Обоняние. Увлекательное погружение в науку о запахах - Паоло Пелоси

Натуральные вещества, содержащиеся в растительных эфирных маслах, часто пользуются большой популярностью из-за приятной, но, по сути, совершенно ложной идеи, что все натуральное безопасно. В продаже можно встретить свечи для помещений, ароматизированные цитронеллой, и различные спреи и кремы для тела с растительными экстрактами – в этом есть свой резон: сотни таких продуктов и их компонентов действительно эффективны против комаров, но проблема в том, что и здесь концентрации должны быть опасно высоки – никак не менее нескольких граммов на 100 миллилитров основы [11].

Рисунок 19. ДЭТА и икаридин – самые распространенные репелленты комаров. Опасения по поводу их нейротоксичности заставили ученых обратиться к натуральным отпугивающим веществам. Большинство эфирных масел и их составляющих – цитронеллаль, ментол, тимол, циннаматы и многие другие вещества, содержащиеся в цветах, травах и кулинарных специях, – действительно эффективно отпугивают комаров и прочих кровососущих членистоногих.

Ментол, тимол и эвгенол, с которыми мы познакомились в первой части книги, а к ним вдобавок эфирные масла шалфея, тимьяна, душицы и многих других трав действительно служат превосходными репеллентами – в очень высоких концентрациях. И снова интересное совпадение: среди самых активных (благодаря высокому содержанию непеталактона, полового феромона тлей) репеллентов почетное место занимает масло кошачьей мяты – его легко купить в соответствующих отделах магазинов. К несчастью, отпугивающие свойства таких масел стремительно падают с уменьшением концентрации; большинство натуральных веществ, считающихся репеллентами, в дозах меньше критических превращаются, наоборот, в аттрактанты. Так что запахи трав и цветов – цитраль, линалоол, гераниол и ментол – для комаров так же приятны, как и для нас. Не будем забывать, что питаются комары в основном нектаром; только самки и только перед откладыванием яиц испытывают потребность разнообразить свою диету свежей кровью.

Да, не так уж приятно узнать, что репеллент, которым мы себя обильно оросили, через некоторое время по мере выветривания превратится в аттрактант. Но так уж оно устроено в природе: двойному и противоречивому действию одного и того же пахучего вещества удивляться вообще-то не приходится. Помните, мы уже сталкивались с такой ситуацией, когда обсуждали кое-какие пищевые ароматы – приятные в следовых количествах в кулинарных деликатесах и отвратительные, стоит только концентрации превысить критическую отметку? Самым наглядным примером нам тогда послужили линейные альдегиды, ноненаль и нонадиеналь, которые придают огурцу свежий аромат, но превращаются в сущую гадость в высоких концентрациях, образующихся при распаде жиров. Так что давайте просто смиримся с тем фактом, что насекомые – не элементарно устроенные машинки, которые легко включить и выключить. Обработка ольфакторных сигналов в их очевидно крошечных мозгах включает довольно сложные процессы, а связь между периферийными сенсиллами и мозгом не назовешь ни прямой, ни понятной.

Вести опасности и смятения

На данном этапе было бы разумно задать себе простой вопрос: что такое вообще репеллент для насекомого? Ну, это если мы, конечно, хотим добиться успеха в нелегком деле распугивания комаров. Ответа на него может быть два. В широком смысле репеллентом является все, что помогает держать насекомое на расстоянии. Но с точки зрения биологии это будет химическое вещество, служащее сигналом опасности. Лучший пример такого узкого понимания – пресловутый β-фарнезен, феромон угрозы у тлей. Когда его синтезируют сами тли, он выделяется с конкретной целью – предупредить их соплеменников, что ситуация накаляется и может начать представлять угрозу для жизни. Следовательно, его можно с полным правом считать феромоном – жизненно важным посланием, – и, как все феромоны, оно начинает работать даже при очень низких концентрациях. Разумеется, β-фарнезен можно считать феромоном, только когда адресатами послания являются другие тли. Для других видов животных это будет просто запах, временами несущий полезную информацию – как, например, для божьих коровок, которые питаются тлями и находят их по запаху.

С этой точки зрения возможен ли вообще репеллент для комаров? Науке покамест неизвестно ни одно химическое вещество, которое сами комары производили бы в опасных ситуациях, – эдакий внутриплеменной сигнал тревоги.

На самом деле мы даже подозреваем, что у комаров такого феромона вообще нет. Пока что их удалось найти только у социальных видов – или хотя бы у тех, кто живет большими группами (тех же тлей), но без внутренней иерархии и организации. В таких случаях феромон просто предупреждает об опасности всех представителей вида, до которых долетит. У комаров отдельные особи между собой никак не общаются – за исключением спаривания, – а потому от феромона тревоги просто нет никакой практической пользы.

Однако случаются и такие ситуации, когда сигнал тревоги подает сам враг или хищник. Говоря о комарах, такой возможности исключать нельзя, хотя наука пока что не знает ни о каких соединениях, способных играть подобную роль… равно как и вообще о врагах, от которых комарам пришлось бы выработать особые методики защиты или способы бегства.

Короче говоря, если вы хотите воспользоваться отпугивающими свойствами натуральных веществ с их бесконечно разнообразными химическими структурами, для начала придется признать, что у комаров нет никакого специального сигнала опасности. Скорее уж соответствующие запахи – при условии, что их будут использовать в концентрациях, в тысячи и миллионы раз превышающих природные, – смогут сбить комаров с толку и замаскировать естественный запах из законной теплокровной добычи. Не почуяв съедобного, комар не станет к вам подлетать, – нет, он не испугается, ему будет просто неинтересно.

В поиске устойчивых репеллентов

А пока продолжается поиск новых, более эффективных репеллентов (особенно среди веществ натурального происхождения), можно попробовать как-то улучшить уже существующие продукты. Главная идея такого подхода – так модифицировать молекулу хорошего репеллента (цитронеллола или ментола), чтобы она стала менее летучей. Ее активности это не усилит, но зато менее волатильное соединение дольше продержится. К тому же такие продукты, не идентичные своим натуральным прототипам, с меньшей вероятностью превратятся для муравьев в аттрактанты, когда концентрация упадет.

И наконец, нам, возможно, стоит обратить внимание на два других сенсорных фактора, при помощи которых комары определяют местонахождение жертвы: температуру и углекислый газ. Вполне возможно, целостная методика по дезориентации комариной сенсорной системы окажется более эффективной и позволит взять этих опасных насекомых под контроль более эффективно, чем те, что пытаются работать только с запахом их добычи.

Когда наука впервые открыла феромоны у насекомых, их посчитали чем-то вроде волшебной палочки, которая просто позволит нам включать и выключать поведенческие реакции и манипулировать этими животными, как крошечными роботами. С тех пор утекло много воды. Теперь мы знаем, что насекомые – очень сложные организмы, которые общаются с себе подобными и окружающей средой при помощи хемочувствительного инструментария, гораздо более специфицированного и тонко настроенного, чем все наши высокотехнологичные приборы. Обвести их вокруг пальца нашими примитивными химикатами – задача совсем не простая, как уже наглядно продемонстрировали во многом провальные попытки отпугивать комаров репеллентами и защищать сельскохозяйственные урожаи феромонами. С точки зрения химии насекомые достигли больших высот в синтезе весьма проблематичных молекул, таких как хиральные феромоны и сложные углеводороды, на которые у профессионального химика-органика ушли бы месяцы напряженного труда. Точно так же мастерски они анализируют комплексные смеси и выявляют критически важные компоненты среди тысяч других веществ – в природе такое встречается сплошь и рядом.