Юный Натуралист 1973-11, страница 11

14

15

даже принцип опознания пахучих веществ. Может быть, в обонятельных клетках осуществляются какие-то химические реакции, благодаря которым мы ощущаем запахи? Такое предположение существовало, но от него пришлось отказаться. Оно было опровергнуто опытами с оптическими изомерами.

Чтобы стало понятно, о чем идет речь, придется совершить маленькую экскурсию в химию. Одним из самых распространенных элементов в живой природе является углерод. Атомы этого вещества четырехвалентны, то есть имеют как бы четыре руки, с помощью которых соединяются с атомами других элементов, удерживая их около себя. Если к углероду присоединить четыре различных атома, могут получиться два вида соединений. Они будут почти совсем одинаковые, состоять из одних и тех же атомов, отличаясь лишь последовательностью присоединения их к углероду, как правая рука отличается от левой порядком расположения пальцев. Это и есть оптические изомеры. Все живые организмы используют лишь какой-то один из двух возможных изомеров. Второй не используется, ни в какие химические реакции в организме не вступает и как можно скорее выводится наружу.

Поэтому, если бы обоняние было простым химическим процессом, только один изомер мог бы обладать запахом. Второй в химическую реакцию вступить не смог бы, и его запах почувствовать было бы невозможно.

В настоящее время существует 30 теорий обоняния. Наиболее правдоподобной считается теория «замочной скважины» и «ключа». Предполагается, что мембрана обонятельной клетки имеет лунки различной формы. Ощущение запаха возникает, когда молекула пахучего вещества, как соответствующий ключ, полностью заполнит лунку. Много факторов подтверждает это предположение. Камфарным запахом обладают крохотные шаровидные молекулы. Молекулы веществ с мускусным запахом имеют вид более крупного плоского диска. У молекул с цветочными запахами дискообразная головка и длинный тонкий хвостик, слегка поджатый, как у провинившейся собаки. Аналогичную форму имеет «замочная скважина»: углубление для хвостика более глубокое, чем для головки. Эфирные запахи улавливаются с помощью длинной узкой «замочной скважины». Им обладают и большие молекулы, и маленькие. Крупная молекула пахучего вещества полностью заполняет «замочную скважину». Маленькие, чтобы вызвать ощущение, должны лечь в лунку по две.

Большинство животных обладает гораздо более утонченным обонянием, чем человек. Муравей, бегущий по следу своего товари

ща, остановится в недоумении, если хитроумный экспериментатор, вырезав прямоугольный кусочек земли с муравьиными следами и повернув его на 180 градусов, вставит его обратно. Он сразу обратит внимание на то, что раньше сила запаха от следа к следу возрастала, а теперь, наоборот, пошла на убыль и теряется. Горожанин не только запах муравьиных, даже слоновых следов не заметит. Собака найдет по запаху тарелку, до которой ее хозяин неделю назад дотронулся пальцем.

Большинство животных имеет очень тонкое обоняние, а многие ли из нас смогут по запаху отличить своего сынишку от 5—6 его сверстников? Такая огромная разница в способности ощущать запах между собакой и человеком объясняется тем, что у нас обонятельных клеток значительно меньше, чем у собаки. У человека площадь стенок обонятельной полости едва достигает 5 квадратных сантиметров. Здесь расположено около 6 миллионов чувствительных клеток. У собак полость носа достигает 100 квадратных сантиметров и содержит около 220 миллионов обонятельных клеток. В 36 раз больше!

Мало того, что обонятельных клеток у человека немного, они и устроены гораздо проще собачьих. У них всего от 7 до 14 типов приемных устройств. Это значит, что мы можем воспринимать всего 7—14 первичных запахов. Если бы в природе существовали всевозможные комбинации этих первичных запахов, то с помощью 14 типов приемников мы могли бы различить 16 384 пахучих вещества. В действительности, вероятно, природа не так щедра. Во всяком случае, обо-нятельно одаренные люди способны воспринять всего лишь около 10 тысяч запахов. У многих животных гораздо больше типов приемных устройств. Кролик имеет 24 типа приемников, а собака, наверное, 25—35. Нет никакой уверенности, что все 24 кроличьих приемника имеет и собака. Ведь растительные запахи ее не интересуют. Теоретический подсчет показывает, что с помощью 35 приемников можно ощутчть несколько миллионов запахов. В результате нос собаки в миллион раз чувствительнее человеческого.

Мы способны ощутить запах, если в обонятельной полости на каждую чувствительную клетку будет приходиться не меньше восьми молекул пахучего вещества. Только тогда они начинают посылать информацию в мозг. Мозг же почувствует запах, если получит одинаковую информацию не меньше чем от 40 чувствительных клеток.

Мизерные обонятельные способности современного горожанина отчасти объясняются плохой тренированностью нашего носа. Среди промысловых охотников Сибири попадаются люди, способные в кромешной тем

ноте свободно ходить по лесу. Обоняние помогает ощущать запах древесных стволов и не натыкаться на них в потемках. Утонченным обонянием обладают слепые от рождения люди.

Ученым очень важно знать, как пахучие вещества действуют на животных, чтобы управлять их поведением. Пахучими веществами можно привлекать вредных насекомых, чтобы уничтожать их, отпугивать рыб, чтобы они не попадали в турбины электростанций.

Существует немало профессий, требующих развитого обоняния. Это парфюмеры, создающие новые духи, дегустаторы, наконец, просто нюхатели бутылок. А как иначе узнать, хорошо ли бутылка вымыта и не испортит ли вино посторонний запах? Подобного рода работы очень утомительны. Люди издавна пытались найти себе помощников. Главные из них собаки. Они не только умеют отыскивать дичь и сторожить помеще

ние, но способны выполнять и многие другие работы. В Прибалтийских республиках собак взяли на службу в качестве обходчиков газовых магистралей. Если утечка газа происходит из трубы, зарытой на глубине 1,5—2 метра, они без труда находят место, где пахнет газом, и приводят туда ремонтников. На пограничных пунктах собаки помогают таможенникам отыскивать провозимые контрабандой наркотики. Пробуют приспособить собак для поиска по запаху полезных ископаемых. Для того чтобы они, ориентируясь по запаху, помогали врачу ставить диагноз. Канарейки, чижи, попугаи, белые мыши давно несут контрольную службу в шахтах и цехах с вредным производством. Почувствовав запах рудничного газа или другого вредного вещества, они своим поведением предупреждают людей, что помещение нужно немедленно покинуть.

Долгое время не удавалось создать ма

шину, обладающую обонянием. Приходилось хотя бы частично пользоваться помощью животных. В одной из таких машин работают мухи. В их мозг вводят электроды, и машина анализирует электрические реакции, возникающие в мушином мозгу, узнавая таким образом, какие запахи она чувствует.

Приборы, способные улавливать какой-то один определенный запах, создать относительно нетрудно. Недавно ученые технологического института в штате Иллинойс (США) объявили, что ими изобретен прибор, который сможет заменить собаку при розыске преступников.

Но, несмотря на то, что с каждым годом подобных изобретений становится все больше, тайна обоняния животных пока остается нераскрытой.

Б. Сергеев,

доктор биологических наук