Глава 18
Звено 13: потеря синтеза витамина C, обретение носа и возвращение красного цвета
(палеоген, 55–30 млн лет назад)
Граница мела и палеогена ознаменовалась исчезновением динозавров. На самом деле вымирание коснулось в основном морских организмов, а на суше пострадали еще лишь птерозавры да энанциорнисы. Многие насекомые и растения вообще не заметили какой-либо разницы. Опустим сорок сороков гипотез мелового вымирания, упомянем лишь, что популярная “астероидная” версия, как бы ни была она эффектна, вряд ли что-то объясняет; ее упоминание лишь вызывает либо веселый заливистый смех, либо скрежет зубовный и рефлекторное – по И. П. Павлову – выделение яда у профессиональных палеонтологов. То есть астероид был, но он не стал причиной катастрофы. Метеориты падали и до, и после. Для нашей же истории довольно и вымирания динозавров. Ведь уже 180 млн лет они были доминантами среди позвоночных – по размерам тела и положению в пищевой цепи. И вот млекопитающие получили свой шанс и смогли, наконец, в полной мере реализовать свои замечательные способности. Правда, в палеоцене и даже эоцене подавляющее множество зверей было по-прежнему мелкими крысоподобными существами, а верх пищевой цепочки занимали гигантские бегающие хищные птицы вроде Gastornis и многочисленные наземные крокодилы – как мезозухии Mesosuchia, так и эузухии Eusuchia. Однако уже в палеоцене появились и крупные всеядные млекопитающие типа тениодонтов Taeniodonta и пантодонтов Pantodonta – существа, немыслимые для мезозоя.
В эоцене мир заполнили тропические леса. Сколь бы странным это кому-то ни показалось, доселе мир не знал такого биома. В мезозое мир был теплым, но все же не тропическим. Лишь в эоцене континенты переползли в нужное положение, циркуляция воздушных и водных потоков поменялась и появилась климатическая зональность, а с ней и тропики (Еськов, 2007). Собственно, именно эти климатические и биотические перемены позволили приматам окончательно стать приматами (до этого момента правильнее говорить все же о “приматоморфах”). Даже вымирание динозавров было далеко не столь важным. Высокие деревья с густой листвой и смыкающимися кронами, обилие насекомых и фруктов – вот то, что создало из пургаториусов и плезиадаписовых – приматов.
Тема фруктов не отпускает нас. На них рады налегать любые приматы. Но особенно они пришлись по вкусу нашим предкам в начале эоцена, около 55 млн лет назад или несколько раньше. Такая любовь, впрочем, наградила нас очередной неприятностью. Вообще-то почти все млекопитающие, включая лемуров, умеют сами синтезировать в собственном организме витамин C. Но во фруктах его содержится огромное количество, тем более что приматы ели плоды прямо с ветки – свежее некуда. Когда возникала мутация, нарушающая синтез аскорбиновой кислоты, то ничего страшного не происходило: ценное вещество в избытке поступало в организм с пищей. Стабилизирующий отбор перестал работать, высшие приматы – начиная с долгопятов – потеряли ценную способность, да для них она и не была ценной (Ohta et Nishikimi, 1999). А вот когда люди выбрались за пределы тропической и субтропической зоны, начались проблемы. Хуже всех было, конечно, морякам дохолодильниковой эры. При недостатке витамина C развивается цинга – смертельное с некоторой стадии нарушение обмена веществ. Может, генные инженеры поправят положение?.. Кстати, приматы в своей беде не одиноки. Среди грызунов тоже есть любители фруктов, разучившиеся синтезировать C, например морские свинки; у них, впрочем, конкретная мутация была иная (Nishikimi et al., 1992).
Любовь к фруктам живет в нас и поныне. Сладкое любят все люди, хотя не все в этом признаются. Главное тут, конечно, сахар. Правда, во фруктах не совсем те углеводы, что в свекле, так что современные любители сладкого чая или булочек с сахарной пудрой рискуют заработать диабет или ожирение. Предкам столько легко усваиваемых углеводов зараз никогда не доставалось. До сих пор организм рассуждает как в старые голодные времена: “Всё, что есть, надо съесть”, а что съедено лишнего, будет срочно запасено в виде жира на черный день. И тут встает неожиданная проблема современного цивилизованного общества: черный день никак не наступает! Круглосуточные супермаркеты завалены едой, холодильник до потолка вмещает явно больше, чем желудок. Свободное время в сочетании с неестественной жизнью, вызывающей постоянный стресс, подстегивают жировую клетчатку к росту – а вдруг завтра будет плохо? Но завтра опять магазин открыт, холодильник полон, а электрическая лампочка позволяет не спать и найти холодильник в ночи… Впрочем, в палеогене до холодильников было далеко.
Примерно в это же время – с эоценовых долгопятоподобных предков – начинается эра носа. У полуобезьян нос кожистый, с мощной хрящевой основой, срощенный с верхней губой. У долгопятов и всех высших приматов нос отделен от верхней губы. Редукция ли обоняния тому виной или потребности общения, а скорее всего – сочетание того и другого, но нос наконец отлепился ото рта. Нос – это центр лица, можно сказать, лицо лица! Неспроста карикатуристы обращают именно на него основное внимание. Собственно, главным итогом появления носа стала мимика, ведь мышцы верхней губы получили возможность работать по новым осям и с большей свободой. Рот человека окружен целым веером мышц, тянущих губы во всех возможных направлениях и обеспечивающих подавляющую часть наших мимических способностей. Мышцы глаз намного беднее в своих возможностях, а мышцы носа и ушей вообще пора заносить в Красную Книгу.
Уголок занудства
Веер мышц рта (начиная от центра снизу): подбородочная мышца, мышца, опускающая нижнюю губу, мышца, опускающая угол рта, мышца смеха, щечная мышца, мышца, поднимающая угол рта, большая скуловая мышца, малая скуловая мышца, мышца, поднимающая верхнюю губу, мышца, поднимающая верхнюю губу и крыло носа. Вокруг все это окружено круговой мышцей рта.
Рептилии и птицы имеют четыре вида светочувствительных белков-опсинов в колбочках сетчатки глаза: они видят ближний ультрафиолет, синий, зеленый и красный цвета. Предки млекопитающих миллионы лет прятались от динозавров в лесной подстилке и выползали из листьев только по ночам. В темноте да в валежнике не очень-то поглядишь. Поэтому древнейшие звери потеряли “ультрафиолетовые” и “красные” колбочки, сохранив только “синие” (и тех немного) и “зеленые” (утконос утратил только один вид колбочек, но он и с ними почти слепой). Большинство зверей различают только синий и зеленый, а главными рецепторами становятся палочки, обеспечивающие сумеречное нецветное зрение. Строго говоря – и зачем видеть красный? Цветочки, что ли, разглядывать? Трава – она и есть трава… Кстати, это приводит к любопытному казусу: защитная окраска оленят – ярко-оранжевая с белыми пятнышками. Человек без особых проблем увидит олененка на зеленой траве, но для волка это неразрешимая задача – оранжевый и зеленый для него одинаковы, а пахнуть олененок отказывается. Большинство зверей – дальтоники, не различающие красный и зеленый.
А мы можем гордиться своими предками: первые обезьяны, перешедшие порядка 30–40 млн лет назад к дневному образу жизни и преимущественной фруктоядности (и тут фрукты!), вновь приобрели способность видеть красный цвет. Это важно – найти спелые плоды и молодые, зачастую красноватые листья, содержащие больше белков, в зеленой листве. Правда, до ящериц и воробьев нам по-прежнему далеко, но хоть бобров превзошли – и то хорошо. Приятно сознавать, что мы небезнадежны: человеческие гены, кодирующие опсины, весьма полиморфны, причем они могут находиться в хромосомах в нескольких копиях и в разных вариантах, так что некоторые люди фактически видят два разных красных цвета (Verrelli et Tishkoff, 2004).
Крайне интересно, что у узконосых и широконосых обезьян вторичное обретение “зеленых” рецепторов произошло независимо. Тут нам опять повезло: у узконосых (то есть наших предков) это получилось удвоением-дупликацией одного из двух остававшихся “цветных” генов, причем для обретения “красного видения” понадобились всего три мутации. У широконосых обезьян – обитателей Южной Америки – “красный” ген возник как аллель старого опсинового гена, расположенного на X-хромосоме, так что все самцы и часть самок остаются “зелеными дальтониками” и только гетерозиготные самки отличают красный от зеленого. Спасает положение развитая социальность, а особые способности избранных самок могут повышать их значение в группе – воинствующий феминизм торжествует. Среди южноамериканских обезьян лишь ревуны продвинулись до обретения полноценного “красного” зрения и равенства полов по этой важной способности (Dulai et al., 1999).
