Kitobni o'qish: «Тайная сила обоняния. Доверься носу. Иди за инстинктами»

Bill Hansson

DIE NASE VORN.

EINE REISE IN DIE WELT DES GERUCHSSINNS

Originally published as «Die Nase vorn. Eine Reise in die Welt des Geruchssinns»

Copyright © 2021 S. Fischer Verlag GmbH, Frankfurt am Main

© Глазкова Т.Ю., перевод на русский, 2024

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2024

* * *

Введение

Холодные месяцы позади. Поля только что вспаханы. Воздух впервые с начала года кажется по-настоящему теплым. В нем витает особый приятный запах. Для всех, кто пережил такой момент, аромат означает именно это: весна, свежая земля, пашни. Нас может унести в прошлое воспоминание, спрятанное где-то в глубине мозга. Едва ли любой другой сенсорный опыт столь активно вызывает в воображении картины давно минувших дней, как полученный через обоняние. Воспоминания как будто только и ждут, когда подходящий запах пробудит их.

В литературе один из самых ярких примеров способности запаха вызывать воспоминания можно найти в первом из семи романов шедеврального цикла Марселя Пруста «В поисках утраченного времени» (оригинальное название на французском – A la recherche du temps perdu). Сладкий аромат «Мадлен», маленьких бисквитных печений, невольно будит воспоминания о детстве и взрослой жизни автора.

Но обоняние – это не уникальная особенность людей. Все живые существа, позвоночные и беспозвоночные, от насекомых до людей, используют сенсорные системы для восприятия окружающей среды и общения друг с другом. В ходе эволюции многие биологические виды стали в той или иной степени зависимы от информации определенного типа. Цикады и летучие мыши в основном используют звуковые волны, стрекозы и люди часто полагаются на визуальные образы, а мотыльки, свиньи и собаки славятся своим острым нюхом.

Мы, люди, на самом деле очень рассчитываем на зрение и склонны забывать о других чувствах. Особенно это касается нашего обоняния – отчасти потому, что в наши дни мы меньше доверяем химической информации. Но и для нас в запахе есть нечто важное. Что-то, чего мы хотим избежать. Только подумайте, сколько усилий мы прилагаем, чтобы скрыть, замаскировав искусственными ароматизаторами или нейтрализовав дезодорантом, собственный естественный запах. Мы думаем, что меньше, чем другие живые существа, зависим от полученной благодаря обонянию информации, но в действительности это не так. Многие важные аспекты нашей жизни сильно зависят от запаха. О том, какие именно, я подробнее расскажу в главе о человеческом обонянии.

Животным острый нюх абсолютно необходим для выживания и размножения. Еще в XIX веке французский энтомолог Жан Анри Фабр заметил, что самка бабочки в клетке у него дома привлекает большое количество бабочек-самцов, и предположил, что это связано с запахами. Сегодня мы знаем, что он был на правильном пути. Самец мотылька следует за запахом, который самка оставляет в виде ароматного следа в гомеопатической концентрации; это делает мотылька, по-видимому, величайшим нюхачом среди всех животных.

Когда лосось возвращается на нерест в тот же рукав реки, где он родился, он ориентируется по запаху. Без обоняния он бы потерялся. Запахи в воде крайне специфичны: каждый приток имеет свои особенности.

Кобели так же, как мотыльки, стремятся учуять запах самки в течке, но их нюх не такой острый. Тем не менее чувствительность к запахам у собак в тысячу раз выше, чем у нас, людей. Мы используем их способности во многих ситуациях, таких как охота и выслеживание, поиск оказавшихся под руинами после землетрясения и даже диагностика рака. Для собак большая часть жизни протекает не столько в визуальной среде, сколько в атмосфере запахов, соответственно, и прошлое они воспринимают не в виде зрительных впечатлений, а в виде запахов. Ароматы остаются в окружающем мире и могут рассказать нашим четвероногим друзьям, что произошло или кто прошел мимо, много часов спустя.

Долгое время считалось, что у птиц нет обоняния или оно очень плохое. Сегодня мы знаем о птичьем нюхе больше. Грифы могут издалека уловить характерные молекулы запаха, исходящие от мертвого животного. Альбатросы и другие морские птицы находят дорогу к богатому планктоном участку по запаху, который обещает им успешную рыбалку.

Возможно, еще более удивительно то, что растения также могут посылать друг другу ароматические сообщения. Они также манипулируют друзьями и врагами с помощью очень специфических запахов. Например, если растение атакуют личинки бабочки, оно изменяет выделяемые летучие вещества. Эти молекулы играют две полезные роли. С одной стороны, они предупреждают соседей того же вида, что идет нападение, поэтому нужно активировать их защитные системы до того, как до них доберутся вредители. А с другой стороны, летучие вещества иногда могут служить и зовом о помощи: они привлекают естественных врагов этих личинок. Враг моего врага – мой друг. Даже в растительном мире. Кроме того, растения эволюционировали, чтобы привлекать насекомых, от которых зависит их опыление. Обычно этот процесс взаимовыгоден, но иногда растение обманом заставляет насекомых опылить его, не давая ничего взамен.

Все эти примеры ясно показывают, что выживание и размножение большинства живых существ зависит от обонятельной информации. Те, кто способен чувствовать химическую среду, могут адаптироваться к условиям окружающего мира, находить пищу или партнера и избегать множества врагов, токсинов и патогенов.

Но прежде чем мы сможем понять, как работает запах, нам нужно узнать, что это такое. Запах и вкус состоят из химической информации. Молекулы, растворенные в воде, дают нам вкус, а когда они находятся в воздухе, мы чувствуем их запах. Кусочек сахара не пахнет, потому что его молекулы слишком тяжелые и не взлетают, в то время как молекулы, которые исходят от лимона, нельзя спутать ни с чем другим. Молекулы лимона и цитрали¹ легко попадают в наши ноздри. Но не все испускаемые молекулы являются запахами. Они становятся частью запаха – например банана – только в том случае, если другое живое существо может их воспринять. Количество химических соединений поистине впечатляет. Банан испускает сотни различных молекул. Лишь немногие из них представляют собой настоящие молекулы запаха, которые могут уловить рецепторы насекомых или человеческий нос; все остальные – просто летучие вещества.

Чтобы иметь возможность воспринимать запахи, всем животным нужна некая система обнаружения. Особая часть нервной системы должна контактировать с окружающей средой и иметь специфические рецепторы, распознающие соответствующие молекулы. Эти рецепторы – специальные устройства распознавания – необходимы, поскольку нервы как таковые не могут ни видеть, ни обонять.

Чтобы видеть, людям нужны только три типа рецепторов, которые поглощают весь видимый свет. Свет состоит из более медленных или более быстрых волн, частота колебания которых вызывает впечатление разных цветов. Совсем иначе устроено обоняние. Каждая молекула аромата обладает уникальными химическими свойствами, которые отличают ее ото всех других молекул. Вот почему у нас не три обонятельных рецептора, а около четырехсот. В противном случае мы не смогли бы воспринимать миллионы различных запахов.

Большинство рецепторов реагируют на целый спектр молекул. Их активация похожа на игру на фортепиано. Если вы нажмете четыреста клавиш-рецепторов, то сможете воспроизвести миллионы мелодий запахов. Как только нервы в нашем носу улавливают молекулы запаха, сигналы направляются в определенную область мозга, где информация передается в клубочки (гломерулы) – маленькие шарики нервной ткани. Каждый клубочек получает сообщения от нервов, связанных с определенным типом рецепторов. Соответственно, «мелодия» транслируется в трехмерную карту деятельности. Эта карта считывается нейронами следующего уровня и передается в другие области мозга, такие как гиппокамп и миндалевидное тело, где значение запаха кодируется и помещается в контекст. Я вернусь к важности этих областей и всей системы позже.

Интересно, что обонятельная система имеет в основном сходное строение у большинства изученных до сих пор живых оргазизмов (за исключением растений). Периферические нервы с рецепторами сходятся в клубочки нервной ткани и в конечном итоге связаны с определенными областями мозга. Мы видим одни и те же строительные блоки у самых разных живых существ, от мух до людей.

Итак, хотя обоняние устроено более или менее одинаково у всех животных, оно, несомненно, имеет различное происхождение. Конвергентная эволюция на длинном пути от насекомых к человеку, вероятно, породила сходство между представителями различных классов. Для того чтобы все живые существа могли чувствовать запахи, их нос должен быть оснащен какой-либо формой химических детекторов, нейронов, которые могут улавливать различные молекулы в воздухе или в воде.

Восприятие и идентификация молекул происходят в обонятельных рецепторах, которые расположены в мембране обонятельных нервов – чувствительных нейронах. Рецепторы состоят из белков, молекулярные цепочки которых семь раз пронизывают мембрану нервной клетки. Они образуют карманы и складки, в которые молекулы аромата входят, как ключ в замок. Если ключ соответствует, он запускает нейрохимический процесс, называемый каскадом передачи, который приводит к электрической реакции нервной клетки. Затем этот сигнал может пройти по аксону нейрона к первой обонятельной станции мозга.

Но прежде чем изучить, что происходит в мозге, давайте посмотрим на микроокружение обонятельных сенсорных нейронов. В носу всех млекопитающих, птиц и других наземных позвоночных нервные клетки контактируют напрямую с воздухом. Это единственное место в нашем теле, где нейроны непосредственно подвергаются воздействию среды. Поэтому нос снабжен защитным слоем слизи, который окружает открытые нейроны. У насекомых и других членистоногих нейроны заключены в маленькие волоски на антеннах и педипальпах («носах» насекомых). Каждый из этих крошечных волосков также содержит слизь. По составу она похожа на морскую воду, но в ней много белков, поэтому слизь становится вязкой и сложнее испаряется. Белки также помогают жирным молекулам растворяться в «морской воде» носа.

От антенн и носа обонятельные сенсорные нейроны тянут свои аксоны к обонятельной луковице (у позвоночных) или антенной доле (у членистоногих) головного мозга. Эти первичные обонятельные центры мозга более или менее сходны у всех описанных здесь животных. Аксоны нейронов идут от носа к маленьким шарикам нервной ткани, называемым клубочками. Каждый тип обонятельных нейронов, продуцирующих обонятельные рецепторы определенного типа, нацеливается на определенный клубочек в луковице/доле. Таким образом, когда нейроны в носу или антеннах активируются, клубочки «раскрашиваются» картой активности. У насекомых – от пятидесяти до пятисот клубочков, у мыши их около двух тысяч, а у человека – еще больше.

Обработка информации частично происходит в обонятельной луковице или антенной доле с помощью рассеянных локальных нейронов, которые транспортируют информацию от одной маленькой сферы к другой и тем самым создают возможность влияния разных запахов друг на друга. В конце концов обработанное сообщение выходит из доли/луковицы через нейроны, связанные с высшими отделами мозга; здесь происходит восприятие, запоминание, принятие решений и другие когнитивные процессы.

А как насчет множества обонятельных сообщений, которые передают представители одного биологического вида друг другу и представителям другого вида? Что ж, для таких нейромедиаторов существует специальная терминология. Подробнее о ней рассказывается в следующих главах, здесь мы лишь упомянем некоторые из терминов.

Пахучее вещество, которое передает сообщение между особями одного и того же вида, называется феромоном. Типичный пример можно найти у сук, которые, когда у них течка, посылают обонятельное сообщение, которое призывает всех кобелей в этом районе: «Приходите и спарьтесь со мной!» В следующих главах мы приведем много примеров феромонов и их действия.

Другие нейромедиаторы передают сообщения между разными видами. Обычно их различают в зависимости от того, кто получает от них пользу: отправитель или получатель. Если они приносят пользу получателю, говорят о кайромонах. Типичным примером может служить запах, испускаемый животным-жертвой – допустим, мышью, которую затем съест хищник, например кошка.

Если же запах полезен отправителю, это алломон. К этой категории относятся все аттрактанты, а также защитные механизмы, такие как у скунса, который распыляет вонючую жидкость, чтобы отогнать врагов.

И, наконец, запах-послание может принести пользу обеим сторонам. Такое вещество называется синомоном. Классический пример синомона – запах цветов, опыляемых насекомыми: цветок оплодотворяется, а насекомое получает вознаграждение в виде нектара и пыльцы.

Люди накопили большой объем информации о том, как работает обоняние, какие молекулы задействованы и какие поведенческие реакции оно вызывает. Обладая этими знаниями, мы можем планировать разные стратегии, которые принесут нам многочисленные выгоды. Электронные «носы» уже помогают нам в диагностике заболеваний, проверке безопасности и мониторинге загрязнения окружающей среды. Кроме того, существует огромная индустрия, занимающаяся изобретением новых соблазнительных ароматов для тела. Когда свиновод хочет оплодотворить свиноматку, он покупает синтетические феромоны хряка, чтобы настроить ее на нужный лад. Многие виды насекомых также можно контролировать с помощью ароматов растений или феромонов.

В этой книге мы исследуем увлекательный мир ароматов на примерах из окружающей жизни. Получив знания о наших собственных органах обоняния, их функциях и строении, мы сможем рассмотреть системы других видов и даже классов.

В нескольких главах я поделюсь увлекательными открытиями, сделанными в ходе моих собственных исследований и исследований моих коллег. Это будут истории о разных животных, а также о том, как запахи растений влияют на окружающую среду. Я начну с возможного влияния изменения климата на экологию запахов и закончу обзором того, как люди используют обширные знания о запахах и поведении, управляемом запахами, в своих интересах.

Глава 1
Обоняние в антропоцене

Любой, кто прошел бы по улице города тысячу лет назад, вероятно, получил бы совершенно другие сенсорные впечатления, чем мы сегодня. Если бы мы попали в 1021 год, то не увидели бы ни машин, ни самолетов, ни кораблей. Может быть, нам не удалось бы даже пройти по настоящей улице в современном понимании этого слова. Мир, без сомнения, тогда был значительно тише. Таковы были бы наши слуховые и зрительные впечатления. Но как же запахи?

Обоняние имеет несколько уровней, и в этом контексте можно задать множество вопросов: пахнем ли мы и наша окружающая среда сегодня иначе, чем тысячу лет назад? Или чем сто лет назад? Как изменились запахи в нашей среде за эти годы? Как мы, люди, повлияли на сложный ландшафт ароматов вокруг нас? Изменилось ли наше собственное обоняние и восприятие запахов? Как наша деятельность повлияла на способность чувствовать запахи? Какие процессы привели к изменениям обоняния человека и животных?

Во-первых, в 1021 году мы не почувствовали бы волну автомобильных выхлопов или зловоние местных очистных сооружений. Синтетические запахи – например духов, дезодоранта или новой машины – тогда тоже отсутствовали. И даже естественные запахи, вероятно, были другими.

С тех пор как люди вторглись во все уголки земли, мы всегда находили способы изменять и эксплуатировать окружающую среду. Приведу лишь несколько примеров: мы вырубили леса, засадили поля зерновыми, уничтожили многие растения и животных и индустриализировали мир. Эту новую геологическую эпоху, в которую мир резко изменился в результате деятельности человека, часто называют антропоценом¹.

Четкое определение времени начала этой эпохи до сих пор является предметом обсуждения. Гипотезы зарождения антропоцена основываются на самых разных исторических моментах: от начала сельскохозяйственной революции, около десяти или пятнадцати тысяч лет назад, до конца Второй мировой войны, то есть периода, отмеченного испытаниями ядерного оружия, экономическим бумом 1950-х годов и сопровождавшими его резкими социально-экономическими и климатическими изменениями.

Но какую бы точку отсчета мы ни выбрали, ясно одно: люди оказывают огромное влияние на планету в целом, а также на каждый вдох и выдох, которые делаем мы и другие животные. Точно так же мы воздействуем на молекулы, которые содержатся в каждом из этих вдохов и выдохов.

Наш изменчивый обонятельный ландшафт

Во-первых, давайте посмотрим на естественные запахи и на то, как они меняются. Тысячу лет назад природа практически не подвергалась влиянию человека. Многие виды растений и животных вместе населяли поля и леса. Повсюду росли цветы. Ель и сосна соседствовали с лиственными деревьями. Ключевое понятие, характеризующее природу того времени, – биологическое разнообразие. Со временем люди все активнее вырубали или выжигали леса, превращали цветущие луга в пахотные земли. Все эти изменения привели к массовому распространению нашего вида и увеличению количества человеческих особей. В то же время постепенно происходили глубокие изменения в обонятельном ландшафте нашей среды.

Вместо смешанных лесов с их разнообразием пород мы создали крупномасштабные монокультуры деревьев. Соответственно, и запахи стали более простыми – сравним запах современного елового леса с ароматом древнего смешанного. Вы и сами можете сравнить, когда в следующий раз окажетесь в лесу.

Такое же упрощение происходило параллельно на полях. Огромные монокультуры теперь можно найти там, где раньше было большое биологическое разнообразие. Прерии Северной Америки превратились в бескрайние поля кукурузы и пшеницы. Та же участь постигла и европейские луга. Ощущая так называемые естественные запахи вокруг нас, мы должны осознавать, что обонятельный ландшафт претерпел значительные изменения. Как это произошло?

Разрушительная роль CO₂

Когда мы ведем автомобиль, летим в самолете или занимаемся промышленной деятельностью, мы выделяем много веществ, влияющих на климат и молекулярный состав атмосферы. Одним из наиболее широко освещаемых изменений, связанных с антропоценом, является увеличение в окружающей среде объема углекислого газа, CO₂: оно способствует возникновению парникового эффекта, то есть резкому изменению глобальных температур, а также повышению кислотности океанов и общей дестабилизации климата².

CO₂ представляет собой слабо реакционноспособное соединение и не влияет напрямую на запахи в атмосфере, но может влиять на то, какие летучие вещества выделяет растение. Причина – в физиологических изменениях внутри растения. Углекислый газ увеличивает фотосинтез за счет сниженного потребления воды и изменения химического состава тканей растений³. Колебания уровня CO₂ также могут влиять на способность насекомых находить растения-хозяев. Мотыльки ощущают выброс CO₂, который происходит при раскрытии цветка, и используют его, чтобы найти своих поставщиков нектара. Если насекомым трудно найти нужные цветы из-за повышенного фонового уровня CO₂ в воздухе, это сказывается как на опылении, так и на заражении вредителями⁴.

При повышенном фоновом уровне CO₂ комарам труднее найти «донора крови», потому что этот газ является одним из основных обонятельных сигналов, которые комары используют для распознавания своих хозяев (см. главу 9)⁵. С точки зрения человека, это можно считать преимуществом, но есть и обратная сторона.

Уже доказано, что видообразование комаров резко ускоряется в периоды повышенного содержания CO₂ в атмосфере⁶. Это приводит к тому, что другие, более специфические запахи становятся эффективными в качестве потенциального механизма изоляции между новыми видами. С этой точки зрения прогнозируемое антропогенное повышение уровня CO₂ в атмосфере имеет важные последствия для здоровья человека и, потенциально, для эффективности опыления за счет изменения численности и распределения насекомых.

Так что на суше перспективы безрадостны. Но и в море не лучше. CO₂ растворяется в воде и образует угольную кислоту (H₂CO₃), которая увеличивает кислотность воды⁷. Исследования показали, что такая вода ухудшает обоняние морских обитателей. И независимо от того, помогает ли им обоняние избегать врагов, находить пищу или партнера, более низкий уровень pH океана значительно влияет на их жизнь и затрудняет подобную деятельность⁸. Пока неизвестно, смогут ли морская экосистема и пищевая сеть адаптироваться к изменившимся условиям.

Увеличение содержания газов и сдвиги температуры

В отличие от CO₂, озон (O₂) и оксиды азота (NO_x) могут оказывать прямое влияние на состав аромата благодаря своей окисляющей способности. В последнее время уровень обоих экологических токсинов в атмосфере увеличился и, как ожидается, продолжит расти⁹. По мере повышения уровня этих газов все более вероятно, что смесь запахов, которая помогает насекомым в поиске пищи, организмов-хозяев или мест откладывания яиц, изменится. Хотя каждый из этих аспектов имеет свои собственные последствия, взаимодействие между ними, в свою очередь, приведет к новым изменениям.

Газы NO_x образуются везде, где мы сжигаем какое-либо топливо. Они опасны для здоровья сами по себе и, кроме того, вызывают кислотные дожди и смог. Закись азота, также известная как веселящий газ, тоже способствует глобальному потеплению.

Метан вырабатывается в ходе многих естественных процессов: часто приводят в пример газы в кишечнике и отрыжку у коров. Однако сейчас он в том числе высвобождается в результате оттаивания тундры и таким образом способствует еще большему повышению температуры.

