Реферат: О феромонах и половом поведении

С.Б. Пашутин

Запах – это ощущение, которое возникает у человека, когда при вдохе определенные летучие вещества попадают на специализированные обонятельные клетки, расположенные в носовых проходах. Взаимодействие пахучих веществ с комбинациями молекулярных рецепторов (белков, встроенных в мембрану обонятельных клеток) вызывает их возбуждение, которое затем в виде нервных импульсов передается в обонятельные луковицы. Эти структуры, расположенные в самой передней части мозга, являются центром первичного приема информации о запахе. Обонятельные луковицы транслируют сигналы в высшие отделы коры головного мозга, где они обрабатываются, после чего при участии лимбической системы у нас возникают определенные ощущения, которые мы и считаем запахом.

В зависимости от генетических особенностей и физиологического состояния организма, уровень восприятия одних и тех же концентраций пахучих химических соединений может быть разным – хотя бы на уровне «чувствую/не чувствую». Обонятельное, или, по-другому, ольфакторное, впечатление от равных количеств одного и того же запаха также может различаться. Если одним тот или иной запах приятен, то другим он может казаться безразличным или даже противным. Возможно, это обусловлено и индивидуальной чувствительностью: любой, даже самый приятный запах раздражает, если кажется чересчур сильным и резким. Однако обонятельные вариации могут быть и прямо связаны с концентрацией пахучего вещества. Так, индол при высокой концентрации пахнет гнилью, а при низкой напоминает аромат цветов.

Что же касается вызываемых запахом эмоций, то они во многом зависят от культурных установок, традиций, воспитания, от момента и ситуации, в которой воспринимается запах. Например, многим гурманам вполне по душе специфический аромат заплесневелого рокфора, явно непотребный в иной, не кулинарной, ситуации. Запах бензина уместен в гараже или среди байкеров, но не в театре.

Более того, существует и неоднозначное отношение к естественным запахам нашего тела, обусловленное гигиеническими традициями, которые сложились в разных обществах под влиянием определенного географического окружения. Иными словами, эмоциональная аура запаха – это совместный продукт физиологии обоняния и социального опыта. Недаром через запахи мы способны восстановить атмосферу прошлых лет или обрести воспоминания, связанные с конкретными жизненными обстоятельствами…

Но помимо сентиментальных путешествий в прошлое, у «обонятельной памяти» есть не менее важное биологическое предназначение. Несмотря на то, что образ адекватного полового партнёра у высших приматов строится на основе зрительных и слуховых представлений, индивидуальный запах тела со всеми его выделениями также является ориентиром для распознавания подходящего объекта для успешного продолжения рода. Большая вероятность образования супружеских союзов возникает там, где запахи партнеров максимально отличаются друг от друга. Естественный отбор поддерживает такую стратегию, поскольку организмы, обладающие сходными запахами, имеют сходный обмен веществ, а, следовательно, похожий генотип и иммунную систему. А чтобы «улучшить» потомство, требуется наибольшее генное разнообразие.

Так было и на заре человеческой цивилизации. Конечно, в настоящее время человек стал чистоплотнее, его тело скрыто одеждами, а использование парфюмерии привело к дальнейшему ослаблению роли обоняния как для брачных отношений, так и для оценки уровня сексуальной привлекательности. Поэтому феномен неосознанного влечения, основанного на ольфакторной стимуляции, может быть реализован в наших широтах в лучшем случае в летнее время и только с очень близкого расстояния. Либо в пригодных для этого местах – бассейнах, фитнес-клубах, косметологических салонах, тренажерных залах и саунах. Да и там, в силу очевидных специфических обстоятельств, больше доверяют зрению и слуху, нежели запаховому обаянию.

Тем не менее места и ситуации, где сексуальные ароматы еще долго будут востребованными, пока остаются. В частности, это стадия уже сложившейся интимной связи, где наличие соответствующего запаха способно упрочить мотивированное половое поведение. Ведь многократно повторяющийся аромат тела, исходящий от любимого человека, может стать условным сексуальным возбудителем. Поэтому не исключено, что когда схлынет новизна ощущений, но иные компоненты взаимной привязанности еще присутствуют – притяжение личности, сходство характеров, статуса и жизненных позиций, – одного только запаха будет достаточно для создания нужного настроения и должного влечения.

С человеческой точки зрения пахнут далеко не все вещества – ощущаемый нами запах присутствует только у примерно одной десятой части известных органических соединений. Такое слабое обоняние связано с тем, что в аппарате чувств высших приматов доминирует зрение, которое дает 90% информации об окружающей среде. На слух приходится 8%, а на обоняние – всего 2%. Для древесного образа жизни наших предков (узконосых обезьян) умение хорошо видеть было гораздо важнее способности различать запахи, поэтому нос у них значительно уменьшился, открывая обзор глазам. Соответственно, и площадь, которую в нашей носовой полости занимают обонятельные рецепторы, крайне невелика. Да и сами обонятельные рецепторы у человека не слишком восприимчивы, а мозг – не очень чувствителен к их сигналам: для того чтобы обонятельный рецептор “заработал» (начал генерировать сигналы), на него должно подействовать не менее 8 молекул пахучего вещества, а субъективное ощущение запаха возникает только тогда, когда возбуждается не менее 40 обонятельных рецепторов.

Но для очень многих животных – насекомых, рыб, хищников, грызунов – обоняние важнее зрения и слуха, поскольку дает им больше информации об окружающей среде. Чувствительность к запахам у некоторых видов бывает просто фантастической. Еще в опытах выдающегося французского энтомолога Жана-Анри Фабра было показано, что самцы павлиноглазки (Saturnia pyri) прилетают к самкам с расстояния нескольких километров, а самец бабочки Astias selene улавливает желанный запах более чем за 10 км. Удаются и обманные трюки: если запах самки передать какому-либо предмету, этот предмет также будет привлекать самцов. Орган восприятия этих запахов или феромонов (см. ниже) у насекомых – антенны, расположенные на голове.

Также эффективно работает обоняние и в водной среде, где собственно и зародилась эта старейшая система коммуникации. Актиния Anthopleura elegantissima улавливает химический сигнал тревоги, даже если 1 г соответствующего вещества развести в 10 тыс. тонн воды.

Впрочем, применительно к животным, появившимся на более ранних стадиях эволюционного развития, корректнее говорить о чувствительности их обонятельных органов не к запахам, а именно к химическим веществам. Эмоциональный же ответ на биохимические процессы, вызванные активацией конкретных обонятельных рецепторов, предусматривает наличие высокоразвитого мозга. Только у тех существ, которые стоят на более высоких ступенях эволюционной лестницы, обонятельная реакция, приводящая к изменению поведения или физиологических параметров в ответ на химическое соединение, может сопровождаться запаховыми ощущениями.

Кстати, именно для более эффективного восприятия этих важных сигнальных факторов природа создала у наземных позвоночных животных еще и «вспомогательную» обонятельную систему. В основе ее лежит вомероназальный орган (от лат. vomer – сошник, nasalis – носовая кость, образущая часть носовой перегородки). Он есть у земноводных, большинства рептилий и многих млекопитающих. У последних он представляет собой две тонкие трубочки в основании носовой перегородки, открывающиеся в носовую полость. Изнутри эти трубочки выстланы чувствительным эпителием, от рецепторов которого отходят особые ветви вомероназального нерва, поступающие в дополнительные обонятельные луковицы, а затем в миндалину и гипоталамус – отделы мозга, отвечающие за репродуктивное, пищевое и агрессивное поведение.

Похоже, что обонятельные рецепторы вомероназального органа обладают очень высокой чувствительностью и избирательно настроены на феромоны – важные для животного «запахи», связанные с опасностью, поисками пищи и полового партнера. Правда, у отдельных видов млекопитающих, в частности у мышей, улавливать молекулы феромонов может и обычная обонятельная система, что ставит под сомнение эксклюзивную роль вомероназального органа для регуляции поведения под влиянием запаха.

Феромоны (греч. fero – нести, hormao – побуждать) – это биологически активные вещества, которые животные выделяют в окружающую среду в очень малых количествах. Они специфически влияют на поведение и физиологическое состояние других особей того же вида. По своей химической природе феромоны могут быть стероидами, кислотами, альдегидами, спиртами, пептидами или даже смесью этих веществ. Они имеют небольшую молекулярную массу и обладают хорошей летучестью.

Например, андростенон – вещество стероидного происхождения, структурно похожее на мужской половой гормон человека. Оно синхронизует половые циклы у самок свиней и в то же время вызывает у них позу спаривания (неподвижности), правда только в период овуляции. В остальное время самка свиньи индифферентна к этому запаху хряка.

Интересно, что смысл феромонного послания может зависеть от соотношения его компонентов. Выхухоль, например, сообщает, мужского он пола или женского, разным количеством одних и тех же 16 монокетонов из секретов хвостовой железы.

В качестве половых регуляторов феромоны присутствуют на всех уровнях эволюционного развития животного мира, начиная с наиболее примитивных одноклеточных организмов. Например, при половом процессе бактерий Streptococcus faecalis в клетках-реципиентах синтезируется пептидный феромон, под воздействием которого клетки-доноры приобретают способность прилипать к реципиенту.

У насекомых более сложная программа. Самка Drosophila virilis сначала с помощью феромонов уведомляет самцов о своей готовности к спариванию. Однако после оплодотворения в ее организме происходит образование следующего феромона, который «сообщает» самцам, что данная самка больше не нуждается в их услугах.

Чем выше вид стоит на эволюционной лестнице, тем разнообразнее его половое поведение. У млекопитающих с их развитой нервной системой химический сигнал часто уже не приказ, а информация к размышлению. На один и тот же феромон может быть выработано несколько альтернативных реакций, и одну из них, оптимальную, животное выбирает в зависимости от конкретных обстоятельств.

К нам это тоже имеет отношение – мы устроены слишком сложно, чтобы однозначно реагировать на феромоны или просто на запах противоположного пола, пусть и привлекательный, не говоря уже о моральных и социальных ограничениях наших естественных позывов. К тому же биологическая роль феромонов человека, к которым относят пахучие выделения кожных желез и летучие продукты половой секреции, недостаточно хорошо изучена.

Нет полной ясности и по вомероназальному органу и степени его причастности к половому поведению у людей. Орган этот у нас хотя и имеется, но в редуцированном виде и до сих пор неизвестно даже, является ли он активно функционирующим или рудиментарным. У человека отсутствуют полноценные вомероназальные нервы и дополнительные обонятельные луковицы, нет выраженной трубчатой структуры, как нет и самой вомероназальной оболочки, которая отделяла бы этот орган от обонятельных рецепторов носовой полости. Не обнаружен также и ряд других необходимых структурных элементов или их морфологическая целостность нарушена.

Фактически вомероназальный орган человека является примером эволюционной пластичности организма, когда биологический прогресс в целом сопровождается отдельными проявлениями морфологического и физиологического регресса. Речь идет о закономерных процессах дегенерации органов, ставших ненужными организму, приспособившемуся к новым условиям существования или образу жизни.

Приоритетным направлением эволюции является совершенствование ключевых функций нервной системы. В полной мере ее преимущества оценили приматы, поскольку прогрессивное развитие мозга и обретенная в связи с этим способность к образному и логическо-вербальному (аналитическому) мышлению, является наиболее выигрышной стратегией. Причем как в конкурентной борьбе, так и в плане большей автономизации от непредсказуемой внешней среды, что в борьбе за существование увеличивало шансы наших предков на выживание. Именно поэтому доминирующей внешней сигнализацией у нас стала не химическая, а визуальная и слуховая (речевая) сигнализация, свойственная психике разумного человека.

Самцы низших обезьян проявляют сексуальную активность, когда чувствуют запах самки, готовой к размножению. Она тоже действует избирательно и для спаривания подпускает к себе самцов только с привлекательным для нее запахом. Брачный период бывает один раз в год и длится не более суток. В обычные дни и самка не проявляет к самцам никакого интереса, а те особо и не настаивают.

После того как высшие, человекообразные, обезьяны приобрели в ходе эволюции полноценное цветное зрение, для сигнализации зрелости и способности самок к зачатию стали использоваться не только феромоны, но и вторичные половые признаки. Самки высших приматов, как известно, характеризуются заметным покраснением и раздуванием кожи, окружающей их промежность в период овуляции. У низших обезьян, не обладающих цветовым зрением и «пользующихся» феромонами, этого не происходит.

Безусловно, новый способ полового отбора, основанный на комплексных сведениях о партнере – не только обонятельных, но и зрительных, слуховых и тактильных, оказался более совершенным и информативным. Таким образом, феромоны стали менее востребованными. Гены, связанные с их восприятием, хотя и присутствуют в геноме, но начинают превращаться в неработающие псевдогены.

У человек за 7 млн лет, прошедших с момента отделения от общего ствола человекоподобных приматов, в нерабочем состоянии оказалось больше половины хемосенсорных генов, кодирующих белки, ответственные за поиск и идентификацию различных запахов. То есть в процессе эволюционного развития мы перестали нуждаться не только в определенных феромонах, но и в некоторых коммуникационных сигналах на уровне традиционного обоняния.

Это явилось закономерным результатом дальнейшего развития и, в итоге, отразилось и на половом поведении человека. По всей вероятности, самки ранних гоминид (предковых форм человека) нуждались в опеке самцов, так как выращивание беспомощных младенцев сильно осложняло самостоятельную добычу пропитания. Заинтересованность самца в самке не только в период ее готовности к зачатию могла быть обеспечена ее готовностью к постоянным половым контактам и возросшей привлекательностью, не связанной с овуляцией. Это стало возможным благодаря появлению менструального цикла: скрытого созревания яйцеклетки вместо эструса (течки) с его характерными внешними признаками. Теперь самцам при выборе самки приходилось ориентироваться не на эти признаки, а на нюансы поведения и определенные пропорции тела, отражающие интегральный показатель женского здоровья и плодовитости. Иными словами, индикатором привлекательности стали не феромоны и отдельные части тела при эструсе, а совершенство женских форм и их гармоничное соотношение друг с другом. Например небезызвестная пропорция 90-60-90 по-видимому указывала на сбалансированный гормональный фон и оптимальный обмен веществ, что необходимо для успешного продолжения рода.

В свою очередь, репродуктивная стратегия самок была ориентирована не только на носителя хороших генов, но и на упрочение долгосрочных отношений с партнером. Для этого также требовалось не столько обоняние, сколько мышление и интуиция. Ведь далеко не просто определить признаки идеального сочетания физического здоровья, интеллекта и заботливости: не столь агрессивный облик, изобретательность в ухаживании и т.п.

Отработанные эволюцией физиологические механизмы, обеспечивающие коммуникацию на химическом уровне – уровне запахов – нами утеряны не полностью. Но, скорее всего, соответствующие пахучие вещества уже не вырабатываются в том виде и в тех количествах, которые могли бы вызвать должную поведенческую реакцию. Не говоря уже о далеко не совершенных у человека органах и самих механизмах восприятия феромонов.