11
Гигантский павлиний глаз
«Иди сюда скорее! Иди посмотри на этих огромных, как птицы, бабочек!»
С этими словами взволнованный Поль, маленький сын Фабра, вбежал в отцовскую комнату. Казалось, что огромные самцы большого ночного павлиньего глаза заполонили почти весь дом. Служанка бешено гоняла их, приняв за летучих мышей. Фабр взял свечу и пошел в свой кабинет, в котором он тем же днем оставил под колпаком из металлической сетки только что вылупившуюся самку этого вида бабочек.
То, что мы тогда увидели, невозможно забыть. С мягким хлопаньем крыльев огромные бабочки летают вокруг колпака, останавливаются, улетают, опять подлетают, поднимаются к потолку, потом спускаются вниз. Они кидаются на свечу, тушат ее ударами крыльев, садятся на наши плечи, цепляются за одежду, касаются наших лиц. Это пещера волшебника, где вихрем носятся нетопыри. Их здесь около двадцати. Прибавим сюда тех, что заблудились в кухне, в детской и в других комнатах, – и тогда общее число дойдет до сорока. Они явились, уведомленные, не знаю как, со всех сторон, чтобы выразить свой пыл той бабочке, которая вылупилась в тиши моего кабинета.
Фабр заинтересовался, какая странная сила привлекла той теплой ночью в его дом в Провансе такое количество исполненных любви бабочек. Он справедливо подозревал, что ее ключевым элементом был запах, испускаемый самкой, а самцы обнаруживали его при помощи своих замысловатых кружевных усиков. Теперь мы знаем, что такие самцы бабочек способны учуять запах полового феромона самки, готовой к спариванию, и прилететь к его источнику за несколько километров. Многие насекомые именно по запаху находят партнеров для спаривания, пищу или места, подходящие для откладывания яиц.
Поскольку шлейфы запахов, на которые ориентируются насекомые, очень быстро рассеиваются в воздухе и теряют интенсивность, насекомое может исходно реагировать даже на одну-единственную ароматическую молекулу; однако такие шлейфы часто полностью рассеиваются в движущихся воздушных потоках. Таким образом, обнаружение источника имеющегося в воздухе запаха не сводится, как считалось раньше, к простому перемещению по следу, устойчиво становящемуся все отчетливее (по «градиенту концентрации»), до самого его источника.
Вопрос о том, как именно насекомым удается решать эту сложную задачу, вызывает много споров. Помимо того что павлиноглазки Фабра рыскали из стороны в сторону, пытаясь снова поймать запах, когда они его теряли, и летели в основном против ветра, они, вероятно, использовали и другие сигналы, которые получали при помощи пары своих чрезвычайно чувствительных усиков.
Достоверно известно, что медоносные пчелы меняют курс при появлении различий в химическом составе воздуха, обдувающего каждый из их усиков; то же делают и дрозофилы. А недавние исследования доблестного муравья-бегунка показали не только то, что он использует при поисках своего гнезда ольфакторные (запаховые) ориентиры (в дополнение к визуальным, о которых мы говорили выше), но и то, что для эффективной работы этой системы ему необходимы оба усика. Процессу сравнения сигналов, поступающих на каждый из усиков, дали колоритное название «стереообоняние», причем даже может быть, что оно предоставляет в распоряжение животного своего рода «ольфакторный компас».
В конце 1940-х годов молодой исследователь Артур Хаслер пытался выяснить, как рыбы различают по запаху разные растения. На него произвела сильное впечатление работа Конрада Лоренца, который незадолго до этого открыл принцип «импринтинга» – быстрой, необратимой формы обучения, которая создает у некоторых видов животных жестко фиксированные схемы поведения. Как известно, Лоренц показал, что у только что вылупившихся гусят происходит импринтинг на первый движущийся объект, который они видят, после чего слепо следуют за ним, даже если этим объектом оказывается ученый в резиновых сапогах, а вовсе не матушка-гусыня.
Хаслера также интересовало, как взрослые особи лосося, которые в течение нескольких лет отъедаются, растут и достигают зрелости в открытом океане, возвращаются для размножения в те же самые реки, в которых они родились. Этот факт был надежно подтвержден благодаря поимке рыб, помеченных еще мальками. Но как именно им удается это необычайное свершение, было совершенно неизвестно.
Однажды, когда Хаслер был в походе по диким горам Уосатч в штате Юта, с ним произошло событие, подтолкнувшее его к озарению.
