Паоло Пелоси - Обоняние [Увлекательное погружение в науку о запахах]

Феромоны мышей и крыс изучены, наверное, лучше всего, так как оба эти вида давно помогают человеку в биохимических и генетических лабораториях. У грызунов моча – основное средство передачи химической информации. Всякий, кто держит мышей в качестве домашних питомцев или когда-нибудь проходил мимо лабораторной клетки, наверняка узнает характерный ореховый запах – довольно сильный, но не отталкивающий, если концентрация не слишком велика. В моче мышей содержится много летучих соединений, рассказывающих не только о поле особи, но и о ее социальном положении и даже о семейной истории. Помимо всего прочего, опытная самка способна определить по ольфакторным нотам этого соблазнительного букета, как давно самец оставил ей письмо и есть ли шанс, что он все еще где-то поблизости.

Основной летучий компонент мышиной мочи, придающий ей этот зеленый, ореховый аромат, – это 2-втор-бутилтиазолин, очень близкий по структуре некоторым из тиазолов, о которых мы говорили во второй, третьей и четвертой главах в связи с пищевыми продуктами. Для самки это сильный аттрактант. Интересно, что его молекула асимметрична. Это значит, что можно нарисовать две молекулярные структуры, одинаковые по всем параметрам, – кроме того, что одна будет зеркальным отражением другой. Это явление, именуемое хиральностью, мы уже рассматривали на примере потрясающе тонко настроенной обонятельной системы насекомых и того, как она обращается с феромонами. Мыши синтезируют и выделяют с мочой только S-форму этого тиазолина. Если синтезировать искусственно зеркальную форму этого вещества, маркируемую R, она заставит мышь вести себя совершенно по-другому, чем натуральное соединение.

Запах мочевых меток со временем меняется, так как некоторые их компоненты более летучие, чем другие, и испаряются быстрее. Эти изменения сами по себе о многом говорят самке – ведь ей нужно знать, доступен ли интересующий ее самец и находится ли он поблизости. Однако это еще не все. Моча как таковая тоже важна для самки, потому что в ней содержатся определенные белки, причем в исключительно высокой концентрации. Эти основные мочевые белки подобны или идентичны тем, что находятся в носу и улавливают феромоны. Структуру и уникальные характеристики мочевых белков мы изучим немного позднее; сейчас достаточно будет отметить, что это сразу и переносчики феромонов, и сами феромоны. Вступая в контакт с вомероназальным органом, они могут ускорять половое созревание у молодых самочек.

В моче самку интересует как раз этот белок. Он нелетуч, а потому не может восприниматься носом, но о его присутствии сигнализирует летучий лиганд. Самка следует за запахом, убеждается, что он свежий, затем находит мочу и лижет ее, так что важные белки попадают через нёбо непосредственно в вомероназальный орган.

Летучие феромоны при этом производят свой собственный эффект. В моче самцов присутствует и еще один важный половой феромон – дегидро-экзо-бревикомин. Вместе с тиазолином он делает мочу самцов очень привлекательной для самок. Оба соединения регистрируются вомероназальным органом еще в очень низких концентрациях – несколько частиц на триллио, – причем очень специфичным образом. Вы, возможно, помните, что дегидро-экзо-бревикомин отличается от феромона жука-лубоеда одной-единственной двойной связью (глава 5, рис. 16).

Наблюдая автоматические – практически роботные – реакции насекомых на феромоны, нетрудно прийти к ложному заключению, что эти молекулы способны работать эдакими тумблерами, включающими и выключающими насекомых и управляющими ими, словно игрушечными самолетиками с пультом и батарейками. Но даже у насекомых это не так: подчас одно и то же химическое вещество вызывает у них совершенно нетипичную реакцию в зависимости от других сенсорных стимулов, физиологического статуса и состояния окружающей среды. У млекопитающих все еще сложнее. Влечение к противоположному полу – не результат действия одного простого химиката (или даже смеси химикатов), и далеко не все особи противоположного пола воспринимаются как одинаково привлекательные.

Свиной феромон андростенон, наверное, самый известный половой аттрактант млекопитающих. Мы уже неоднократно о нем говорили, причем в разных контекстах. Это соединение, чей сильный запах люди считают до крайности мерзким (по крайней мере, та половина народонаселения, которая способна его учуять), для самки кабана является мощным афродизиаком; он делает ее более расслабленной и падкой на ухаживания самцов. Это вещество продают бутылками в сельскохозяйственных магазинах: с его помощью фермеры определяют самое подходящее время для искусственного осеменения свиней.

Феромональный эффект этой молекулы элементарно демонстрируется на свиньях, а вот на другие виды животных она производит довольно неоднозначное действие – этим открытием мы обязаны Джону Макглоуну, профессору Техасского технологического университета. Чтобы остановить свою разбрехавшуюся собаку, он как-то брызнул ей на нос андростеноном из емкости, с которой работал в лаборатории. Пес мгновенно успокоился, и теперь продукт широко применяется ветеринарами и владельцами животных для этой вторичной цели. Андростенон получается из гормона дигидротестостерона, который служит визитной карточкой для самцов многих видов, а потому может производить похожее или иное неожиданное действие на самых разных животных.

Мускусная крыса и мускусный олень (кабарга) обладают особыми железами, которые производят приятно пахнущий секрет, действующий на других представителей этих видов как половой феромон. Эти химикаты, которые мы уже встречали в главе третьей (рис. 10), состоят из необычно большого кольца в 15–16 атомов углерода. Они называются циклопентадеканон и мускон соответственно. Хотя способ производства и некоторые наблюдения за животными подтверждают гипотезу, что это действительно половые феромоны, подробных бихевиоральных исследований до сих пор никто не проводил. Для человека этот запах тоже привлекателен. Парфюмерная индустрия немедленно взялась за него, как только смогла сделать это технически. Ученые потратили много лет активной работы на попытки синтеза всевозможных химических соединений, обладающих сходными ольфакторными характеристиками. Дополнительной интриги этим ароматам придавала основанная на чистой фантазии идея, что, раз это афродизиак для крысы и оленя, то же самое вещество может волшебным образом наделять любовными чарами и людей.

У слонов есть два половых феромона, и об обоих уже шла речь в главе пятой (рис. 16). Фронталин – молекула достаточно сложной архитектуры; ее выделяют височные железы самцов во время муста (гона) – физиологического состояния, связанного с размножением. Второй феромон устроен гораздо проще – это линейный эфир, додеценил ацетат; он появляется в моче самок во время эструса (течки). Как ни странно, оба вещества встречаются в качестве феромонов и у насекомых. Додеценил ацетат, как вы, наверное, помните, работает одним из компонентов полового феромона у многих видов мотыльков, а фронталин – у лубоеда соснового южного (Dendroctonus frontalis), одного из главных вредителей лесопосадок в Соединенных Штатах Америки.