Озон образует в стратосфере вокруг Земли естественный защитный слой, поглощающий солнечную радиацию. Одновременно в нижних слоях атмосферы это основной компонент смога: он получается при взаимодействии солнечного света с различными техногенными выбросами.

Помимо различных газов, существует много гербицидов, фунгицидов и инсектицидов, используемых для борьбы с вредными сорняками, грибками и насекомыми. Такие химические вещества также оказывают заметное влияние на восприятие запаха. И, наконец, многочисленные виды деятельности человека высвобождают ионы металлов, которые могут напрямую влиять на обоняние.

Изменения температуры воздуха и моря являются ключевыми признаками антропоцена. Повлияют ли они на то, как мы ощущаем мир? Повышение температуры окружающей среды может непосредственно воздействовать на состав аромата, поскольку количество отдельных веществ в смеси зависит от их летучести. Но в результате могут измениться и физиологические реакции отправителя и получателя.

Мир насекомых

В последние годы появились вызывающие тревогу исследования, показывающие, что насекомые исчезают. В некоторых регионах Германии, например, биомасса насекомых сократилась более чем наполовину¹⁰. Столь резкое изменение среды обитания имеет серьезные последствия и для людей. Популяции пчел снижаются, а это означает, что фруктовые деревья не опыляются и мед не производится. Также страдают шмели и некоторые другие полезные виды насекомых.

И это еще не все. Насекомые являются основой питания многих птиц, поэтому пернатым не хватает пищи. Может ли уменьшение численности насекомых быть вызвано воздействием газов и загрязнения на запахи и обоняние? Это кажется вероятным, по крайней мере частично. Несколько исследований различных систем показали, что запахи меняются из-за выделяемых нами газов.

Например, опыление насекомыми. Коэволюция на протяжении миллионов лет настраивала взаимодействие цветов и насекомых к их взаимной выгоде (ну, в большинстве случаев; см. главу 13). Насекомые используют внешний вид цветов в первую очередь для ориентирования на больших расстояниях, а запах – при приближении. Если насекомое находит цветок, оно опыляет растение и получает в награду нектар и пыльцу. Однако здесь мы имеем дело с уязвимой системой. Мы можем доказать эту уязвимость, нарушив близкое обонятельное взаимодействие между цветком и насекомым (подробнее об этом исследовании см. в главе 7).

Если аромат цветка исчезает, то и опыление не происходит, и насекомое не может собрать нектар. Но поскольку это очень уязвимая система, для прерывания связи достаточно не полного исчезновения, а просто изменения запаха. И именно это происходит в результате загрязнения атмосферы газами, особенно озоном.

Воздействие озона

Озон обладает сильным окислительным действием, то есть он запускает химические реакции в других молекулах. В ходе эксперимента в моей лаборатории табачные бражники летели к определенному цветку в аэродинамической трубе. Сначала мы смоделировали условия, существующие сегодня в природе. Бражники быстро нашли цветок, опылили его и забрали нектар. Затем мы подвергли цветок воздействию озона в повышенной концентрации и снова наблюдали за поведением бабочек. Теперь насекомые явно потеряли ориентацию и уже не могли найти цветы. Когда мы проанализировали, какие молекулы выделяются из бутонов, оказалось, что вместо некоторых из них возникло другое вещество с совершенно другим запахом.

При таких концентрациях озона, которые возникают в теплые дни в ряде регионов мира, эффективность опыления растений насекомыми заметно снижалась. В ходе наших экспериментов мы исследовали, может ли воздействие озона уменьшить умение насекомых приспосабливаться. Именно это мы и обнаружили.

Если бы мы предложили мотыльку «новый» цветочный запах вместе с мощными визуальными сигналами, однократного восприятия нового запаха вместе с наличием нектара было бы достаточно, чтобы бабочка в будущем летела к богатому озоном запаху и воспринимала его как сигнал присутствия пищи¹¹. Как сказал Ян Малкольм в «Парке юрского периода»: «Жизнь всегда находит выход».

Однако в большинстве случаев выяснялось, что высокий уровень озона оказывает пагубное влияние на эффективность опыления пчелами, шмелями, мотыльками и другими насекомыми. То же самое относится и к другим газам – например, к выхлопным газам дизельных двигателей¹². Очевидно, что мы должны сделать все возможное, чтобы ограничить выбросы таких газов и максимально сократить их количество.

В другом исследовании моя коллега Джеральдин Райт изучала воздействие современных пестицидов на пчел-опылителей. Неоникотиноиды, в настоящее время наиболее широко используемые в мире инсектициды, менее вредны для птиц и млекопитающих, чем старые карбаматы и фосфорорганические соединения. Считалось, что меньшие количества менее вредны для полезных пчел. Однако, когда Джеральдин изучала обонятельные способности у медоносных пчел, подвергшихся воздействию неоникотиноидов в очень низких концентрациях, было обнаружено, что они серьезно нарушены¹³. И в этом случае обонятельная коммуникация и навыки, лежащие в ее основе, пострадали от действий людей.

Роль температурных колебаний

Температура также влияет на жизнь насекомых. При более высоких температурах все молекулы запаха испаряются намного быстрее и все пахнет сильнее. Поскольку у насекомых отсутствует терморегуляция – им не хватает способности поддерживать стабильную температуру тела, – их физиологические функции обычно точно настроены на температуру их среды обитания. Обоняние не является исключением. Жук, живущий в пустыне, может лучше всего ощущать запахи при 40 ℃. Тогда как мои измерения обонятельных нейронов в усиках зимней моли показывают, что оптимальная температура для этих бабочек составляет около 10 ℃ и система практически не функционирует при 20 ℃. Таким образом, постоянное повышение температуры, вызванное изменением климата, напрямую влияет на обоняние насекомых и, предположительно, многих других нетеплокровных животных.

Кроме того, повышение температуры позволяет насекомым продвигаться в новые регионы. Хотя их распространение не имеет прямого отношения к восприятию запахов, очевидно, что несколько общеизвестных видов насекомых, ориентирующихся на запахи, стремительно развиваются. В главе 9 речь пойдет о малярийном комаре. Это всего лишь один из многих видов, распространяющих болезни по всему миру. В настоящее время мы наблюдаем, как он перемещается на новые территории – в Европу и Северную Америку. Распространение вируса Зика из Южной и Центральной Америки на юг США также произошло благодаря комарам рода Aedes. Другие болезни, такие как лихорадка Западного Нила и лихорадка Чикунгунья, также распространяются по мере проникновения комаров-переносчиков в новые регионы¹⁴.

В главе 10 мы рассмотрим обоняние жука-короеда. Всего десять лет назад эти жуки каждый год производили одно поколение потомства, то есть каждая самка оставляла шестьдесят новых жуков. Сегодня в Центральной Европе мы имеем дело с тремя поколениями в год, то есть на одну самку приходится три тысячи потомков, которые впадают в спячку, уничтожив большое количество елей.

Исследования насекомых продолжаются

Если мы хотим знать, что именно, когда, как и где происходит, нам, безусловно, нужны дополнительные исследования. Решив лучше понять, как антропоцен влияет на обоняние насекомых, я основал Центр химической экологии насекомых нового поколения Общества Макса Планка (NGICE), где объединил для исследований в этой области специалистов из трех учреждений: из моего отдела эволюционной нейроэтологии в Институте химической экологии Общества Макса Планка в Германии, Шведского университета сельскохозяйственных наук и группы, исследующей феромоны на кафедре биологии университета Лунда (также в Швеции).

Наша общая цель – изучить влияние изменения климата, парниковых газов и загрязнения воздуха на химическую коммуникацию между насекомыми. Таким образом мы хотим внести свой вклад в решение глобальных проблем, связанных с климатическим кризисом, голодом и болезнями¹⁵.

Запах пластика

В 1907 году в Нью-Йорке бельгийский химик Лео Бакеланд изобрел бакелит – первый пластик, изготовленный из синтетических компонентов. С тех пор производство пластмасс приняло огромные масштабы. Сегодня мировое производство пластика оценивается в 360 миллионов тонн в год. Но почему это имеет значение для обонятельного восприятия?

Как подробно рассказывается в главе 4, птицы используют обоняние для разных целей. Для морских птиц способность чувствовать запах диметилсульфида (ДМС) – важная часть их обонятельной функции. Это соединение высвобождается из измельченного фитопланктона, часто при потреблении зоопланктоном. Так что для птиц сернистый газ – верный признак того, что поблизости много еды.

К сожалению, то, что животные воспринимают ДМС как сигнал о наличии корма, в век пластика создает проблему. Когда пластик плавает в воде в течение нескольких месяцев, он также выделяет ДМС, тем самым обманывая морских обитателей и заставляя их поверить, что он съедобен¹⁶. По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), мы ежегодно выбрасываем восемь миллионов тонн пластика в мировой океан¹⁷, и это, по примерным оценкам, более пяти триллионов крупных и мелких пластиковых частиц, и количество только увеличивается… Птицы по ошибке едят пластик, который забивает их пищеварительный тракт и в конечном итоге убивает их. Каждый год умирает около миллиона морских птиц, потому что их желудки полны наших пластиковых отходов.

Способность находить пищу в океане с помощью ДМС развилась не только у птиц. Тюлени и киты (см. главу 5), вероятно, используют ту же стратегию, подвергая себя таким же опасностям. При исследовании детенышей черепах у ста процентов этих крошечных существ уже был пластик в желудках¹⁸. Таковы серьезные экологические последствия массового производства одноразовых пластиковых предметов.

В Большом тихоокеанском мусорном пятне (одной из пяти свалок, обнаруженных в наших океанах) течения и ветра сгоняют выброшенный мусор (включая пластмассу и рыболовные снасти) на площадь примерно в два раза больше Техаса, или в три раза больше Франции, если сравнивать в масштабах Европы¹⁹. Поверхность воды в основном покрыта микропластиком. Согласно исследованиям, таких частиц уже может быть больше, чем зоопланктона, и они определенно нашли свой путь в Марианскую впадину, самую глубокую точку мирового океана²⁰. Нетрудно представить, какую роль играет эта негативная тенденция в жизни птиц и других морских существ, которых привлекает запах.