Я подошел к водопаду, который был совершенно скрыт из виду скалой; и все же, когда из-за скального выступа подул прохладный ветерок, доносивший аромат мха и аквилегии, перед моим мысленным взором внезапно возникла подробная картина и этого водопада, и окружающего его горного склона. Более того, запах этот был настолько выразительным, что меня буквально захлестнули воспоминания о друзьях детства и поступках, давно изгладившихся из сознательной памяти.
Ассоциация была настолько сильной, что я сразу же вспомнил о загадке возвращения лосося. Такая связь образов заставила меня предположить, что каждая река содержит индивидуальный букет ароматов, которые запечатлеваются у лосося перед его миграцией в океан; впоследствии, по возвращении из моря, он узнает по ним свой родной приток.
Исходя из этой гипотезы, Хаслер и его коллеги провели серию хитроумных экспериментов и смогли доказать, что у лосося в принципе может происходить импринтинг уникальных запахов, которые характеризуют его родную реку, и рыбы могут использовать их для нахождения обратной дороги из моря.
В 1970-х годах Хаслеру удалось привлечь лососей, выращенных в садках, в реки, ароматизированные одним из двух синтетических химических веществ, которые эти рыбы могли чувствовать в течение короткого времени за несколько лет до того. В промежутке между этими событиями рыбы не могли столкнуться с этими запахами, но тем не менее сохранили память о них. Та же самая методика пригодилась впоследствии для привлечения лосося в только что вычищенные Великие озера – до этого рыба покинула их воды, спасаясь от загрязнения.
Тот факт, что лосось использует в поисках обратной дороги запаховые сигналы, теперь надежно установлен. Но сочетания запахов, вероятно, действуют на разных стадиях жизненного цикла рыб в дикой природе, и в своих путешествиях вверх и вниз по рекам они могут ориентироваться по целым последовательностям ясно различимых «обонятельных указателей».
Что касается человека, мы способны отличать приятный запах от неприятного, но лишь немногие из нас обычно обращают большое внимание на ольфакторную информацию, по меньшей мере осознанно. Наше внимание монополизировано зрением и слухом.
Однако при наличии соответствующих условий мы можем вполне успешно ориентироваться по запахам. Я помню, как однажды ночью, приближаясь к берегу филиппинского острова Лусон, я уловил насыщенный аромат влаги и гниения. В этот момент яхта, на которой я находился, была еще далеко в море. Легкий береговой бриз доносил этот запах с заросших джунглями гор, еще скрытых в темноте. Если бы мы не знали, где находимся, этот экзотический аромат подсказал бы нам, что мы приближаемся к острову. Запахи могут быть полезны и в гораздо более холодных водах. Утверждается, что по вони гуано можно узнать о присутствии айсбергов, скрытых туманом или темнотой, хотя лично со мной такого никогда не случалось. Заблаговременные предупреждения такого рода, должно быть, спасли жизнь немалому количеству моряков.
Гарольд Гатти, один из лучших штурманов XX века, рассказывает историю горного проводника Эноса Миллса, которого при одиночном переходе в Скалистых горах, на высоте 3650 метров и на расстоянии многих километров от ближайшего жилья, поразила снежная слепота. Оказавшись в такой безнадежной ситуации, пожалуй, любой из нас впал бы в панику, но Миллс сохранял спокойствие: «Мои умственные способности были чрезвычайно обострены. Я даже не думал о возможности фатального исхода».
Он ничего не видел. Тропы были завалены толстым слоем снега, но он ясно представлял себе карту того пути, которым ему нужно было идти. Осторожно волоча ноги в снегоступах, он находил деревья своим посохом и ощупывал их кору в поисках зарубок, которые он сделал топориком, еще когда шел в обратную сторону.
После того как Миллс выжил, хотя и с трудом, в снежном оползне, а затем перелез через крупные валуны и пробрался сквозь густой подлесок, он ощутил знакомый запах дыма от осиновых дров. Размеренно продвигаясь против ветра, он чувствовал, что постепенно запах становится сильнее. Наконец, все еще ничего не видя, Миллс остановился, прислушиваясь к звукам человеческого жилья. Тут-то он и услышал вежливый голос маленькой девочки, спросившей его: «Вы останетесь тут на ночь?»
Дарвин, секс и охота
В том пренебрежении, с которым мы по большей части относимся к своим носам, часто винят Аристотеля. Он, несомненно, был невысокого мнения об обонянии и высокомерно заявил, что «мы не обладаем этим ощущением во всей отчетливости, – оно у нас хуже, чем у многих животных». Он считал, что обоняние годится только на то, чтобы оберегать наше здоровье, предупреждая нас об испортившейся пище.
