В жизни мы слепо полагаемся на многие анатомические образования, отличающиеся невероятной хрупкостью, которая обнаруживается только при анатомировании черепа. Сам мозг, как может показаться, надежно защищен костной черепной коробкой, но повредить его можно, не вскрывая череп и даже не прикасаясь к голове. Так, в результате резкого ускорения движения головы мозг резко смещается внутри черепа, что может привести к столкновению мозга с костями свода черепа и вызвать ушиб мозга. Сотрясение мозга, как правило, проходит само, но вызывает очень неприятные симптомы: головную боль (что совсем не удивительно), головокружение и тошноту. Еще одним следствием травмы мозга может стать потеря обоняния – аносмия. Если вы заглянете внутрь черепа, то поймете, почему обонятельные нервы, получающие информацию о запахах из полости носа, так подвержены травмам. В передней части черепа лобные доли головного мозга покоятся на плоском костном основании, которое одновременно образует крышу глазниц. Прямо в середине этого основания, между глазницами, находится узкая костная полоса, пронизанная множеством мелких отверстий. Это решетчатая пластинка решетчатой кости. У решетчатой кости есть другие части, которые отнюдь не напоминают решето, но свое название кость получила именно из-за решетчатой пластинки. Дно решетчатой пластинки образует крышу носовой полости. Слизистая оболочка носа в этом месте содержит специализированные нервные клетки, снабженные крошечными белковыми выростами (обонятельными рецепторами). Эти рецепторы распознают молекулы пахучих веществ, которые вызывают изменения в конфигурации рецепторов. Эти изменения конфигурации порождают электрические импульсы, которые передаются по нервным волокнам, объединяющимся в обонятельный нерв после прохождения решетчатой кости. Непосредственно над решетчатой костью обонятельные нервы вступают в обонятельные луковицы. Здесь они образуют синапсы со вторыми нейронами, аксоны которых формируют обонятельный тракт. Он проходит под лобными долями, а потом «ныряет» внутрь мозга.

Если мозг в результате травмы смещается в полости черепа, то в опасности оказываются тонкие волокна обонятельного нерва, проходящие через отверстия решетчатой пластинки – они могут просто разорваться, нарушив связь между обонятельными рецепторами в носу и обонятельными луковицами. Исследование больных с травмами головного мозга в Пенсильвании показало, что более чем в половине случаев происходит потеря обоняния, но в 40 % случаев сами больные не замечают этой потери. Это кажется странным, но из всех наших специализированных чувств обоняние, пожалуй, доставляет нам меньше всего хлопот своим исчезновением. Я не хочу сказать, что обоняние – избыточное для человека чувство, но, в сравнении с другими животными, мы в ходе эволюции не слишком заботились о его развитии.

Вверху: Крышка черепа удалена. Видно основание черепа и прободающие решетчатую пластинку отверстия, через которые проходят нервные волокна и кровеносные сосуды. Внизу: Показана нижняя поверхность головного мозга, на которой отмечены места выхода из него черепных нервов

Млекопитающие располагают приблизительно тысячью генов, кодирующих белки обонятельных рецепторов (это полновесных 3 % всего генома), в то время как у нашей старой знакомой, морской миноги, таких генов всего 60, и это неудивительно, потому что минога может различать лишь очень ограниченное число запахов. Однако, несмотря на то что у миноги, в сравнении с млекопитающими, генов, отвечающих за обоняние, действительно совсем мало, они (эти гены) очень похожи на соответствующие гены млекопитающих своими размерами и строением. Здесь мы видим еще один пример удвоения генов в ходе эволюции. Только в данном случае второй экземпляр генов, появившийся в результате удвоения, выполняет несколько иные функции по сравнению с оригиналом, кодируя немного отличающиеся друг от друга белки обонятельных рецепторов. Путем удвоения (дупликации) семейство обонятельных генов претерпело весьма значительное, можно сказать взрывоподобное, увеличение у большинства позвоночных в сравнении с предком, общим для нас и миноги. Это увеличение достигло своего апогея у млекопитающих.

