Вселенная внутри нас. Что общего у камней, планет и людей - Нил Шубин

Это наблюдение подтолкнуло студента Натаниэля Домини, бывшего футболиста из Университета им. Джона Хопкинса, к размышлениям о происхождении цветового зрения. Может быть, история с ревунами отражает общее правило, и принципиальное различие в рационе объясняет различия в цветовом восприятии у разных ветвей приматов?

Национальный парк Кибале на западе Уганды располагается в зоне богатых вечнозеленых и листопадных лесов. Здесь живут леопарды, птицы-носороги и лесные слоны (необычно маленькие и волосатые). Еще здесь обитает множество приматов — целых тринадцать видов, в том числе шимпанзе. Кибале служит домом и четырнадцатому виду приматов — человеку, причем многие представители этого вида живут на биостанции Университета Макерере и изучают своих диких родственниковприматов. В 1999 году здесь работал и Домини. Его единственной задачей было наблюдать за тем, как едят обезьяны.

У Домини и его научного руководителя Питера Лукаса имелся план: они собирались пронаблюдать за каждым видом приматов и в точности зафиксировать, сколько, чего и когда они едят. Если у обезьян были какие-либо закономерности в способах питания, ученые должны были это заметить. У научной группы имелась и переносная лаборатория, которую они описали позднее в статье «Полевой набор для анализа физических, химических и пространственных характеристик пищи приматов». В этот набор, умещавшийся в рюкзак, входило устройство для определения жесткости пищи, спектрометр для измерения цвета и основных питательных свойств пищи, а также ряд других приспособлений для описания внешнего вида и веса всего, что ели обезьяны.

Домини, Лукас и их помощники десять месяцев наблюдали за приматами. Когда им не мешали бандиты или террористы (один раз ученые вынуждены были скрываться в американском посольстве в Уганде), исследователи работали круглосуточно (в общем счете проведя за наблюдениями 1170 часов). Они обнаружили, что обезьяны употребляли в пищу 118 видов растений.

Обработав результаты, ученые нашли закономерность. Животные, обладающие цветовым зрением, питаются преимущественно листьями, цвет которых варьирует от красноватого до зеленого. Причем оказалось, что обезьяны успешно отбирают листья, отличающиеся наибольшим содержанием белка при наименьшей жесткости. Их мамочки, должно быть, довольны: дети едят полезную и легко перевариваемую пищу. Ну а главный признак, по которому такие листья можно отличить от остальных — красный цвет — заметен только животным с полноценным цветным зрением.

Домини и его коллеги выдвинули гипотезу: цветовое зрение позволяет животным выбирать из многих видов листьев самые питательные. Эта способность развилась тогда, когда изменение климата повлекло за собой изменение растительности.

Дополнительную информацию о появлении цветового зрения можно получить исходя из анализа ДНК. У млекопитающих, не обладающих цветовым зрением, всего два белка, воспринимающих цвет, а у нас и у человекообразных обезьян Старого Света таких белков три. В 1999 году, когда уже были достигнуты значительные успехи в технологиях изучения ДНК, был проведен сравнительный анализ последовательности и структуры этих белков. Внутри белковых последовательностей оказался спрятан главный ключ к разгадке происхождения цветового зрения. Три белка, позволяющие нам видеть мир в цвете, являются дубликатами двух белков других млекопитающих. Сравнивая последовательности старых и новых копий, можно определить, когда произошло удвоение. Все виды с тремя генами происходят от общего предка, жившего 30–40 миллионов лет назад. Именно тогда у наших ближайших предшественников, человекообразных обезьян, появилось цветовое зрение.

А на Земле в это время стало холоднее. В Арктике и Антарктике леса стали исчезать, а на смену им пришли льды. Широко распространились травы. Плодовые пальмы и фиговые деревья, распространенные в Вайоминге и других теплых районах, постепенно исчезли, уступив место лиственным деревьям с жесткой или мягкой, питательной или несъедобной листвой. Столь необходимое теперь приматам Уганды цветовое зрение обеспечило их предкам успешное развитие в период глобального похолодания. С холодами появилась новая флора, что сделало способность различать цвета более ценной.

Пол Тадж разглядел стволы деревьев на необъятных просторах, палеонтологи находят малюсенькие окаменелости среди груд камней, а наши предки-приматы пережили глобальное изменение климата благодаря своей способности находить съедобные листья. Каждый раз, когда вы любуетесь каким-либо цветным изображением, вы должны благодарить Индию, въехавшую в Азию, континенты, отделившиеся от Антарктиды, и обледенение полюсов. Все эти события оказались взаимосвязанными благодаря круговороту углерода.

10 000 лет

Мне казалось, что наш самолет вот-вот рухнет. При таком сильном встречном ветре восьмисоткилометровый путь из Рейкьявика, столицы Исландии, к месту назначения в отдаленной восточной части Гренландии мог занять целый день. «Де-Хэвиленд Твин Оттер», на котором мы летели — рабочая лошадка Арктики. Самолет развивает скорость до 80 км/ч и может приземлиться даже на малюсеньком участке каменистой тундры или льда в самых отдаленных уголках Арктики. Скрючившись в пространстве, едва способном вместить четырех членов экспедиции, пилотов и багаж, я пытался вообразить, как первые исследователи Арктики — те самые, кто в XIX веке пришел сюда в шерстяной одежде, кожаных ботинках и с одной только солониной, — чувствовали себя, впервые попав на Север. При небыстром полете, сидя у окна, я мог все как следует рассмотреть.

По мере продвижения к северу ландшафт меняется: растительность исчезает, льда становится больше. В море попадаются айсберги, а дальше лед закрывает воду сплошным панцирем. С высоты трех тысяч метров лед кажется то ослепительно белым, то голубым, то синим, то зеленым. И таких форм он не образует больше нигде на Земле: иногда это ровные кубы, иногда — длинные бруски или кристаллы, похожие на алмазы.

При медленном приближении к Гренландии на небольшой высоте кажется, что лобовое стекло все время затянуто дымкой. Когда вы подлетаете ближе, дымка оказывается гигантским ледяным пространством, развернувшимся настолько широко, насколько хватает глаза. Центр острова занят одним из самых крупных на планете ледников. Этот ледяной щит поднимается в высоту почти на два километра и уходит на несколько километров в глубину, а по площади он сопоставим с Техасом. Коренная порода выходит на поверхность лишь на прибрежных скалах. Вся остальная поверхность острова погребена под толстым слоем льда. Этот ледяной щит — безжизненная пустыня, которую лишь изредка беспокоят люди.

В 50-х годах в этом царстве льда была отмечена необычная активность. Гренландия в годы холодной войны приобрела стратегическое значение. В северной части острова американские военные начали реализацию секретного проекта Iceworm (название вполне в духе «Доктора Стрейнджлава»)[4].