Изменение обоняния

Помимо запаха диметилсульфида в воздухе, воздействующего на птиц и других животных, существует также антропогенное химическое загрязнение, распространяющееся по водным путям, океанам, озерам и рекам. Рыбы, ракообразные и другие обитатели водной стихии плавают в бульоне из искусственных молекул. Некоторые из этих молекул наносят ущерб животным и их экологическим системам.

Подобно нашим обонятельным нейронам, нейроны рыб подвержены прямому воздействию окружающей воды и всех растворенных в ней веществ. В том числе меди. Согласно исследованиям, высокая концентрация меди пагубно влияет напрямую на функцию обонятельных нейронов рыб, морских и речных ракообразных. При продолжительном воздействии нарушается нормальное поведение при спаривании и поиске пищи, обусловленное запахом²¹.

Чтобы защитить наши посевы, мы распыляем разнообразные пестициды, которые рано или поздно попадут в водоемы. Большинство владельцев садов для борьбы с сорняками используют гербициды, содержащие глифосат. В экспериментах это соединение препятствовало поиску корма рыбами даже в тех концентрациях, которые встречаются в природе, а функция обоняния у кижуча была нарушена²². Многие другие химические вещества также оказывают прямое влияние на поведение рыб. Поскольку некоторые виды лосося чрезвычайно важны с экономической точки зрения, было проведено множество исследований того, как пестициды влияют на это семейство рыб. Как выяснилось, большое количество промышленных химикатов, которые мы используем в сельском и лесном хозяйстве, влияет на сексуальное поведение рыб и на поиск ими корма (см. главу 5). Интересно, что циперметрин, который используется для защиты лосося от лососевых вшей в рыбоводной промышленности, также оказывал влияние на его поведение.

Другой пример – 4-нонилфенол, который широко используется в качестве смачивающего агента как в промышленности, так и на очистных сооружениях. Это соединение в настоящее время можно обнаружить почти в каждом водоеме по всему миру. Когда ученые подвергли социальные виды рыб воздействию 4-нонилфенола в концентрациях, встречающихся в природе, эксперимент имел серьезные последствия. Рыба больше не реагировала на феромоны, которые обычно вызывают образование косяков, и вместо этого демонстрировала противоположное поведение. По-видимому, загрязнение этим веществом напрямую влияет на поведение, касающееся как избегания хищников, так и поиска пищи²³.

При изучении количества производимых нами химикатов и их влияния на природное химическое разнообразие становится ясно: рыбы и другие водные обитатели сильно страдают от них. В частности, из-за негативного воздействия на обоняние: иногда токсины окружающей среды напрямую нарушают обонятельную способность или оказывают косвенное влияние на поведение и на функции гормонов.

Человеческое обоняние

Вернемся в 1021 год и подумаем о собственном запахе. Как подробно рассказывается в главе 2, одна из крупнейших мировых индустрий процветает благодаря нашей вере в то, что от природы мы плохо пахнем. Духи и парфюмеры существовали в Индии, Египте и Месопотамии тысячи лет назад, но только в XVIII веке они стали популярны в Европе благодаря королю Франции Людовику XV и мадам де Помпадур. Эти двое стали законодателями парфюмерной моды, которой все хотели следовать. Но раньше, в 1021 году, большинство людей источали свой естественный запах.

Еще одна привычка, которая оказала большое влияние на запах нашего тела, – частое мытье и душ. Эти очистительные ритуалы также стали популярными в XVIII веке, когда вода впервые начала считаться полезной для здоровья даже в городах. Купание и использование мыла изменили микрофлору нашего тела, а вместе с ней и запах.

Вот почему в антропоцене мы пахнем меньше и иначе, чем люди в другие эпохи. Регулярно моясь, мы уменьшаем запах своего тела, а используя посторонние, сильно пахнущие вещества, кардинально его меняем. Дезодорирующие вещества, часто используемые в таких средствах, убивают микроорганизмы на нашей коже и таким образом серьезнее меняют наш запах.

Такое изменение, вероятно, означает и то, что мы можем получать меньше знаний о наших собратьях. В главе 2 и других частях этой книги на примере других видов рассказывается, что в запахах, которые мы испускаем, скрыто много информации. Значительная ее часть теряется в наших попытках замаскировать свое настоящее обонятельное «я».

Наше обоняние и антропоцен

Поскольку мы постоянно пытаемся скрыть свой запах, то рискуем потерять способность чувствовать запахи. Современный мир частично виноват в этой обонятельной дисфункции. Общепризнано, что плохое качество воздуха может привести к серьезным респираторным и сердечным заболеваниям, а вот нарушения обоняния, связанные с загрязнением воздуха, стали изучать лишь недавно²⁴.

Кроме того, может существовать связь между загрязнением воздуха и риском психических расстройств или неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона или Альцгеймера. Плохое качество воздуха не является явной причиной таких неврологических расстройств, но исследования показывают, что риск возрастает, когда люди живут или работают в сильно загрязненных районах, особенно если в воздухе присутствуют частицы сажи²⁵.

А как эти болезни связаны с обонянием? Аносмия (острая потеря обоняния) – часто один из первых признаков болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера. Также аносмия нередко связана с депрессией и биполярным расстройством (см. главу 2).

В этой области, безусловно, необходимы дальнейшие исследования. Но вполне вероятно, что существует связь между обонятельными нервами и потоком спинномозговой жидкости, которая работает как «подушка» вокруг нашего головного и спинного мозга, а также помогает выводить продукты жизнедеятельности из клеток головного мозга. По некоторым данным, спинномозговая жидкость покидает наш организм не только через лимфатическую систему, но и через носовую полость. Если наши обонятельные нервы или связанные с ними нервные пути повреждены – например, вследствие загрязнения воздуха, – это может вызвать и неврологические расстройства из-за эффекта домино. Однако научные выводы в этой области не окончательны и дальнейшая исследовательская работа еще продолжается.

Болезни и запах

Люди приручили животных несколько тысяч лет назад. Вероятно, первыми спутниками человека были собаки, за ними последовали свиньи, коровы, лошади и другие. В 1021 году многие люди делили кров не только с родственниками, но и с домашними животными. Соответственно, у них с животными были общие микроорганизмы, и это послужило причиной возникновения многих болезней.

По мере того как люди размножались и популяция увеличивалась, мы создавали оптимальную среду для распространения таких болезней, и некоторые из них напрямую влияли на обоняние. Последний пример – пандемия COVID-19. При этом, согласно актуальным данным, вирус распространился через китайские рынки, где люди имеют непосредственный контакт с живыми дикими животными и торгуют ими в очень стесненных условиях. Здесь у вируса были обширные возможности заразить множество снующих людей – а затем начать циркулировать по всему миру.

Среди симптомов, с которыми сталкивались большинство пациентов с COVID-19, – полная потеря обоняния и вкуса. Однако до сих пор до конца неясно, действительно ли исчезает именно вкус, потому что то, что большинство считает вкусом, в действительности является запахом в носу и горле. В любом случае исследования потери обоняния при COVID-19 сосредоточены как на периферии – носе, так и на центральном уровне, то есть на мозге. На сегодняшний день некоторые результаты указывают на то, что могут быть затронуты специфические поддерживающие клетки вокруг обонятельных нейронов в носу. Углубленное исследование также изучает влияние COVID-19 на обонятельную луковицу больных²⁶.

Через несколько лет мы, вероятно, будем точно знать, какой механизм использует этот вирус для отключения обоняния у пострадавших. Какова бы ни была причина, ясно одно: привычка к сосуществованию людей и животных стала причиной передачи вредных микроорганизмов от одного вида к другому. Мы должны учитывать это в наших отношениях с животными. Это касается и диких животных, и домашних. Чем плотнее они обитают, тем легче распространяются болезни. Совсем другой вопрос – частое применение антибиотиков, с помощью которых в промышленном животноводстве достигается высокая плотность поголовья. Но исследование этой проблемы – тема для другой книги.

Глава 2
Человеческое обоняние и запахи

Человеческие запахи имеют много функций. Мы их ощущаем и издаем. Они притягивают и отталкивают, вызывают отвращение или желание и даже предупреждают нас об опасности и болезнях. Обоняние помогает нам воспринимать и интерпретировать химический мир вокруг нас, и во многих отношениях оно необходимо для нашей безопасной, здоровой и счастливой жизни. И все же мы склонны пренебрегать этим чувством или считать его пережитком первобытных времен.

Обоняние – не первое чувство, которое приходит на ум, когда мы хотим объяснить, чем отличаемся от других живых существ. Сначала мы вспоминаем про зрение и слух, за ними следуют осязание и вкус. В некоторых случаях даже наше так называемое шестое чувство – якобы существующая особая интуиция – кажется нам более важным, чем обоняние. Не слишком ли это примитивное чувство для нас, цивилизованных людей? Предпочтем ли мы сосредоточиться на четких границах, отделяющих нас от животных, вместо того чтобы принять, что они могут быть несколько размыты? Если мы признаем важность обоняния, некоторые из нас могут почувствовать себя похожими на животных, что вряд ли нам понравится.

Но, судя по тем огромным суммам, которые мы ежегодно тратим на средства для избавления от запахов – или окутывания себя запахами, – кажется, что для многих из нас важно обонять и источать правильный аромат. Это настолько важно для нас, что превратилось в многомиллиардную индустрию. Мы знаем об ароматах, которые специально покупаем, например духи или освежитель воздуха, но в основном не замечаем, как компании постоянно и незаметно подсовывают нам запахи, ароматизируя почти каждый потребительский продукт и окружающую среду.

Когда мы посещаем торговый центр, он обычно ароматизирован, и часто это фирменный аромат. Одежда, которую мы там покупаем, почти наверняка ароматизирована, и это тоже обычно аромат бренда. Даже если мы ничего не покупаем и просто хотим выпить чашечку кофе, соблазняющий нас запах кофе – это, вопреки нашим предположениям, не запах свежемолотых или заваренных зерен, а запах бренда кофе, который варит машина.

Флагманом этой обширной индустрии является корпорация International Flavors and Fragrances, или IFF²⁷. Она продает ароматы цистернами, а не маленькими бутылочками, и создана не только для того, чтобы доставлять нам удовольствие или освобождать нас от неприятных запахов. Ароматы – это нечто большее, чем просто человеческое тщеславие.

Почему нос и ноздри на нашем лице занимают такое видное место, если обоняние не является необходимым для выживания?

