Многообразие возможных миров

Публика, интересующаяся эволюционной биологией и современной философией, наверняка слышала об эссе американского философа Томаса Нагеля «Что значит быть летучей мышью?» В нем он ставит вопрос: может ли человек пережить субъективный опыт, подобный опыту животного, имеющего другие органы чувств? Например, летучие мыши, как известно, ориентируются в пространстве с помощью эхолокации — чувства, недоступного большинству людей. Нагель подробно разбирает этот вопрос и отвечает на него отрицательно: «Я хочу знать, как чувствует себя изнутри сама летучая мышь. Но, когда я пытаюсь это вообразить, я бываю ограничен ресурсами моего мозга, а эти ресурсы неадекватны для данной задачи».

Но ведь так хочется попробовать! И вот американский научный журналист Эд Йонг приглашает читателя в долгое путешествие по мирам животных. Это словосочетание не случайно. Именно так — «Путешествие по мирам животных и людей» (A Foray into the Worlds of Animals and Humans) — называется в английском переводе знаменитая книга Якоба фон Икскюля, на которую Йонг много раз ссылается.

Якоб фон Икскюль (иногда его фамилию пишут Юкскюль) был крупным исследователем поведения животных и глубоким мыслителем. Йонг использует в качестве путеводной нити предложенное Икскюлем понятие умвельта (Umwelt), которое в данном контексте, пожалуй, можно перевести как воспринимаемый мир. Задача Йонга — показать, насколько разнообразны воспринимаемые миры животных, а заодно и людей.

Один из самых загадочных органов чувств позвоночных — ростральный орган латимерии, расположенный в отдельной полости позади органа обоняния. Поры этого органа (на самом деле их три пары) видны и на рис. 1 в статье У латимерии найдены легочные артерии, «Элементы», 19.08.2024. Нет сомнений, что это орган электрорецепции, который латимерия использует в охоте за добычей, но его эволюционное происхождение совершенно непонятно. Ни у кого, кроме целакантов, он не обнаружен. Изображение с сайта news.flinders.edu.au

Знаете ли вы, что запах андростенона — вещества, которым обычно пахнут грязные носки, — некоторые люди воспринимают как аромат, напоминающий ваниль, и происходит это благодаря мутации в гене определенного обонятельного рецептора (он называется OR7D4)? Или что зародыш черепахи может чувствовать температуру и перебираться внутри своего яйца на более теплую сторону? Или что некоторые безглазые муравьи образуют целые подземные «города», где коммуникация между особями исключительно химическая? Или что есть слепые люди, которые сознательно и активно используют для ориентировки самую настоящую эхолокацию, причем это не догадка, а факт, уже давно изучаемый нейрофизиологами? Или что у южноамериканских капуцинов самцы и самки, как правило, видят разные диапазоны цветов? Или что у многих сомов все тело, от усов до хвоста, покрыто тысячами вкусовых сосочков? «Будь я сомом, я бы хотел нырнуть в чан с шоколадом», — говорит по этому поводу один биолог. Правда, на самом деле сомы чувствуют в основном вкус аминокислот: они любят животную пищу, богатую белками. И что уж вовсе поразительно, у твердолобого морского сома почти половина вкусовых рецепторов настроена на D-аминокислоты, которых в животной пище и быть-то не должно, но вот оказывается, что некоторые черви и моллюски их в изобилии содержат.

Пипа Карвальо (Pipa carvalhoi), водная бесхвостая амфибия, живущая в Южной Америке. Если присмотреться к кончикам пальцев ее передних лапок, видно, что они имеют звездчатые выросты. Это органы осязания, аналогичные выростам рыла крота-звездоноса, о котором много говорится в книге Йонга. Заодно, кстати, у пипы видна и боковая линия — орган чувств, совершенно чужой для человека. Фото с сайта amphibiaweb.org

Это лишь немногие примеры фактов, которыми наполнена толстая книга Йонга. Изложение в ней хорошо структурировано, автор рассматривает одну за другой разные сенсорные модальности: обоняние, вкус, зрение, боль, тепло, осязание, вибрация, звук, эхолокация, электро- и магниторецепция. Каждому из этих пунктов посвящена глава, а то и две. Получается отличный обзор современных данных о чувствах животных. Йонг подходит к теме как аккуратный научный журналист: он не пытается выдвигать собственные глубокие концепции, зато внимательно изучает работы множества специалистов. И не только читает их статьи, но и общается с ними лично, посещая лаборатории (книга полна впечатлений от такого общения). В результате всплывает колоссальное количество малоизвестных фактов, а попутно опровергаются некоторые старые мифы: например, долго кочевавшее по учебникам зоологии утверждение, что у птиц почти нет обоняния (еще как есть, причем у грифов, киви и у морских трубконосых оно играет в жизни первостепенную роль) или расхожее мнение, что собаки не различают цветов (вполне различают, хотя и не все цвета, которые видим мы: у них только два типа колбочек, а не три, как у человека).

Главный посыл книги — многообразие воспринимаемых миров животных просто невероятно. Оно намного больше, чем мы способны вообразить. Чтобы оценить это, вовсе не обязательно вторгаться в далекие от человека области сенсорного мира — например, связанные с электрорецепцией или чувством боковой линии. Рассмотрим чувство, с которым у человека все отлично, а именно зрение. Чтобы различать цвета, позвоночному животному нужно иметь в сетчатке как минимум два типа колбочек, воспринимающих разные длины волн. У человека этих типов три — «красные», «зеленые» и «синие» колбочки. Важно, что появление каждого нового рецептора добавляет в палитру не просто несколько новых цветов, а целое новое измерение. Допустим, что монохроматы (у которых цветового зрения нет вообще) различают примерно сто оттенков серого цвета — от черного до белого. У дихроматов (обладателей двух типов колбочек) каждый из этих оттенков дробится еще на сотню ступеней. Получается десять тысяч потенциально различимых цветов. У трихроматов (обладателей трех типов колбочек) каждый из них дробится еще на сто ступеней, так что общее число цветов приближается к миллиону. А у птиц зрение и вовсе тетрахроматическое — у них четыре типа колбочек. «Представьте себе человеческое трихроматическое зрение в виде треугольника, три вершины которого соответствуют красной, зеленой и синей колбочкам. Каждый видимый нами цвет складывается из этих трех, и его можно обозначить точкой на плоскости этого треугольника. У птиц же цветовое зрение представляет собой пирамиду, вершины которой соответствуют четырем колбочкам. Весь имеющийся у нас диапазон цветов — это лишь одна грань пирамиды, объем которой заполнен красками, большинству из нас недоступными».

«Возьмем, например, пресноводную бактерию Synechocystis: свет, падающий на эту сферическую клетку с одной стороны, фокусируется на обратной. Бактерия чувствует, откуда поступает этот свет, и движется к нему. Это, по сути, живой хрусталик, а вся ее мембрана — сетчатка». Здесь мы видим рисунок клетки Synechocystis со всеми ее основными внутриклеточными структурами. Иллюстрация из статьи: L. Mills et al., 2020. Current knowledge and recent advances in understanding metabolism of the model cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

В общем, добро пожаловать в экзотическое путешествие. Книга Йонга полна ярких и красочных фактов, что, кстати, дополнено прекрасными цветными иллюстрациями. Лучшего научно-популярного введения в сенсорную биологию не придумаешь.

В 80-х годах прошлого века Стругацкие писали в статье «Знакомые черты будущего»: «ИСТИННЫЕ чудеса XX века — это чудеса для сугубых профессионалов... Если когда-нибудь телепатия сделается фактом науки, она предстанет перед своими нынешними адептами опутанная проводами, облепленная датчиками, загнанная в шершавые кожухи дисплеев, ограниченная десятками неудобопонятных оговорок и условий, — и с огромным разочарованием отшатнутся от нее нынешние ее адепты».

Хочется думать, что в данном случае мэтры оказались не совсем правы. Современная наука вовсе не так уж эзотерична — в ней хватает ярких, захватывающих, наглядных открытий, которые заинтересуют любого человека, способного думать. И популяризация науки с рассказом об этих открытиях неплохо справляется.