Но в этом виноват и французский антрополог и нейроанатом Поль Брока (1824–1880). Как ни странно, воззрения Брока на человеческое обоняние были связаны с его религиозным скептицизмом. Пропагандируя идеи Дарвина, Брока утверждал, что «просвещенный разум» человека не имеет никакого отношения к существованию у него богоданной души, а является исключительно следствием большого размера лобных долей нашего мозга. Более того, нами, в отличие от многих других животных, не управляет обоняние, и поэтому мы можем сознательно контролировать свое поведение.
Стало быть, наша драгоценная «свобода воли» – всего лишь следствие недоразвитости нюха. Римско-католическая церковь была не в восторге от этой идеи.
Утверждение Брока было основано на том наблюдении, что обонятельная луковица человека – та часть мозга, которая принимает сигналы от обонятельных рецепторов, расположенных в носу, – мала относительно общего размера нашего мозга. В этом отношении мы весьма сильно отличаемся от «низших» животных, например собак или крыс, которые, как он полагал, являются «рабами» своих органов обоняния. А отсюда оставался всего один короткий – хотя и ошибочный – шаг до утверждения о слабости обоняния человека, и последующие поколения ученых принимали эту точку зрения, не удосуживаясь проверить ее справедливость. Это псевдонаучное утверждение повторялось снова и снова.
Даже сам Дарвин считал, что обоняние «мало или вовсе не нужно» человеку, который, как он предполагал, унаследовал его «от какого-нибудь отдаленного предка» в «ослабленном» и «зачаточном состоянии». Однако он соглашался, что обоняние «способно вызывать у человека с такою живостью представления и образы „забытых мест и лиц“». В распространении этого мифа сыграл свою роль и Зигмунд Фрейд, утверждавший, что, хотя у других животных обоняние стимулирует инстинктивное половое поведение, его слабость у человека способствует подавлению сексуальности и возникновению психических заболеваний.
Все они – и Аристотель, и Брока, и Дарвин, и Фрейд – заблуждались относительно обоняния. Хотя в 1920-х годах были произведены некоторые приблизительные расчеты, из которых следовало, что мы способны различать всего лишь около 10 000 запахов, на самом деле наши способности гораздо шире. Собственно говоря, в одном недавнем исследовании утверждается, что эту цифру следует увеличить по меньшей мере до одного триллиона (единицы с 12 нулями).
Хотя к результатам этой работы возникли претензии методического плана, наше обоняние никак нельзя назвать слабым. Один из специалистов в этой области недавно заметил:
Человек с полноценной обонятельной системой способен обнаруживать практически все летучие химические вещества в количестве, превышающем один или два атома, до такой степени, что научный интерес представляет регистрация тех немногих ароматических веществ, которые чувствуют не все люди.
Как пишет ведущий специалист по обонянию Джей Готфрид, химические чувства – запаха и вкуса – возникли около миллиарда лет назад.
Для бактерии, пробиравшейся сквозь докембрийский суп из химических веществ, обоняние было полезной, хотя и примитивной биологической адаптацией, достаточной для химического распознавания сахаров, аминокислот и других мелких молекул… [и хотя] насекомые, грызуны и псовые обладают необычайной остротой нюха, поражают даже возможности человеческого обоняния: человек способен различать ароматические вещества, отличающиеся друг от друга всего одним атомом углерода, а также обнаруживать некоторые из ароматических веществ лучше, чем даже крысы.
Хотя обонятельная луковица человека мала по сравнению с суммарным объемом нашего – очень крупного – мозга, ее абсолютные размеры весьма велики. Например, она больше, чем соответствующие отделы мозга крыс и мышей, и содержит огромное количество жизненно важных единиц обработки информации, которые называются обонятельными клубочками, или гломерулами. Более того, хотя у собаки приблизительно в десять раз больше обонятельных рецепторов, чем у человека, гломерул у нас больше, чем у них. К тому же обонятельная луковица человека имеет прямой канал связи с префронтальной корой – той частью мозга, которая управляет процессами принятия решений верхнего уровня. Этим обоняние отличается от остальных чувств: сигналы от рецепторов других сенсорных систем поступают сначала в другую часть мозга, называемую таламусом, – своего рода фильтр, который решает, что́ заслуживает нашего сознательного внимания.
И это еще не все. Бо́льшая по сравнению с другими животными часть человеческого мозга связана с анализом и интерпретацией информации, поступающей от обонятельной луковицы. Поскольку наш мозг способен «заполнять пробелы», мы умеем узнавать характерные запахи по фрагментарным сигналам и интегрировать разные ароматы в «познавательное целое», несущее в себе смысловое и эмоциональное наполнение.