В некоторых ситуациях оно действительно крайне важно. Обонятельное восприятие постоянно занято анализом. Оно отслеживает качество потенциальной пищи, проверяет окружающую среду на наличие возможных опасностей, а также позволяет нам испытывать тонкие нюансы удовольствия – например, когда мы едим клубнику, потягиваем любимое вино или обнимаемся с любимым человеком.

Аналитическую функцию нашего обоняния легко понять, если сравнить ее с нашим чувством вкуса. Вкус состоит из пяти рудиментарных ощущений (соленого, кислого, горького, сладкого и умами – высокобелковых веществ) и в основном служит для максимально быстрого и рефлекторного удаления вредных веществ изо рта. Обоняние же анализирует химические данные с помощью порядка четырехсот типов рецепторов и позволяет оценить хорошую еду, питье или другие ценные для нас вещи – или, наоборот, запустить реакцию избегания для плохих объектов.

Запах дает нам важную информацию для питания, безопасности и качества жизни. Потеря обонятельного восприятия – серьезная проблема. Его отсутствие может угрожать психическому здоровью, поскольку люди больше не получают удовольствия от еды, питья и жизни в целом. Они часто беспрестанно беспокоятся о своей личной гигиене и скучают по чувственному аромату близких. Тот, кто лишился обоняния, по-настоящему страдает.

Ужасная утрата

Это чувство, которое большинство людей считают само собой разумеющимся, в Великобритании оказалось в центре внимания 18 мая 2020 года. В тот день четыре самых важных чиновника здравоохранения страны выступили с совместным заявлением: «Начиная с сегодняшнего дня все лица, у которых появился постоянный кашель, лихорадка или аносмия, должны самоизолироваться». Для тех, кто никогда не слышал слова «аносмия», пояснили: «Аносмия – это потеря или изменение нормального обоняния»²⁸. (Следует отметить, что объяснение было неточным. Потеря обоняния называется аносмией, а вот изменение восприятия запахов – паросмией.) Долгожданное заявление было сделано после появления свидетельств, что внезапная потеря обоняния часто является ранним признаком COVID-19 – заражения новым коронавирусом SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2). Воздействие болезни на обоняние может служить потенциальным биомаркером. Поэтому все, что помогало поставить диагноз на начальной стадии болезни, играло важную роль.

Первоначально казалось, что только отдельные отчеты о случаях потери обоняния указывают на то, что она типична при COVID-19. Однако по мере распространения болезни и увеличения числа случаев заражения в медицинском сообществе также росло число сообщений о пропаже нюха. Это побудило экспертов по химическому восприятию во всем мире более внимательно изучить конкретную форму аносмии и поделиться своими знаниями, применяя гораздо более открытый научный подход, чем обычно: данные и результаты исследований были представлены в режиме реального времени. Подобный метод, несомненно, имеет свои преимущества, но есть и подводные камни.

В отчаянном стремлении узнать и рассказать миру как можно больше о новой болезни ученые выпустили так называемые препринты: отчеты об исследованиях, которые еще не прошли обычный процесс рецензирования. В условиях беспрецедентной пандемии это было очень полезно для ученых. А вот широкой публике иногда вредило. Журналисты набрасывались на новую информацию, публикуя ее под громкими заголовками и делая выводы, которые часто выдавали отсутствие подлинного научного понимания.

Некоторые препринты действительно дают подсказки к возможным ответам, но до сих пор вокруг болезни много загадок. Но достоверным – по крайней мере, во время подготовки этой книги к печати² – является то обстоятельство, что аносмия или паросмия могут быть распространенными ранними неврологическими симптомами, а в некоторых случаях – и единственными симптомами COVID-19. В настоящее время большинство ученых, похоже, согласны с тем, что SARS-CoV-2 использует рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) и трансмембранную сериновую протеазу 2 (TMPRSS2), чтобы прикрепить свой шиповидный белок к клеткам и заразить их.

И ACE2, и TMPRSS2 в изобилии присутствуют в носу, горле и верхних дыхательных путях; их особенно много в эпителии дыхательных путей и опорных клетках обонятельного сенсорного эпителия в носу. В самих нейронах обонятельных рецепторов ACE2 обнаруживается только в небольших количествах. Таким образом, опорные клетки носового эпителия могут служить воротами для коронавируса²⁹.

Это могло бы объяснить, почему уже на ранних стадиях заболевания обоняние нарушено, хотя такие симптомы, как заложенность носа или одышка, не проявляются. А также то, почему пожилые люди более восприимчивы к заболеванию: у них больше рецепторов ACE2, чем у представителей молодого поколения.

Согласно некоторым данным, вирус может проникать в центральную нервную систему через нос и обонятельную луковицу, помимо других путей. Как уже было сказано, SARS-Cov-2, по-видимому, не воздействует непосредственно на сенсорные клетки³⁰, а значит, аносмия обычно не связана с повреждением центральной нервной системы, и обоняние в конечном итоге возвращается. Тем не менее у части пациентов обоняние не восстанавливалось через несколько месяцев после выздоровления от болезни: согласно некоторым исследованиям, у больных сохранялось снижение обоняния на 10–20 процентов. Это позволяет предположить, что либо обонятельные нейроны были необратимо повреждены, либо была вовлечена центральная нервная система. Теорию подтверждает сканирование, при котором в головном мозге пациентов были обнаружены признаки заболевания. Возможно, обонятельные нейроны просто не могут восстановиться после болезни. Так что здесь еще много загадок.

Учитывая другие последствия заболевания, аносмия у пациентов с COVID-19 может первоначально проявляться как незначительный неврологический симптом, но дальнейшие исследования в этой области могут дать представление о течении заболевания, механизме его действия и возможных последствиях. Такие сведения могут сделать более эффективным лечение не только COVID-19, но, не исключено, и аносмии в целом. Недавно сообщалось об интересном случае в Израиле: к женщине, потерявшей обоняние на двенадцать лет после заражения другим вирусом, оно вернулось после заражения COVID-19³¹. Этот случай недостаточно изучен, чтобы на нем основываться, но он помогает лучше понять загадочную связь между COVID-19 и обонятельным восприятием.

Аносмия – не просто потенциальный симптом COVID-19. На самом деле она никогда не бывает случайной. Это состояние сопровождает многие вирусные инфекции, простудные и респираторные заболевания или является их следствием. Ее провоцируют травмы головы, аллергия, лучевая терапия или пристрастие к кокаину. Отсутствие обоняния часто сигнализирует о других проблемах в организме. Инфекция пазухи может привести к воспалению ткани в носу и повреждению сенсорных клеток. Травмы головы иногда поражают обонятельные нервные волокна, ведущие к мозгу.

И болезнь Паркинсона, и болезнь Альцгеймера влияют на чувствительность обоняния, и поэтому оно проверяется при ранней диагностике (см. главу 14). Таким образом, мы часто можем точно определить, что вызывает аносмию, но если мы хотим знать, что действительно происходит в органах обоняния и мозге, то нам приходится строить предположения. Этому есть простое объяснение: наш нос до сих пор некая загадка в научном мире. Очень уж он сложный и чувствительный.

Насколько мы чувствительны?

Могут ли ученые определить, насколько чувствителен наш нос? Попытки сделать это предпринимались неоднократно. В 1920-х годах, по приблизительным подсчетам, которые были не более чем оценками и предположениями, число запахов, которые может воспринимать человек, оценивалось примерно в десять тысяч. Это число до сих пор часто упоминается в специальной литературе, но как удалось получить такое красивое круглое число – загадка.

Эйвери Гилберт обнаружил это, когда искал информацию для своей книги «Что знает нос: наука о запахе в повседневной жизни»³². С научной точки зрения, заключает он, вероятно, эта цифра основана на сомнительных данных.

Почти сто лет спустя, в 2014 году, ученые из Рокфеллеровского университета в США пересмотрели оценку в сторону повышения. По подсчетам нейробиологов, реальное количество запахов, которые мы можем различить, приближается к триллиону³³. Это существенная разница.

В ходе исследования испытуемых (никто из них не занимался профессиональной деятельностью, требующей особых навыков обонятельного восприятия) просили вдыхать различные смеси из десяти, двадцати или тридцати неизвестных ароматов, взятых из коллекции, включающей в себя 128 запахов. Испытуемых просили только назвать странный запах из группы из трех запахов. Экстраполируя эти результаты, ученые пришли к выводу, что обычный человек, не обученный искусству обоняния, может воспринимать как минимум триллион различных запахов. Наименее чувствительные люди могут различать почти сто миллионов запахов.

Но не будем торопиться! Другие ученые подвергают сомнению заявление о «как минимум триллионе», ссылаясь на сомнительное математическое моделирование, использованное в исследовании³⁴. Реальную цифру трудно установить, но очевидно, что мы можем ощущать запахи окружающей среды и, каким бы ни было их число, эта замечательная способность закодирована в наших генах.

В наших генах

С каждым вдохом к нам в организм попадают летучие ароматические молекулы, находящиеся в воздухе. От одного до трех процентов наших генов предназначены для их восприятия, распознавания и запуска реакции. Этими знаниями мы обязаны двум нобелевским лауреатам: Ричарду Акселю и Линде Бак. В 2004 году они вместе получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за новаторские открытия того, как запахи воспринимаются носом и преобразуются в сигналы в мозге. Хотя они проводили исследования на мышах и крысах, результаты также легли в основу наших первых представлений о том, как работают обонятельные рецепторы человека.

Известно, что молекулы запаха проносятся через влажный обонятельный эпителий, выстилающий верхнюю часть дыхательных путей в своде носовой полости. Там они вступают в контакт с миллионами (по оценкам, от шести до двенадцати миллионов) обонятельных рецепторных клеток, встроенных в эту слизистую оболочку. Крошечные реснички, микроскопические волосовидные структуры на отдельных клетках, оснащенные обонятельными рецепторами, реагируют на молекулы, попадающие в нос. Каждая клетка слизистой оболочки содержит только один тип обонятельных рецепторов (ОР); всего насчитывается от 350 до 400 различных типов ОР, каждый из которых специализируется на восприятии ограниченного числа молекул запаха.

Молекулы запаха связываются с рецепторными белками, которые активируют рецепторные нейроны, а они, в свою очередь, посылают электрические сигналы (нервные импульсы) в обонятельную луковицу в головном мозге. При этом они минуют таламус, обрабатывающий слуховые и зрительные сенсорные сигналы, и направляются прямо к лимбической системе, давая нам ощущение глубокой связи с нашими эмоциями. Наша обонятельная способность «живет» в лимбической системе – части мозга, отвечающей за чувства, настроение, поведение и память. Немедленная обработка также может быть причиной того, что мы не всегда готовы назвать запах, но об этом мы поговорим позже.