Кстати, некоторые австралийские сумчатые вроде бы тоже заново обрели прежние рептилийные способности, причем, вероятно, в полной мере, так что нам не стоит зазнаваться.
Кстати, о раках и сказках…
Все эти способности в буквальном смысле блекнут в сравнении с беспозвоночными. У бабочек и пчел пять типов колбочек. Но и это не предел: всем далеко до раков-богомолов, у разных видов которого в глазах двенадцать, шестнадцать или даже двадцать один вид цветовых рецепторов (Thoen et al., 2014). Так что то разноцветье кораллового рифа, которое видим мы, – жалкое подобие реальности, отражающейся в глазах и ганглиях раков-богомолов. Даже с нашим умным-преумным мозгом мы в принципе не можем представить, в каком радужном мире живет это сказочное существо. Неспроста даже для наших убогих глаз рак-богомол выглядит чрезвычайно нарядно.
Между прочим, колбочки функциональны только на ярком свету. В сумерках работают только “черно-белые” палочки; неспроста же в темноте все кошки серые. С другой стороны, сей физиологический факт можно использовать, например, при съемках фильмов, когда надо создать сказочный эффект: если на черном ночном фоне человек видит яркие цвета, это крайне необычно и воспринимается как что-то фантастическое, ведь в темноте не может быть ничего цветного. По тому же принципу действует салют: на темном небе расцветают сочные вспышки красного, синего и зеленого, и это настолько неестественно, что невозможно оторвать взгляд. Может быть, и притягательная сила ночного костра отчасти имеет корни в принципах работы наших палочек и колбочек?
Если смотреть на вопрос шире, в природе просто не так много источников энергии, чьей мощности хватает для возбуждения наших колбочек: кроме Солнца, это Луна (которая, собственно, отражает свет того же Солнца), звезды, вулканы, пожары, светлячки и морские флуоресцирующие животные. Человек добавил к ним множество новых, теша свои колбочки и ассоциативные зоны мозга.
Конечно, менялось не только зрение. Слуховой аппарат у полуобезьян включает барабанные капсулы, образованные каменистой частью височной кости. Принципиально похожее строение сохраняется у широконосых обезьян Южной Америки, хотя у них капсулы малы, а барабанная пластинка не полностью соединяется с остальными частями. У узконосых же обезьян, к коим имеем честь принадлежать и мы, барабанная пластинка целиком срастается с каменистой и чешуйчатой частями, ограничивая костный слуховой проход. Такой вариант сформировался около 30 млн лет назад; по крайней мере, у чуть более древних проплиопитековых Propliopithecoidea вдоль барабанной пластинки сохранялась щель, а у Saadanius hijazensis ее уже нет. Однако, как часто бывает, древние предки периодически дают о себе знать: если у ребенка барабанная пластинка не полностью срастается с каменистой частью височной кости, а между ними остается зазор, это грозит глухотой, так как получается, что барабанная перепонка частично крепится на мягкие ткани, отчего звуковое колебание передается хуже.
Уголок занудства
Височная кость приматов состоит из трех главных частей: чешуйчатой, каменистой и барабанной (или тимпанической). Чешуйчатая включает чешую, закрывающую мозговую коробку сбоку, а также скуловой отросток, закономерно соединяющийся со скуловой костью. Каменистая часть в числе прочего включает пирамиду, внутри которой расположено внутреннее ухо с органами слуха и равновесия. Барабанная часть у человека представлена тонкой пластинкой, ограничивающей слуховой проход снизу-спереди и срастающейся передним краем с чешуйчатой частью, а задним – с каменистой. Детали строения височной кости эволюционно весьма изменчивы и широко используются для установления родства животных.
Во времена первых обезьян исчез подшерсток. Полуобезьянам и долгопятам он нужен, так как они маленькие и быстро остывают, причем активны по ночам, когда холоднее. Некоторые современные широконосые тоже обладают подшерстком, но узконосые – никогда, стало быть, его утрата приходится на момент сразу после разделения эволюционных ветвей обезьян Старого и Нового Света. Кстати, значит ли это, что широконосые, не обладающие пухом, избавились от него независимо от узконосых? Крупные размеры, фруктовая диета и дневной образ жизни в тропиках сделали утепление неактуальным. Как часто приходится жалеть об этом долгими северными зимами!..
Мы стремительно близимся к развязке… Прошло уже почти четыре миллиарда лет, как появилась первая жизнь, и разница между долгопятом и человеком, по сути, ничтожна – в глобальном масштабе от первых РНК и белков.
