньших, например, для того, чтобы разгадать некоторые сигналы и знаки животных. Известно, например, как сильно запахи волнуют собак. Так, гончая породы бладхаунд, чей обонятельный эпителий (подробнее об этом позже) в 40 раз толще человеческого, способна найти человека по запаху. Все мы видели по крайней мере в кино, как собаке-ищейке достаточно понюхать брошенную одежду сбежавшего преступника и она тут же берет его след и находит злодея, преследуя его по болотам, лесам и вдоль ручьев. В кино, разумеется, встречаются вымышленные истории, однако уникальное обоняние, присущее гончим, — факт достоверный. Собаки способны определить по запаху, каким путем шел человек, а каким — животное, а также напасть на след по запаху, оставленному несколько дней назад.

Продемонстрировать поразительные возможности обоняния животных можно на примерах тех подвигов, которые ежедневно совершает собака породы бладхаунд или рыба-клоун. Поговорим сначала о бладхаунде: у него такой тонкий нюх, что он способен различать в запахе человека или животного даже очень небольшое количество органических веществ, например масляной кислоты. Острота обоняния собаки удивительна. Если распылить один грамм масляной кислоты в комнате, то человек почувствовал бы ее сладковато-прогорклый запах. Однако собака учуяла запах масляной кислоты, если бы всего один грамм распылили над целым городом, причем на высоте 100 метров. А теперь вспомните, что рыба-клоун или лосось чувствуют запах родных мест на расстоянии несколько километров в необозримых просторах океана.

Обоняние животных впечатляет не только своей остротой, но и хорошо развитой дискриминационной способностью. Ежедневно собаки помогают сотрудникам таможни обнаруживать по запаху целый спектр запрещенных веществ (обычно тщательно упакованных и спрятанных в чемодане): от наркотиков, например марихуаны и кокаина, до компонентов взрывчатых веществ, например C-4. Собаки также способны различать по запаху людей, даже абсолютно одинаковых близнецов. Как же они это делают? Ведь масляная кислота, выделяемая одним из нас, — это та же масляная кислота, которая выделяется любым другим человеком. Безусловно, это так. Однако, кроме масляной кислоты, любой организм выделяет тонкую и сложную смесь из сотен органических молекул, являющуюся уникальным запахом, который, как и отпечатки пальцев, не повторяется ни у кого. Собаки чувствуют этот индивидуальный запах так же легко, как мы, например, различаем цвет футболки. Таким же образом рыба-клоун или лосось так же легко различают запах их родных вод, как мы с вами узнаем родную улицу или определяем цвет входной двери.

И все же собаки, лосось и амфиприоны не являются представителями живых существ с самым острым обонянием. Например, у медведя обоняние в семь раз острее, чем у бладхаунда: он может почуять живое существо на расстоянии 20 километров. Моль чувствует другую особь на расстоянии 10 километров; крысы способны воспринимать запахи в режиме «стерео», а змеи — языком. Все эти способности обоняния важны для животных, которые должны постоянно добывать себе пищу, находить партнеров, избегать встреч с хищниками. Они развили чувствительность к едва уловимым намекам, которые позволяют снизить риск опасности в воздухе или в воде. Обоняние настолько важно для выживания животных, что поведенческие реакции на запахи у некоторых видов являются врожденными. Во время экспериментов с участием полевок с Оркнейских островов грызуны избегали ловушек с запахом (секретом) хищника горностая, несмотря на то что горностаи не водятся на Оркнейских островах уже пять тысяч лет!

Считается, что обоняние человека менее острое, чем обоняние его предков. Несколько миллионов лет назад Homo erectus оторвал верхние конечности от земли и стал прямоходящим. Его нос при этом также отдалился от земли — богатого источника разнообразных запахов. Со временем основными источниками информации наших предков стали зрение и слух, которые постепенно совершенствовались при более выгодном для глаз и ушей положении тела. Нос человека стал короче, ноздри сузились, а в большинстве генов (всего их у наших предков было около тысячи), кодирующих свойства рецепторов обоняния, накопились мутации (подробнее об этом позже). К сожалению, мы также лишились дополнительной обонятельной способности, встречающейся у других животных, за которую отвечает вомероназальный орган (орган Якобсона). Функция вомера состоит в улавливании половых феромонов.

И все же, несмотря на скудный, по сравнению с предками, набор в три сотни генов, отвечающих за рецепторы обоняния, и некоторые анатомические изменения, мы сохранили на удивление хороший нюх. Мы не можем почувствовать запах человека или пищи на расстоянии нескольких километров, однако мы способны различать около десяти тысяч запахов и, как заметил Ницше, даже выполнить «спектральный анализ» пахучих веществ. Наша способность воспринимать запахи стала источником вдохновения великих поэтов («Роза пахнет розой, хоть розой назови ее, хоть нет») и имеет большое значение для нашего хорошего самочувствия и удовлетворения.

В истории человечества обоняние также имело на удивление большое значение. В древнейших текстах говорится о благоговении человека перед приятными запахами. Неприятные запахи вызывали отвращение. В священных местах всегда распылялись благовония. В Библии есть эпизод, в котором Бог наставляет Моисея на строительство храма и говорит ему: «Возьми себе благовонных веществ: стакти, ониха, халвана душистого и чистого ливана, всего половину, и сделай из них искусством составляющего масти курительный состав, стертый, чистый, святый»[63]. У древних египтян даже был бог благовоний — Нефертум, который также почитался как бог исцеления, своего рода мифический ароматерапевт.

Из-за стойких ассоциаций здоровья с приятными запахами и, наоборот, болезней и упадка — с неприятными многие люди верили, что именно запахи являются причиной здоровья или болезней, а не наоборот. Например, древнеримский хирург Гален считал, что зловонное белье — простыни, одеяла, матрасы — вызывает заражение крови и других жидкостей организма. Считалось, что тошнотворные запахи (миазмы), исходящие из канализации, склепов, выгребных ям, а также болот, являются источником многих смертельных болезней. Люди верили, что приятные запахи способны отразить болезнь, защитить от нее. Именно поэтому врачи средневековой Европы перед тем, как войти в дом, где находится больной чумой, требовали, чтобы помещение сначала проветрили, а затем раскурили бы в нем благовония, например ладан, смирну, масло розы, гвоздики и другие ароматические травы. Таким образом, изначально профессия парфюмера была связана скорее с дезинфекцией, нежели с уходом за человеческим телом.