Если бы толковый инженер получил заказ на создание устройства, копирующего функционал нашего носа, то он бы счел это задание абсурдным. Представьте: один узкий канал шириной 1–2 сантиметра должен пропускать до 20 литров воздуха в минуту. При этом он обязан очистить воздух от пыли и микробов, нагреть, увлажнить его и еще как-то уловить крошечное количество определенных молекул среди миллиардов других.
Специалист предложил бы отойти от оригинального чертежа и сделать два отдельных канала: один для прогонки воздуха, а другой — для улавливания молекул.
Природа же решила следовать принципу "и так сойдет". Воздух врывается в нос и сталкивается с тремя парами костных пластин, покрытых слизью. Здесь создается управляемая турбулентность: частицы пыли прилипают, воздух нагревается до 37 градусов и увлажняется до 100%. Затем поток резко поворачивает на 90 градусов, взмывая к обонятельному эпителию — чувствительной зоне площадью около четырех квадратных сантиметров, расположенной на верхней стенке носовой полости.
С точки зрения аэродинамики и логистики — полный провал. Однако этот механизм справляется с возложенными на него задачами вот уже несколько сотен миллионов лет. Как же так?
Все дело в эволюционной импровизации.
Наш нос не был спроектирован с чистого листа — он представляет собой переработанную версию древнего рыбьего органа. Примерно 415 миллионов лет назад кистеперые рыбы, наши далекие предки, уже обладали парными ноздрями, которые вели не в дыхательные пути — легких тогда еще не существовало, — а в слепой мешок, выстланный хеморецепторами. Этот орган представлял собой примитивный, но достаточно эффективный химический анализатор: он позволял обнаруживать следы пищи, присутствие хищников, феромоны сородичей и другие значимые для выживания и размножения сигналы в воде. Проще говоря, это был своеобразный орган обоняния, заточенный под водную среду.
Когда первые позвоночные начали осваивать сушу, то возникла серьезная проблема: нужно было сохранить обоняние и при этом обеспечить дыхание воздухом. Эволюция, почесав затылок (если бы она была человеком), нашла предельно простое решение, которое заключалось не в создании нового органа, а в переработке уже имеющегося.
Тогда задняя ноздря начала свою долгую миграцию: сначала сместилась к краю рта у метровой рыбы Panderichthys, плавники которой уже частично напоминали лапы.
Через миллионы лет задняя ноздря значительно углубилась в пасть, что прекрасно видно у ископаемой рыбы Kenichthys campbelli возрастом около 395 миллионов лет, найденной в Китае. Палеонтологи называют эту находку "самым важным ископаемым для понимания эволюции наземных позвоночных".
В такой промежуточной позиции ноздря находилась еще несколько миллионов лет, пока в итоге не достигла финальной точки — носоглотки, превратившись в хоаны, внутренние ноздри человека. Другими словами, за миллионы лет рыбий обонятельный мешок, подгоняемый под новые потребности, превратился в наш нос.
Эти древняя эволюционная перестройка оставила глубочайший след в нашей анатомии. У всех человеческих эмбрионов на 4–6 неделе присутствует щель в верхней челюсти — в том же самом месте, где миллионы лет назад у наших далеких "рыбных предков" задняя ноздря мигрировала к носоглотке. В большинстве случаев к 12-й неделе эта щель срастается, формируя небо, но если происходит сбой, то возникает заячья губа или волчья пасть — самый частый врожденный дефект лица (1 случай на 700 новорожденных). Данная патология — эхо древнего эволюционного компромисса.
Наш нос — яркий пример того, что эволюция — не гениальный конструктор, планирующий свою деятельность на десять шагов вперед, а бережливый мастер-самоделкин. Вместо идеального чертежа — налету придуманные компромиссы. Вместо дорогостоящих и новых компонентов — подручные средства и грубая шлифовка старых деталей.