Остается вопрос: какова цель таких обонятельных сообщений? Какую реакцию они вызывают у людей?

Наши феромоны: правда или вымысел?

Исследование различных аспектов обоняния у людей и их запахов вызывает большие споры, особенно когда речь идет об изучении феромонов – химических веществ, выделяемых одной особью или видом и запускающих определенное поведение или процессы у некоторых других представителей того же вида.

Слово «феромон» было придумано в 1959 году для описания химических веществ, используемых для общения между особями одного вида. Немецкий биохимик Петер Карлсон (1918–2001) и швейцарский энтомолог Мартин Люшер (1917–1979) образовали этот термин от греческого pherein (нести) и hormone (возбуждать). Однако эти двое были не первыми, кто обнаружил такую форму общения: древние греки размышляли о том, могут ли выделения суки во время течки привлекать кобелей.

Как рассказывается подробнее в следующих главах, феромоны могут возбуждать сексуальное влечение, но они также вызывают другие реакции, необходимые для выживания многих видов, включая агрессию, материнские инстинкты, предупреждение и защиту территории.

Может ли такой запах вызвать реакцию выживания у людей? Являются ли человеческие феромоны фактом, мистификацией или чистой фантазией? Многие ученые категорически против идеи человеческих феромонов, но давайте посмотрим, что мы о них знаем на самом деле.

Отсутствующий орган?

Другие млекопитающие воспринимают феромоны преимущественно с помощью органа Якобсона, также известного как вомероназальный орган (ВНО). Эта независимая специализированная обонятельная структура расположена в носовой перегородке. У собак, свиней, лошадей и мышей ВНО сильно развит. А у людей? Вопрос о том, есть ли у нас вообще этот орган, спорный. Если бы он имелся, это предполагало бы существование человеческих феромонов. Его отсутствие было бы решающим аргументом против. Получается, что четких доказательств наличия феромонов нет.

У большинства людей ВНО, по-видимому, не существует, но некоторые ученые предположили, что даже без этого органа обонятельная система человека может распознавать феромоны и реагировать на них. Другие скептически утверждают, что, даже если орган у людей имеется и химическая коммуникация возникает, наше выживание, в отличие от выживания других живых существ, не зависит от феромонов³⁵. Так кто же прав?

Интригующие исследования показали, что у человеческих эмбрионов вначале обнаруживаются признаки развития ВНО, но со временем они, по-видимому, исчезают, и большинство людей теряют этот орган еще до рождения. Как известно, у плода также есть жабры и хвост. Филогенез отражается в онтогенезе. Эндоскопические исследования показали, что у взрослых часто присутствует упрощенная версия, своего рода осиротевший ВНО без сенсорных нейронов или нервных волокон – если вообще что-то от него остается.

Но даже если ВНО, похоже, присутствует лишь в рудиментарном виде, эксперименты доказывают, что люди реагируют на межвидовые хемосенсорные сигналы. Однако такие сигналы обрабатываются реальной обонятельной системой³⁶.

Существует множество противоречивой информации по данному вопросу, да и коммерческие интересы также играют определенную роль. Поэтому необходимы дополнительные независимые исследования, прежде чем кто-либо сможет заявить, что нашел окончательный ответ. Но какой бы ни была анатомическая структура нашего носа, исследования показывают, что определенные запахи могут вызывать поведенческие реакции и у людей. Возможно, это запахи феромонов?

Спусковой механизм для секса

Ученые потратили множество усилий на попытки найти возможный отклик у людей на феромоны, особенно на те, которые по-разному воздействуют на женщин и мужчин и – что, вероятно, даже более интересно – запускают специфическую мужскую или женскую физиологическую реакцию, в том числе репродуктивных органов.

В таких исследованиях регистрируют приток крови к мозгу, когда испытуемые чувствуют запах эстрогеноподобного вещества (похожего на то, что выделяется с женской мочой) или запах соединения андростенона (основного гормона, выделяемого при спаривания свиней, и производного тестостерона у людей, который выводится с потом, особенно в подмышечных впадинах у мужчин) или его близкого родственника, андростадиенона. Некоторые ученые утверждают, что мужчины и женщины по-разному реагируют на эти соединения³⁷ и что их реакция связана с гипоталамусом, крошечной областью мозга, участвующей в регуляции секреции гормонов (и, следовательно, полового размножения), а также с гомеостазом, необходимым для того, чтобы весь организм оставался в состоянии равновесия.

Исследования показали, что у мужчин эта область мозга реагирует на эстрогеноподобные соединения, а у женщин она становится более активной при воздействии запаха андростенона. Другие весьма спорные исследования заходят еще дальше, предполагая, что одни и те же якобы существующие человеческие феромоны могут вызывать разные реакции сексуального возбуждения у лесбиянок и гетеросексуальных женщин и что то же самое может быть верно для геев и гетеросексуальных мужчин. Сканирование показало, что эстрогеноподобные вещества в гипоталамусе лесбиянок вызывали такую же мозговую активность, как и у гетеросексуальных мужчин, в то время как гомосексуальные мужчины реагировали на андростенон так же, как и гетеросексуальные женщины. Может ли это быть признаком того, что гипоталамус реагирует по-разному – в зависимости от сексуальной ориентации?³⁸³⁹

Важно помнить, что во всех этих исследованиях участвовало очень мало испытуемых и, кроме того, запахи использовались в концентрированном виде, с чем мы не сталкиваемся в повседневной жизни, поэтому эксперименты теряют часть своей достоверности: они вызывают вопросы и, в конечном счете, не совсем последовательны или убедительны.

Однако подобные опыты не доказывают, что запахи не важны для человека или что у людей нет феромонов. Как отмечает британский биолог-эволюционист Тристрам Уайетт, мы должны скептически относиться к таким исследованиям, но одновременно непредвзято относиться к возможности существования феромонов. Мы можем найти ключи к разгадке этих неуловимых веществ, если очень внимательно изучим очевидные изменения в потовых железах и запахе тела, которые происходят при половом созревании на пути к взрослой жизни – вспомните типичный запах в спальне мальчика-подростка. Или выделения из желез Монтгомери, которые расположены вокруг женского соска и становятся активными у всех кормящих матерей⁴⁰.

Привязанность к ребенку

Могут ли матери производить самый важный человеческий феромон? Запах, исходящий от кожи вокруг сосков кормящих матерей, по-видимому, запускает у новорожденных инстинкт выживания: сосательный рефлекс. Исследования показали, что младенцы начинают сосать, когда чувствуют запах, выделяемый любой кормящей матерью (даже чужой!) в области сосков. Поскольку было замечено, что реакция возникает независимо от того, исходит ли запах молочной железы от собственной матери ребенка, стоило предположить, что это может быть обычный феромон.

Однако только потому, что имеются определенные признаки специфичности, данный запах еще не соответствует классическому определению феромона. По мнению многих ученых, младенцы могут привыкнуть к характерному запаху своей матери во время грудного вскармливания, а затем узнавать ее исключительно по нему⁴¹. Матери также узнают своих детей по запаху. С другой стороны, младенцам настолько знаком и важен запах матери, что только он может утихомирить плачущего ребенка и подготовить голодного малыша к приему пищи. Запах грудного молока может даже успокоить недоношенного ребенка во время и после забора крови. Феромон это или нет, но он, безусловно, очень эффективен.

Значит, все происходит в голове? В голове ребенка и в нашей собственной? Нюхать головку малыша – одно из самых приятных ощущений. Когда мы обнимаем его, мы можем сказать: «Ты такой сладкий, так бы и съел». К счастью, мы не греческий бог Кронос, и это всего лишь слова.

Что стоит за этим чувством? Соответствующую исследовательскую работу возглавил Йохан Лундстрем в авторитетном Центре химических ощущений Монелла – институте, занимающемся фундаментальными междисциплинарными исследованиями, связанными с чувством вкуса и запаха. Он установил, что запах головы ребенка стимулирует схему восторга в мозге матери (но не в голове бездетной женщины). Этот аромат вызывает физиологическую реакцию, очень похожую на реакцию при виде вкусной еды, предложенной голодному человеку. Не исключено, что это часть эволюционного механизма привязанности⁴². К счастью, реакция, вероятно, больше связана с желанием быть максимально близко к своему ребенку и защищать его, чем с подлинными каннибальскими мыслями. Запахи могут быть мощным инструментом для механизмов межличностной привязанности.

Ключом к этому механизму может оказаться особый «детский запах». Согласно исследованию, опубликованному в Японии в 2019 году, младенцы издают уникальный узнаваемый запах⁴³. Ученым удалось получить образцы запаха головы ребенка и амниотической жидкости матери. Они идентифицировали альдегиды, оксиды углерода и углеводороды среди 37 летучих компонентов запаха, обнаруженных во всех образцах. Испытуемых – 62 человека – попросили сначала понюхать образец, а затем распознать его среди четырех ароматов. Обоняние женщин сработало лучше: более 70 процентов из них сумели отличить запах ребенка от других запахов, но и мужчины, и женщины узнавали аромат конкретного новорожденного ребенка, которому было всего 2–4 дня.

Запахи младенцев были явно различными, но больше всего они отличались от запаха амниотической жидкости. Это установили с помощью двумерной газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией. Хотя в исследовании использовали в общей сложности запахи только пяти младенцев – понятно, что этические проблемы делают проведение таких исследований более деликатным и трудным, чем других, – итоги, похоже, основаны на надежной методологии.

В результате этих открытий возник еще один интересный вопрос: играет ли запах роль уже до рождения? Рассмотрим подробнее амниотическую жидкость.

Первые запахи

Запах матери – обычно первый запах, который ребенок замечает во внешнем мире, но это не первый запах, с которым он сталкивается. Вначале появляется запах амниотической жидкости, которую малыш проглатывает, сосет и переваривает с пятого месяца беременности.

Как удалось доказать французским ученым, диета матери влияет на запах амниотической жидкости, и эта хемосенсорная информация может впоследствии определить гастрономические предпочтения новорожденного⁴⁴. Согласно исследованию, если будущая мама употребляет пищу или напитки со вкусом аниса на поздних сроках беременности, младенцы поворачивают голову в сторону этого запаха, потому что ожидают еды.

Подобные исследования также подтверждают, что неприязнь к определенным запахам или их предпочтение вырабатываются уже в утробе матери. Можно предположить, что ребенок будет ассоциировать знакомые запахи или вкусы с положительными переживаниями, а затем логически продолжит выбирать те же запахи и вкусы после рождения. Как это можно объяснить с эволюционной точки зрения? В целом мать лучше знает, что хорошо. Если она ест определенные продукты, она явно любит их, и ее организм успешно их усваивает. Если у плода в утробе эти запахи и вкусы вызывают положительные эмоции, после рождения ребенка будут привлекать те же запахи и он захочет снова ощутить этот вкус в грудном молоке и, возможно, в пище после отлучения от груди. Именно это влияет на наши вкусовые предпочтения в более позднем возрасте.

А как насчет отцов? Оказывает ли детский запах подобное влияние на мужчин? Хотя я интересуюсь в основном феромонами мотыльков, став отцом, я не мог устоять перед исследованием человеческих феромонов. Я хотел узнать, действительно ли дети издают особый запах, который улавливают взрослые, и если да, то может ли это повлиять на наше поведение по отношению к ребенку.

Кто сможет отличить?

Сначала мы объединились с учеными из Института медицинской психологии в Мюнхене, у которых уже был большой опыт исследования запахов человека. Мы наблюдали за 24 новорожденными из Швеции в возрасте от одной до четырех недель и 24 детьми в возрасте от двух до четырех лет. Их купали с мылом без запаха, а затем укладывали спать в специальных футболках и чистой хлопчатобумажной шапочке (такие футболки в исследованиях человеческих феромонов стали чем-то вроде стандартного аксессуара).

Затем, используя ароматизированную одежду, мы исследовали, могут ли матери, отцы и не состоящие с малышами в родстве бездетные мужчины и женщины (всего 24 человека) узнать футболку новорожденного из трех других (одна – новорожденного, одна – ребенка постарше и одна чистая). Каждый испытуемый должен был решить задачу с 24 такими комплектами в группах по три человека.

К удивлению всех участников, лучше всех справились не матери и не бездетные женщины, а отцы. Они определенно лучше отличали запах новорожденного от запаха детей с двух до четырех лет. Еще необычным было то, что женщины обычно предпочитали свежую, неиспользованную одежду всей остальной.

Интересно, что мы также смогли использовать газовый хроматограф для обнаружения отдельных компонентов запаха, которые младенцы выделяли на футболку и шапочку. Эти компоненты отсутствовали на одежде детей более старшего возраста или присутствовали в гораздо меньших концентрациях. Одна из причин, вероятно, в том, что сальные железы в коже новорожденного в течение недели после рождения почти так же активны, как и у взрослых. При родах некоторые вещества из материнского организма передаются ребенку через плаценту и служат временным стимулом для выработки кожных выделений. У детей постарше процесс выделения происходит реже и активизируется только в пубертате.

Исследователи пришли к выводу, что мужчины, как правило, лучше различают по запаху младенцев и детей младшего возраста. Когда мы спросили, как испытуемые описали бы запах младенца, они дали такие ответы, как «успокаивающий» и «сладкий». Эти слова имеют положительную коннотацию и обычно указывают, что запах оказывает определенное умиротворяющее действие. Мы можем только догадываться, почему такая способность развилась в процессе эволюции человека⁴⁵.

В нашей ДНК отражена история жизни наших генов за десятки тысяч лет. Кто знает, возможно, агрессивные охотники-самцы, возвращаясь в пещеру, проявляли больше снисходительности к шумным малышам из-за чудесного запаха. После того как исследование было упомянуто в прессе, я дал интервью Би-би-си. Последний вопрос звучал фактически так: «Можно ли синтезировать духи с запахом младенца и распылять их над футбольными стадионами, чтобы успокоить хулиганов?»

Запах страха

Давайте поговорим об агрессивном поведении и о том, что оно может спровоцировать: о страхе. Некоторые думают, что страх или испуг у других людей можно определить по одному только запаху. Многочисленные ученые, в том числе психолог Дениз Чен, исследовали, проявляется ли «запах страха» в поте⁴⁶. Для этого она взяла образцы пота из подмышек после того, как показывала испытуемым короткие видеоролики из комедий или фильмов ужасов. Затем она попросила других испытуемых понюхать ватные шарики, пропитанные потом, и оценила их реакцию. Например, в одном исследовании испытуемые чаще среднего смогли различить «счастливые» и «испуганные» мужские запахи, что позволяет предположить, что люди все-таки испускают химические сигналы, связанные с беспокойством и страхом. И что, пожалуй, еще интереснее: очевидно, мы можем их воспринимать.

Помимо пота, ученые также рассматривают другие выделения организма как потенциальные носители химических сигналов, которые могут влиять на агрессию. В одном исследовании⁴⁷ было обнаружено, что запах эмоциональных слез, собранных у женщин, снижает уровень тестостерона у мужчин. Авторы предположили, что химический сигнал в слезах может служить своеобразным стоп-сигналом, уменьшающим уровень агрессии, а также подавляющим сексуальное поведение сородичей.

Было доказано, что запах слез снижает уровень тестостерона у людей⁴⁸, но, что еще более интересно, то же самое свойственно мышам⁴⁹. Выяснилось, что запах слез детенышей уменьшает агрессию у взрослых самцов. Этот эксперимент интересен еще и по другой причине: при исследовании химических сигналов от человека обычно сначала объектом наблюдения являются грызуны, а затем предпринимаются попытки воспроизвести результаты для человека; здесь же, напротив, эффект был впервые продемонстрирован на людях и только потом – на грызунах.

Можно ли угадать химию?

Но вернемся к шумным младенцам. Прежде чем мы понюхаем головку ребенка и вдохнем успокаивающий аромат, нам может понадобиться один или два вдоха запаха из подмышки взрослого. Но на этот раз нас интересует не запах страха, а запах, способный вызвать чувство удовольствия.

Судя по всему, исследователи феромонов часто сосредотачиваются на запахе в подмышках. Неудивительно, учитывая, что этот запах появляется в период полового созревания. В подмышечных впадинах и в области лобка расположены апокринные железы, особый тип потовых желез. В отличие от эккриновых желез, которые распределены по всему телу и выделяют прозрачную, водянистую соленую жидкость без запаха, помогающую регулировать температуру тела, апокринные железы выделяют жировое вещество в корни волос, и оно может сильно пахнуть. (Однако отталкивающий запах не существует изначально, а вызывается бактериями: они расщепляют жировое вещество, когда оно достигает поверхности кожи, – вот почему дезодоранты действуют в подмышечных впадинах). Если учесть половое созревание, значит ли, что этот запах существует по определенной причине?

На университетских семинарах по сенсорному восприятию я регулярно провожу со студентами эксперимент: показываю им, насколько хорошо мы можем различать мужчин и женщин, основываясь только на запахе. Я прошу всех участников накануне моей лекции принять душ с мылом без запаха и не пользоваться дезодорантом или духами утром. Перед занятием я раздаю ватные шарики и прошу всех зажать их под мышкой. После лекции каждый достает свой ватный тампон, кладет его в контейнер и ставит на нем анонимный номер, который мне показывает только пол. Затем все нюхают контейнеры и угадывают, какой запах, по их мнению, исходит от мужчины, а какой – от женщины. Результат всегда очень показателен: в 80 процентах случаев пол называют правильно. Однако всегда бывают и ошибки.

Наконец, студенты должны оценить, был ли запах сильным или слабым, приятным или неприятным. Как оказалось, все сильные и неприятные запахи относились к мужским, а слабые и более приятные – к женским. И часто это правда. Запах тела – сложное явление, но самым сильным человеческим запахам мы в основном обязаны нашим апокриновым железам в подмышечной впадине, а также андростенону и андростадиенону. Выделение этих родственных стероидов увеличивается в период полового созревания как у мужчин, так и у женщин, но более выражено у мужчин. Воспринимаем ли мы запах этих соединений как приятный или неприятный, очевидно, зависит от наших генов⁵⁰.

Может быть, наше обоняние помогает нам не только различать мужчин и женщин, но и выбирать партнера?

Генетика и сдвиг иммунитета

Если правдива история о сексуально возбужденном Наполеоне Бонапарте, согласно которой он якобы написал своей первой жене Жозефине с поля боя: «Не мойся. Я еду домой!» – запах тела, безусловно, может соблазнять. Было ли это предпочтение просто странной личной причудой Наполеона или оно характерно для всего человеческого рода? А если второе, то для чего у нас существует способность «унюхивать» потенциальных партнеров?

Ученые изучили идею того, что запах тела человека многое говорит о его иммунной системе. При этом они определили, что в целом стоит выбирать партнера, чья иммунная система отличается от вашей. Возможно, просто обращая пристальное внимание на его или ее запах, мы инстинктивно понимаем, является он или она хорошим партнером? Идея заключается в том, что потомство от такой связи, вероятно, более жизнеспособно.

Чтобы понять, как это может работать на практике, мы рассмотрели, что делает нас более подходящими партнерами. Все позвоночные имеют набор белков, лежащих на поверхности каждой клетки. Эта группа белков называется главным комплексом гистосовместимости (ГКГС) и участвует в регуляции иммунной системы. У людей также есть система человеческого лейкоцитарного антигена (HLA), которая закодирована в генах ГКГС. Является ли это мерилом качества потенциального партнера?

В одном исследовании⁵¹ женщины должны были понюхать футболки после того, как мужчины их надевали, а затем выбрать ту, запах которой показался им наиболее привлекательным. Обычно они выбирали одежду мужчин, чьи гены ГКГС отличались от их собственных. Однако если женщины принимали противозачаточные таблетки, наблюдался обратный эффект: их привлекали ГКГС, похожие на их собственные. Поскольку таблетка переводит организм в гормональное состояние, подобное беременности, ученые выдвинули следующую гипотезу: женщина в такой ситуации хотела бы, чтобы вокруг нее были люди, от которых она ожидает поддержки. Однако есть одна оговорка: результаты эксперимента еще нигде не были воспроизведены.

Как показало другое исследование, женщины обычно предпочитают духи с запахом, похожим на запах их собственных иммунных белков ГКГС⁵². Ученые подозревают, что это может указывать на то, что женщины предпочитают потенциальных партнеров, чей ГКГС пахнет иначе, чем их собственный, в то время как на себе они предпочитают носить запах собственного ГКГС. Какова же причина предпочтения? Возможно, они чувствуют, что запах их собственной иммунной системы усиливается. Однако в эксперименте участвовало очень ограниченное число испытуемых, и необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы сможем сделать окончательные выводы.

Во всех подобных исследованиях ученые задавались вопросом, как мы реагируем на очень близкое воздействие (испытуемые держали носы впритык к футболкам) летучих предполагаемых феромонов. Воздействие на более дальнем расстоянии, по-видимому, недостаточно изучено либо отсутствует и/или не влияет на изменение наших предпочтений или гормонального статуса.

Женщины: синхронно или нет

Когда дело доходит до гормонов, возникает еще один интересный вопрос: реально ли, что женщины могут влиять на менструальные циклы друг друга благодаря выделяемым феромонам?

Одно из самых противоречивых исследований женской овуляции было провозглашено прорывом в исследованиях феромонов в 1970-х годах, когда оно впервые было опубликовано в журнале Nature⁵³. В статье, озаглавленной «Менструальная синхронность и подавление», авторы из Гарвардского университета рассказали о наблюдениях за 135 студентками колледжей, проживающими в одном общежитии. Как обнаружили ученые, постепенно менструальный цикл у девушек синхронизировался. Руководитель исследования, психолог Марта МакКлинток, пришла к выводу, что наблюдаемая синхронизация менструального цикла у подруг и соседок по комнате должна быть связана с феромонами; таким образом, существует «внутричеловеческий физиологический процесс, влияющий на менструальный цикл». Эта гипотеза подтверждена множеством сообщений об отдельных случаях: когда женщины живут вместе, их менструальные циклы со временем корректируются.

С тех пор только несколько исследований смогли надежно и однозначно воспроизвести результаты. В одном из них женщины капали пот со своих подмышек на верхнюю губу другим женщинам. Выяснилось, что запах влиял на менструальный цикл: он смещался и адаптировался к циклу соответствующего донора образца⁵⁴. Однако число испытуемых было небольшим.

Среди немногих исследований примечателен эксперимент 1998 года, который тщательно контролировался, но также включал в себя лишь несколько испытуемых. МакКлинток и Кэтлин Стерн⁵⁵ пришли к выводу, что феромоны действительно влияют как на время овуляции, так и на продолжительность менструального цикла. Ученые потратили четыре месяца на изучение влияния запаха пота подмышек на других женщин. В течение двух месяцев десять испытуемых подвергались воздействию запаха, возникающего в фазу овуляции, а десять других вдыхали запах более поздней стадии цикла. Интересно, что у «ранних» испытуемых менструальный цикл сокращался в среднем на 1,7 дня в месяц, а в некоторых случаях – и на целых 14 дней. С другой стороны, «поздний» запах удлинял цикл в среднем на 1,4 дня, но до 12 дней максимум. Образцы запаха поступили от девяти доноров. Какие именно химические соединения повлияли на цикл, не исследовалось.

Другие ученые обычно подвергают сомнению так называемый эффект МакКлинток. Они приписывают наблюдаемое выравнивание во времени чистому совпадению или даже ошибочным научным методам⁵⁶. Поскольку циклы большинства женщин имеют разную продолжительность, существует большая вероятность того, что в какой-то момент циклы женщин, живущих вместе, совпадут.

Независимо от таких заявлений, возможно, нам стоит задать вопрос, какую эволюционную ценность имело бы такое предполагаемое воздействие феромона. Согласно одной теории, это способ для женщин сблизиться друг с другом и вместе действовать против мужчины. Или, может быть, такая синхронизация уменьшает или увеличивает конкуренцию в борьбе за партнеров? Синхронная менструация по сей день остается широко обсуждаемой темой и предметом разногласий.

От сердца: приближение и избегание

Как упоминалось в самом начале этой главы, одной из основных функций обонятельной системы является постоянный мониторинг химической среды в целях предупреждения нас об опасных ситуациях. С каждым вдохом мы получаем информацию, которая позволяет нам принимать обоснованные решения: куда идти и куда не идти, что есть и что не есть и, в некоторой степени, с кем дружить, а с кем – нет. Было установлено, что наиболее сильные сигналы связаны с самыми негативными ситуациями: запах рвоты (очевидно, либо плохая еда, либо рядом больной человек), запах дыма и огня (очевидно, опасность ожога) или запах испорченных продуктов и напитков.

В дополнение к врожденному восприятию сигналов мы очень быстро учимся ассоциировать специфический запах с чем-то плохим. Самый частый опыт: мы едим что-то, а затем чувствуем тошноту. Результатом нередко становится пожизненное отвращение к запаху такой пищи, будь то дыня, фрикадельки или маскарпоне. Такие ассоциации могут вызывать даже страх.

Йохан Лундстрём из Каролинского института в Стокгольме решил провести замысловатые эксперименты, чтобы выяснить, как наш мозг создает такие негативные ассоциации⁵⁷. Он сочетал определенные, изначально нейтральные запахи с электрическим током и смог добиться того, чтобы у его испытуемых возникало плохое впечатление о соответствующих запахах. Используя молекулы запаха, которые были неотличимы друг от друга, ученые исследовали, могут ли испытуемые различить их, когда одного из них били электрическим током, призванным имитировать неприятные ощущения. Первоначально испытуемые не могли различать запахи, но позже они стали лучше узнавать запахи, связанные с электрошоком, даже при низких концентрациях. Через восемь недель испытуемых снова пригласили и попросили различить запахи. Примечательно, что никто не сохранил чувствительности к «шокирующему» запаху. Как появился этот результат, окончательно не выяснено.

Интересно, что, согласно другому исследованию, физико-химические свойства могут быть ответственны за длительное отвращение к определенным запахам⁵⁸. Ученые предположили, что большее количество пахучих молекул с более сложной структурой может привести к увеличению чувствительности тройничного нерва (это связано с количеством раздражителей в аромате и придает, например, остроту чили). Согласно исследованию, чем сложнее запах, тем больше вероятность того, что он предотвращает привыкание: испытуемые всегда классифицируют такие запахи как неприятные. Другими словами, нейроны, которые улавливают такие предупредительные запахи, практически не вырабатывают привыкания. Они не «смиряются» с неприятным запахом, а продолжают на него реагировать, в то время как на большинство положительных или нейтральных запахов в конечном итоге реакция исчезает.

Я лично испытал эту неспособность привыкнуть к неприятному запаху двадцать лет назад, когда поехал в Северную Швецию с трехлетним сыном, чтобы принять участие в ежегодном забое оленей. По дороге домой сына, который до этого съел внешне вполне нормальную пиццу, вырвало на заднее сиденье. И следующую тысячу километров от Свега до Лунда запах полупереваренной пиццы наполнял мои ноздри с каждым вдохом.

Как неприятно!

Многие запахи по самой своей природе являются настоящей ценностью или удовольствием для человеческого носа. Мой друг Ноам Собел, выдающийся нейробиолог из Института науки Вейцмана в Израиле, хотел определить, как мы классифицируем запахи, а затем связать эту классификацию с химическими свойствами молекул. Но он смог найти только один явный параметр – гедонистическую привлекательность: был ли запах прекрасным или ужасным, приятным или неприятным.

В ходе довольно сложного эксперимента Собел и его команда из Института Вейцмана в сотрудничестве с учеными с факультета неврологии и психологии Калифорнийского университета попытались выяснить, какие общие принципы управляют нашим обонянием⁵⁹. Они начали с базы данных из 160 различных запахов, которые классифицировали 150 экспертов в области парфюмерии и ароматов по 146 характеристикам, включая такие категории, как «сладкий», «дымный» или «затхлый». Затем команда проанализировала данные и попыталась найти единственный фактор, который позволяет наиболее четко различать запахи. Результат эксперимента: в конце всегда оставался гедонистический аспект – классификация запаха в зависимости от того, насколько приятным он воспринимается.

Категории «сладкий» и «цветочный» находились на одном конце шкалы, а «прогорклый» и «тошнотворный» – на другом. Затем ученые провели статистический анализ базы данных химических веществ, приняв во внимание более полутора тысяч свойств каждого вещества. Цель состояла в том, чтобы найти единственный фактор или показатель, который наиболее четко отличал бы такие запахи друг от друга. И здесь снова был очевиден гедонистический аспект. Вывод ученых: можно предсказать, насколько приятным покажется людям запах, основываясь только на его молекулярной структуре.

В том же эксперименте обнаружилось, что обонятельные рецепторы в наших носах сгруппированы в зависимости от того, реагируют они на приятный или неприятный запах. Это не означает, что культурная среда или опыт не влияют на обонятельное восприятие или организацию клеток слизистой оболочки носа в некоторых случаях, но, по-видимому, существует некий глобальный консенсус, какие запахи наиболее приятны, а какие – наиболее неприятны.

Ноам Собел резюмирует: «Наши результаты показывают, что то, как мы воспринимаем запах, заложено, по крайней мере частично, в мозге. Хотя существует определенная степень гибкости и жизненный опыт, безусловно, влияет на обонятельное восприятие, наше ощущение, приятный запах или неприятный, основано на реальном устройстве физического мира. Так что с помощью химии мы можем предсказать, как будет восприниматься запах новых веществ».

Здесь следует отметить: исследования показывают, что маленькие дети не так различают неприятные и приятные запахи, как взрослые. Они распознают сильный или слабый запах, но обычно не классифицируют его как прекрасный или ужасный.

Как оказалось, нам чрезвычайно трудно распределить запахи по категориям за пределами гедонистического аспекта: большинство людей не в состоянии описать запах в общепринятых терминах. В связи с этим рабочая группа Института Вейцмана больше не пыталась связать описание запаха со структурой, а хотела предсказать, насколько похожи или непохожи два аромата, вне зависимости от того, как они пахнут в восприятии. В итоге был получен показатель, который можно присвоить любым двум ароматическим смесям на основе структуры, фактически указывающей на сходство веществ⁶⁰.

Группа из Института Вейцмана утверждает, что они заложили основу для оцифровки запахов. Однако только время покажет, приблизились ли они к этой долгожданной цели. Наша мечта о цифровом будущем еще больше осложняется тем, что, как известно, мы далеко не всегда в состоянии идентифицировать и называть запахи.