Всю нашу жизнь мы, не задумываясь об этом, осуществляем химическую коммуникацию, реагируя на различные запахи. Мы вспоминаем про пропущенный обед, когда до нас доносится запах свежей выпечки из окна булочной, и отшатываемся от бомжа, пахнущего далеко не ландышами. Однако поведение человека в меньшей степени определяется химическими сигналами, чем у животных, которым запахи напрямую «приказывают» убегать от опасности или устремиться к особи противоположного пола. Тем не менее в обществе регулярно возникает дискуссия на тему «общения запахами», например, об эффективности «духов с феромонами» и т.п. Все это время ученые активно исследуют обонятельные взаимодействия у животных, в том числе на молекулярном уровне, и иногда их находки оказываются довольно неожиданными
Информация, если говорить упрощенно, – это сведения, передаваемые от внешнего источника к потребителю. Информационное сообщение может быть представлено как в форме сигналов, так и в виде данных – зарегистрированных сигналов, пригодных для хранения, обработки и передачи. Например, в биологических системах важная роль в передаче информации принадлежит химическим сигналам, которые на молекулярном уровне представляют собой цепь последовательных биохимических реакций, осуществляемых макромолекулами, в основном белковой природы.
На организменном уровне для большинства животных основное значение имеет восприятие зрительных, звуковых и, в первую очередь, «химических» сигналов. Анализом последних занят один из древнейших органов чувств – обонятельная система. Ее важнейшая часть – вомероназальный орган (орган Якобсона), рецепторы которого «настроены» на жизненно важные запахи, связанные с опасностью, поисками пищи или полового партнера.
Так, у подавляющего большинства животных, от насекомых до млекопитающих, химическую коммуникацию между особями, связанную с регуляцией их полового поведения, обеспечивают феромоны (от греч. «несу» и «возбуждаю») – особые химические вещества, являющиеся продуктами внешней секреции. Об их существовании впервые заговорили еще в XIX в., но выделить первый феромон из секрета желез самок бабочек шелкопряда удалось лишь в середине прошлого века. Есть ли феромоны у человека, и какую функцию у нас выполняет орган Якобсона – дискуссионный вопрос. А иногда феромонами называют любые вещества, участвующие в «химическом общении» животных, а не только относящиеся к регуляции полового поведения.
Химическая коммуникация характерна не только для внутривидовых, но и для межвидовых взаимодействий, например, для взаимоотношений «хищник-жертва». Хищники руководствуются запахами при поиске добычи, а их жертвы – при попытках избегнуть угрозы быть съеденными. Так, определенные белки, содержащиеся в моче хищников, вызывают у жертвы реакцию избегания. А химическое соединение, определяющее характерный запах крови млекопитающих, привлекает хищников так же сильно, как и цельная кровь, зато их потенциальные жертвы, включая человека, реагируют на него избегающим оборонительным поведением.
Как говорится, «слезы не пахнут». Однако, как показали исследования на грызунах, проведенные в Токийском университете (Япония), в выделениях слезных желез могут содержаться вещества, которые действуют как феромоны. Оказалось, что белки из слезной жидкости самцов мышей делали самок более восприимчивыми к началу полового акта. Недавно эта же группа ученых обнаружила, что вещество с аналогичными функциями содержится и в слезной жидкости крыс. Этот белок, названный CRP1, относится к ингибиторам ферментов, разрушающих белковые молекулы, и то, что он участвует в химической коммуникации, стало неожиданностью. Еще большей неожиданностью стало открытие, что мыши, потенциальные жертвы крыс, воспринимали его как сигнал опасности.
Как показали эксперименты, CRP1 активирует рецепторы в вомероназальном органе животных, побуждая самок крыс задерживаться на территории, где находится самец, а у мышей вызывает формирование оборонительного поведения. Мыши стремятся отойти подальше от источника опасного запаха и затаиться, при этом у них снижается температура тела и частота сердцебиения. Ученые подтвердили свои выводы на генетически модифицированных мышах, у которых были «выключены» рецепторы к CRP1. У таких животных этот белок действительно не вызывал активации нейронов, участвующих в защитном поведении.
Эти результаты подтверждают возможность одного и того же химического соединения играть разную роль в «химическом общении» животных, принадлежащих к одному или разным видам.
Фото: https://pixabay.com
