Почему мы не похожи друг на друга

Очерки о биологической индивидуальности

Белки тканевой несовместимости отличают каждого из нас от окружающих и от всех живущих на планете людей. Чем же мы отличаемся друг от друга, в чем причина этой несхожести?

Этот сайт рассказывает о новейших исследованиях и намечающихся перспективах в расшифровке многих секретов биологической индивидуальности организмов.

 

«Цивилизация насекомых»

ПчелаОбонятельное предпочтение насекомыми цветов, родственных особей, распознавание иерархических команд и любовных призывов наводит на мысль, что именно система запахов и хеморецепторов явилась ранней эволюционной предпосылкой возникновения белков ТС и чувствительных к ним лимфоцитов. Ведь муравейник, термитник или пчелиный рой - это, по сути, самостоятельный организм, где каждую особь можно уподобить клетке сложного организма. Английский биолог Райт в книге «Наука о запахах» выдвигает предположение, что мозг первых на Земле живых существ, возможно, даже зарождался как аппарат для обработки обонятельных сигналов, исходящих от веществ, окружающих наших далеких предков.

Диапазон физиологической активности феромонов велик, сегодня известно уже несколько сотен химических «слов», с помощью которых насекомые общаются друг с другом. Одно из главных назначений феромонов у насекомых и более сложных организмов - регуляция процессов размножения и выхаживания потомства. Как мы увидим на примере животных, между белками ТС и брачным предпочтением имеются прямые связи.

Сырьем для синтеза феромонов является растительная пища. Насекомые пользуются зеленой массой достаточно избирательно, поэтому неповторима и химическая формула феромонов, несмотря на относительно несложное их строение и низкий молекулярный вес. Даже малое изменение в строении молекулы феромона может коренным образом изменить его свойства.

Немудрено, что насекомые, лишенные острого зрения, тонкого слуха, вкусовых ощущений, живут в мире, где доминируют запахи. Вероятно, обоняние или хеморецепция эволюционно возникла раньше всех других чувственных ощущений. По существу, обоняние - это дистантное восприятие химических раздражений. Как известно, даже бактерии отыскивают среды с оптимальными для них концентрациями кислорода, азота или сахара. Человек с его не очень хорошо развитым обонянием способен различать запахи с концентрациями пахучих веществ иногда порядка миллионных долей грамма на кубический метр воздуха.

Конечно, обоняние человека нельзя сравнить с обонянием насекомых и животных, в жизни которых последнее играет важнейшую, если не главную роль. У насекомых хеморецепторы расположены не только на голове (усики, хоботок), но и на конечностях. Оса воспринимает запахи хоботком - ротовыми частями, загнутыми в трубочку, и ножками. Через хоботок она всасывает нектар, задними ножками собирает цветочную пыльцу. У муравья на члениках антенн можно насчитать более 200 обонятельных бугорков, которые вместе с усиками, наподобие радара, поворачиваются в разные стороны и воспринимают запахи как бы «стереоскопически». Муравьи различают не только направление запаха, его консистенцию, но даже и форму - запах круглый или продолговатый, текучий или плотный. Обоняние в этом случае тесно связано с осязанием. В волосках на лапках и хоботке обычной комнатной мухи обнаружены четыре типа хеморецепторов: одни реагируют на изгибание волоска, другие - на стимуляцию водой, третьи - на некоторые сахара, четвертые - на определенные соли. В ответ на раздражение волоска соответствующим химическим веществом хоботок ротовой части выпрямляется в положение, удобное для всасывания пищи. Если голодная или испытывающая жажду муха ползает по пищевым продуктам, ее хоботок автоматически вытягивается, и муха начинает есть и пить.

Вернемся к весьма очевидной аналогии отдельных насекомых и их сообществ с клетками сложных организмов, которые могут существовать только в подобном же микроокружении, в совокупности, но не каждая сама по себе.

Поскольку все реакции «общественных» насекомых определяются семьей, то и индивидуальные реакции подчинены интересам коллектива. У насекомых особь полностью «поглощается» обществом.

В улье одновременно живет 60-70 тыс. пчел. Когда между ними налаживается взаимосвязь, совокупность особей может быть уподоблена «общественной нервной системе», включающей такое же количество клеток. А это уже больше, чем количество нервных элементов организма крысы.

Исторически такая система взаимодействия простых элементов сложилась много раньше, чем появились млекопитающие, и на десятки миллионов лет опередила появление человека. Рене Шовен применяет термин «цивилизация насекомых», подчеркивая, что она, не имея ничего общего с цивилизацией человека (достигнутой совсем другими средствами), все же включает субординацию особей, коллективное выполнение работ и выращивание потомства, четкое разделение труда. Уже на этом уровне возникли коллективные строительные работы, примитивные «земледелие» и «скотоводство», сбор и запас продовольствия, войны и даже «невольничество». Субстратом для поразительно сложного поведения у общественных насекомых служит «объединенный» мозг множества индивидов, но, как мы видели, не только мозг, но и коллективный иммунитет. Общество насекомых разрешило многие задачи, переплетя крошечные существа в целое, подчиняющееся ароматическим приказам, но затем оно как бы остановилось. Следующий шаг уже был сделан на другом параллельно развивающемся организменном уровне - у животных.

Многие млекопитающие пользуются пахучими метками для того, чтобы указать зверям одного с ними вида, что данная территория уже занята. Это полезное приспособление помогает избежать перенаселения и шире освоить незанятые угодья. Индивидуальная метка самцов препятствует вторжению чужаков, но только мужского пола; на самок она, напротив, действует притягательным образом.

Пахучие железы у млекопитающих могут быть расположены на различных частях тела - на голове, щеках, ногах, у основания хвоста, около глаз, на спине, на висках и т. п. Олени и антилопы выдавливают сок из предглазничных желез на кору и листья деревьев в период, когда у них созревают половые клетки. Медведи оставляют след на деревьях как можно выше, чтобы показать свою силу, и на камнях - когтями и спиной; барсуки создают пахучий забор, прижимая заднюю часть тела к камням и низкорасположенным предметам. У волков, собак и кошек для этой цели служит моча. Лемуры выпускают себе на ладони несколько капель мочи и натирают ими окружающие предметы; другие лемуры и олени используют для этой цели хвост. Кролики метят свою территорию и крольчат подбородком, даманы - спиной, соболи - подушечками ног, верблюд - затылком, слоны - боковой частью головы.

В основе территориального поведения лежит внутривидовая конкуренция. Животные, владеющие лучшей землей, пользуются большими благами, париям животного мира принадлежат худшие места. Не только млекопитающие, но и птицы и рыбы держатся в центре хорошо им знакомого участка, границы которого они ревностно охраняют. Для птиц защитой территории служит песня, для рыб - запахи, растворенные в воде, для млекопитающих - пахучие метки. Кому из нас не приходилось удивляться настойчивости, с какой собаки исследуют пахучие «автографы» всех, кто проходил до них, и поднимают свою ногу около каждого встречного камня, дерева, фонарного столба? Хозяин территории при виде чужака принимает агрессивную позу, и если вызов принят, драка неизбежна. У животных, не склонных к уединению, групповой запах уменьшает агрессивность между членами группы. Если в клетку, где сидят крысы, поместить новую крысу, то хозяева ее будут преследовать до тех пор, пока та не приобретет общий групповой запах. Щенята диких собак оказываются брошенными родителями, если их коснулась рука человека.

Строение органа обоняния у млекопитающих в отличие от строения глаза и уха не имеет тонких структурных особенностей. Хеморецепторы размещаются в особых углублениях в верхней части обеих носовых полостей. Там на небольшом участке площадью в несколько квадратных сантиметров размещены десятки миллионов длинных тонких клеток, покрытых ресничками. Эти реснички образуют на поверхности обонятельного эпителия густое сплетение, омываемое слизью. Молекулы пахучего вещества застревают в слизи и раздражают отдаленные, периферические участки хеморецепторов. Последние связаны с областью мозга, называемой обонятельной луковицей; ее размеры отражают степень развития обоняния у данного вида (обонятельная луковица у собаки, к примеру, много больше, чем у человека).