Именно такой процесс интеграции описан в знаменитом отрывке из Марселя Пруста:
Но в то самое мгновение, когда глоток чаю с крошками пирожного коснулся моего нёба, я вздрогнул… Сладостное ощущение широкой волной разлилось по мне, казалось, без всякой причины. <…> сущность эта была не во мне, она была мною. <…>
И вдруг воспоминание всплыло передо мной. Вкус этот был вкусом кусочка мадлены, которым по воскресным утрам в Комбре… угощала меня тетя Леония, предварительно намочив его в чае или в настойке из липового цвета…
По словам выдающегося нейробиолога (и гастронома) Гордона Шеперда, необычайно сложный механизм, имеющийся в нашем распоряжении для обработки ольфакторных сигналов, «открывает перед человеком более богатый мир запахов и вкусов, чем перед другими животными».
Люсия Джейкобс, профессор психологии Калифорнийского университета в Беркли, энергично пропагандирует гипотезу о важнейшем значении вкуса и обоняния, причем не только у людей, но и во всем животном царстве.
Джейкобс сказала мне, что эти близкородственные химические чувства играют очень важную роль в нашей жизни, хотя мы часто и не подозреваем о том влиянии, которое они на нас оказывают. Например, женщины предпочитают в качестве половых партнеров мужчин, иммунная система которых как можно сильнее отличается от их собственной. Это бессознательное пристрастие вполне логично, так как оно обеспечивает бо́льшую вероятность получения здорового потомства, но основывается оно на различиях в запахе мужчин. Что может быть важнее этого? А явственные «коктейли телесных запахов», которые испускает каждый из нас, передают информацию об уровнях беспокойства и агрессивности. Возможно, именно поэтому мы склонны бессознательно обнюхивать свои руки после рукопожатия с незнакомцами.
Одна из причин, по которым мы недооцениваем возможности своего обоняния, состоит в том, что наши носы находятся слишком высоко над землей. Поэтому мы не замечаем многих запахов, которые были бы доступны нам в противном случае. Но человек, подражающий энергично вынюхивающей собаке, может открыть для себя поистине удивительное количество нового. Этот метод используют для охоты и выслеживания дичи индейцы-ботокуды в Бразилии и коренные жители полуострова Малакка, и даже калифорнийским студентам, вставшим на четвереньки, на удивление хорошо удается идти по ароматическому следу.
Сама Джейкобс продемонстрировала, что люди, лишенные зрительных и слуховых ориентиров, способны распознавать местоположение по его уникальной смеси запахов и впоследствии возвращаться к нему, используя только обоняние. Как она отмечает, этот результат был неожиданным, потому что «мы предполагаем, что, даже если бы люди обладали острым обонянием, они использовали бы его не столько для навигации, сколько для различения и распознавания запахов».
По меткому выражению Джейкобс, мы «ослеплены зрением». Зрение – наш «стандартный режим работы», господствующий в нашей сенсорной картине мира. Мы настолько сильно полагаемся на него, что это ограничивает наши представления о том, что вообще возможно в области чувственного восприятия, как у нас самих, так и у наших родственников-животных. И эта ограниченность особенно важна, когда речь идет о навигации.
Джейкобс считает обоняние «основным каналом управления» у позвоночных. Она отмечает, что запахи «бесконечно комбинируемы». Это значит, что существует бесконечное число возможных запахов, каждый из которых в принципе может служить уникальным маяком или ориентиром. К тому же запахи можно обнаруживать на большом расстоянии, причем они дают животному бесценную ориентирующую информацию – возможно, даже служат основой своего рода карт. Это может быть особенно полезно, когда животное находится в совершенно незнакомой местности.
* * *
Многие млекопитающие, живущие на суше, по-видимому, очень хорошо умеют находить дорогу домой – даже на весьма больших расстояниях. В их число входят олени, лисы, волки, полярные медведи и гризли, не говоря уже о собаках и кошках.
Интересная информация по этой теме была получена из данных слежения за 77 американскими черными медведями, которых специально увезли от мест их обитания. Усыпленных медведей, находившихся в бессознательном состоянии, «переместили» на расстояние в среднем чуть более 100 километров – достаточно далеко, чтобы они заведомо оказались за пределами знакомой территории.
В момент выпуска медведей регистрировалось направление, в котором они начинали двигаться; считалось, что медведь вернулся на прежнее место, если его обнаруживали на расстоянии не более 20 километров от точки поимки. Медведи продемонстрировали выраженную тенденцию к движению в сторону дома, и 34 из них смогли вернуться домой до того, как их подстрелили или снова поймали – или перестали работать передатчики, установленные у них на ошейниках. Один из медведей вернулся к себе, преодолев расстояние 271 километр. В среднем эти путешествия заняли у медведей почти 300 суток, но как именно они находили дорогу, остается до обидного непонятным.