Я часто развлекаюсь игрой в прятки с моим псом Бобом – прячу от него теннисный мячик. Но Боб не ищет его, как мы, он его буквально вынюхивает. Приблизительно 500 миллионов лет эволюции (именно 500 миллионов лет назад жил наш общий с миногой предок) снабдили млекопитающих потрясающим обонянием. Вернее, большинство млекопитающих, за исключением нас. У людей активных обонятельных генов всего около 400. Еще 400 генов присутствуют в нашем геноме, но они настолько сильно выродились, что стали неактивны, и мутировали до такой степени, что их стало невозможно «считывать» и транслировать в белки. У собак – и, как ни странно, у мышей – активных обонятельных генов в три раза больше, чем у нас, и благодаря такому преимуществу Боб отлично чует свой любимый мячик, куда бы я его ни спрятала. Я могу учуять теннисный мячик, если поднесу его очень близко к носу (не скажу, что запах очень приятный), но у меня нет ни малейшего шанса унюхать его с противоположного конца комнаты.

Однако если у людей столько слабоактивных обонятельных генов и еще больше таких же, но совершенно неактивных генов, то интересно было бы узнать, когда начался этот процесс вполне осознанного уничтожения отточенного в ходе эволюции органа чувств? В процессе исследования этого вопроса выясняется, что не только у людей произошла деградация обонятельных генов. Сравнивая геномы разных биологических видов, одна группа генетиков решила, что нашла тот момент, когда начался упадок обоняния. Дело выглядело так, будто человекообразные обезьяны, включая человека, вместе с другими узконосыми обезьянами Старого Света, такими как лангуры, павианы и колобусы, обладают гораздо более скудным набором обонятельных генов в сравнении с приматами Нового Света. Эти две группы приматов, помимо всего прочего, по-разному смотрят на мир. У лемуров и лори, как и у большинства приматов Нового Света, в сетчатке есть всего два типа цветовых рецепторов; у мартышковых и человекообразных обезьян Старого Света таких типов три, что обеспечивает им трихроматическое цветовое зрение. Другими словами, у приматов, у которых развилось то, что мы называем «цветовым зрением», сильно притупилось обоняние.

Это очень занимательная история, но при ближайшем рассмотрении выяснилось, что более тщательный анализ геномов ее не подтверждает. Наоборот, утрата обонятельных генов – это общая для всех приматов тенденция. У большинства приматов число обонятельных генов колеблется от 300 до 400. На самом деле, несмотря на то что мы считаем самих себя более других обделенными обонятельными способностями, оказывается, что люди вырвались вперед в сравнении с другими приматами. У нас больше активных обонятельных генов, чем у шимпанзе, орангутанов, игрунок, макак и галаго.

Несмотря на то что гипотеза о том, что обоняние приматов пострадало за счет эволюции цветового зрения, не подтвердилась, все же следует учитывать тот факт, что у всех представителей отряда приматов обонятельных генов меньше, чем у других млекопитающих. Помимо сокращения генетической основы обоняния, у большинства приматов (если не считать мокроносых приматов, таких как лемуры, руконожки, лори) очень короткие, в сравнении с другими млекопитающими, носы и маленькие обонятельные луковицы. Для подавляющего большинства млекопитающих самые важные чувства – это обоняние и слух, но для приматов – это зрение и осязание. Таким образом, обоняние в своем развитии вошло в противоречие со зрением. Для того, чтобы понять происхождение нашего зрения, нам придется познакомиться с очень далекими нашими предками и углубиться в поистине седую древность.

Глаза, подобные нашим, существуют уже 500 миллионов лет – ведь такие глаза у позвоночных были с самого начала. Первые позвоночные, похожие на современную миногу, были, возможно, лишены челюстей, зато обладали глазами. На самом деле у миног очень сложные глаза, похожие на глаза всех других позвоночных животных. Глаза миноги напоминают оптическую систему фотоаппарата с диафрагмой (радужной оболочкой) и внутренней линзой (хрусталиком). Более того, каждый глаз снабжен шестью глазодвигательными мышцами – точно так же, как у нас. Такое впечатление, что глаза позвоночных просто возникли как бы ниоткуда, сразу в окончательно оформленном виде. Это, казалось бы, бросает вызов теории эволюции, согласно которой все изменения в природе происходят постепенно, в течение длительного времени, поэтому нет ничего удивительного в том, что за строение глаза позвоночных сразу ухватились креационисты. Даже Дарвин как будто бы признавал, что очень трудно объяснить, откуда могли взяться такие глаза. В «Происхождении видов» он писал: