Обоняние. Увлекательное погружение в науку о запахах - Паоло Пелоси

Социальные насекомые с их богатым ассортиментом феромонов, включающихся и выключающихся точно по расписанию, регулируют жизнь своих колоний и справляются с разными, подчас неожиданными проблемами потрясающе эффективно. Организованная работа тысяч пчел или миллионов муравьев, непрерывно обменивающихся дифференцированными химическими сообщениями, или слаженные действия термитов, возводящих огромные здания с системой комнат и вентиляционных шахт, подразумевают, что составляющие сообщество насекомые действуют как клетки единого организма, а их отдельные поступки в сочетании позволяют решать задачи уже совершенно другого и гораздо более высокого порядка.

В такой перспективе отдельные особи колонии уже совсем непохожи на винтики и шестеренки часового механизма. Образ жизни и действия такого суперорганизма очень пластичен; разные задачи назначаются индивидуальным насекомым в зависимости от текущего развития событий и формируемых им потребностей, как частных, так и общих. Поняв, как все это устроено, мы, возможно, сумеем наконец пролить свет на кое-какие базовые, но до сих пор не до конца изученные протоколы работы нашего собственного мозга, где каждый нейрон тоже выполняет отведенную ему роль и параллельно является способной адаптироваться частью целого. Следующим пользу от такого знания получит искусственный интеллект. Возможно, в сравнительно недалеком будущем нас ждут новые типы компьютеров, одаренные большей гибкостью и пластичностью «мышления», – совсем как коллективный разум колонии социальных насекомых.

Феромоны есть у всех классов и рангов животных филогенетического древа, от червей до рыб и от рептилий до млекопитающих. Даже у самых примитивных организмов – бактерий и дрожжевых грибов – размножение регулируется химическими секретами, которые можно со всеми основаниями называть феромонами. Птиц долгое время считали классом, полагающимся в нелегком деле поиска партнера больше на зрение и слух, чем на химическую коммуникацию. До некоторой степени это действительно правда – иначе зачем самцам были бы нужны ярко окрашенное оперение, брачные танцы и вокальная виртуозность? Однако недавние научные данные подтверждают, что по крайней мере у некоторых видов – преимущественно водных – феромоны играют заметную роль в общении между полами. Кроме того, у птиц есть области жизни, в которых обоняние очень важно: с его помощью ориентируются в пространстве почтовые голуби, буревестники и другие морские птицы. В этой главе мы с вами сосредоточимся на феромонах млекопитающих и подробно изучим несколько любопытных примеров того, как они работают.

С феромонами насекомых у нас вопросов нет, равно как и с очевидными поведенческими реакциями на них, а вот феромоны млекопитающих до сих пор в некотором отношении терра инкогнита, где анализировать и интерпретировать ответы на химический импульс в категориях феромональной коммуникации по-прежнему приходится с большой осторожностью [1]. В большинстве своем ученые согласны, что у некоторых видов животных определенное стандартное поведение вызывается летучими веществами, выделяемыми особями того же вида (и, следовательно, классифицируемыми как феромоны), но некоторые представители академического сообщества решительно возражают [2]. Основной аргумент против заключается в том, что мозг млекопитающих устроен гораздо сложнее, чем у насекомых, и его ответ на любой тип сигнала нельзя считать ни прямым, ни автоматическим, так как он является результатом комплексной обработки, задействующей и другие сенсорные каналы. С одной стороны, это чистая правда, и у высокоорганизованных животных связь между феромоном и поведенческой реакцией становится и слабее, и тоньше, но с другой – во многих случаях мы наблюдаем у них очень четкие и «прописанные» реакции на выделяемые другими особями того же вида химические вещества, которые можно уверенно классифицировать как феромоны.

Напомним, что феромоны, в отличие от других пахучих веществ, специфицированы по виду. Это означает, что определенная молекула или смесь молекул вырабатывается особью данного вида (с ограничениями по полу, возрасту, рангу и физиологическому состоянию – но не по «личности») и вызывает стандартную унифицированную реакцию у других особей данного вида.

Далее: млекопитающие за очень немногими исключениями обладают хорошо развитым вомероназальным органом – своеобразным вторым носом, специально предназначенным для восприятия феромонов. Нервные окончания этого органа проецируют сигнал в область мозга (дополнительный обонятельный орган), отличную от той, где обрабатываются обычные ольфакторные стимулы (основной ольфакторный орган). Однако отличия между ними не очень четкие, и некоторые феромоны фиксируются все-таки основной обонятельной системой.

Впрочем, к млекопитающим все равно не получится применить те же критерии, что и к насекомым, – от них нельзя ждать автоматического ответа на феромон, одинакового для всех особей и для всех природных ситуаций. Однако, пока определенный химический сигнал, продуцируемый особью данного вида, запускает примерно одну поведенческую модель у других особей того же вида (всех или только некой внутренней группы, отбираемой по принципу пола, возраста или физиологического состояния), этот химикат можно обоснованно считать феромоном, даже если мы при этом не можем ожидать, что модель будет совершенно идентична по всей выборке, без поправки на личную ситуацию реципиента.

Вам все эти соображения относительно того, следует ли считать ольфакторный стимул феромоном или просто запахом, могут показаться в худшем случае пустым сотрясением воздуха, а в лучшем – ненужными терминологическими тонкостями. Здесь важно то, что в этих двух случаях сигнал идет по разным нервным путям и продуцирует в итоге разную реакцию. К вопросу о том, насколько далеко можно растянуть понятие феромона и можно ли применять всё те же изначальные критерии на всем протяжении эволюции сложных животных, нам неизбежно придется вернуться, когда дело дойдет до феромонов человека.

А пока давайте рассмотрим несколько примеров того, как ведут себя химикаты (традиционно считающиеся феромонами) в мире млекопитающих и какие реакции они вызывают у своей целевой аудитории.

Когда разговор заходит о феромонах, мы первым делом думаем про афродизиаки и аттрактанты потенциального полового партнера. Половые феромоны действительно изучены лучше прочих, так как вызывают самый прямой и наглядный бихевиоральный ответ. Мы уже много говорили о том, как важно самцу насекомого найти и покорить самку именно своего вида в среде, полной самых разнообразных запахов, перемешанных с феромонами нескольких родственных видов. Выполнить эту серьезную задачу ему помогает очень чувствительная и точно настроенная система сенсорного распознавания.

Перед млекопитающими такие задачи встают, прямо скажем, редко. Для поиска партнера они пользуются, помимо обоняния, еще зрением и слухом, что до некоторой степени снимает нагрузку на ольфакторную систему. Даже безо всяких феромонов шансы, что самец домовой мыши, например, попытается овладеть коровой или лошадью, ничтожно малы. Но для самки этой самой мыши все равно очень важно выявить среди толпы кавалеров самца с самыми лучшими генами, а заодно избежать близкородственного скрещивания. Половые феромоны все равно играют у млекопитающих большую роль – просто используются немного не так, как у насекомых.