Птичий нюх
Биологические беседы
У птиц великолепное зрение. Воробьиная пустельга, например, способна разглядеть насекомое размером два миллиметра с вершины восемнадцатиметрового дерева. Конечно, птицы есть разные: дневные хищники, вроде той же пустельги, ночные, совсем не хищные воробьи с синицами, водные птицы, которым важно видеть и над водой, и под водой. У всех у них зрение приспосабливалось в ходе эволюции под конкретные задачи. В конце концов, есть птицы, у которых зрение вообще не ахти — например киви. Но в целом сборная птиц заведомо выиграет у сборной зверей в конкурсе по зрению.
Слух у птиц тоже хороший. Хотя диапазон звуковых частот, которые они могут слышать, намного уже, чем у человека, среди них есть виды, чьим ушам можно позавидовать. Например, некоторые дятлы слышат шуршание личинок жуков в древесине, а про сов и говорить нечего — услышав, как под полуметровым слоем снега шевелится мышь, сова на слух определит расстояние до добычи и точно рассчитает, куда ударить когтями.
А вот с обонянием птицам не повезло — во всяком случае, так очень долго думали. В своё время выдающийся натуралист Джон Джеймс Одюбон (1785—1851) поставил эксперимент с грифами: он спрятал гниющую тушу свиньи под ветками кустарника, чтобы проверить, смогут ли грифы найти её по запаху. Грифы вроде как не смогли. И хотя после этого споры о том, пользуются ли птицы обонянием, ещё продолжались, одюбоновский эксперимент казался весьма убедительным — он подтверждал то, что все и так видели своими глазами. Собака идёт по следу, опустив нос к земле, крыса или мышь принюхивается к воздуху, шевеля носом, но ничего такого у птиц мы не наблюдаем: когда они вертят головой, то не принюхиваются, а приглядываются. Да и зачем им обоняние, если у них такое хорошее зрение?
В 60-е годы XX века эксперимент с грифами повторили, и на сей раз птицы явно продемонстрировали, что падаль они чуют*.
* Специалисты считают, что Одюбон тогда предложил грифам совсем уж негодную свинью, и они ей просто не заинтересовались. Видно, у грифов и у падальщиков свои представления о свежести еды всё же есть.
Начали появляться и другие свидетельства в пользу того, что обоняние у птиц есть и они им пользуются. Однако всеобщая убеждённость в том, что его у них нет, была слишком сильна и подобные сообщения повисали в воздухе. Перелом случился, когда результаты поведенческих экспериментов соединились с нейробиологическими и молекулярно-генетическими исследованиями.
Для обоняния нужны рецепторы — белковые молекулы, которые связываются с запаховыми веществами. Обонятельные рецепторы синтезируются в обонятельных нейронах, хотя и не только в них (см. статью «Зачем обоняние лёгким», «Наука и жизнь» № 11, 2022 г., стр. 90). Когда рецептор связывает запаховую молекулу, нейрон генерирует импульс, передавая его в обонятельную луковицу. Обонятельная луковица — отдел головного мозга, который выполняет первичную обработку запаховых сигналов; она комбинирует их и отправляет в другие отделы мозга для более тщательного анализа. При этом у разных животных размер обонятельной луковицы и количество рецепторов разные.
У зверей с очень чутким обонянием луковица велика и число различных рецепторов тоже велико. Рецепторы, как всякие белки, закодированы в генах, так что чем больше работающих рецепторов в носу, тем больше мы насчитаем их генов в геноме; у мышей их, например, около 1400. Если обоняние не очень острое, то генов будет поменьше, причём часть вообще не будет работать: так, у человека есть около 400 работающих генов обонятельных рецепторов и около 600 неработающих. По последовательности генетических букв в ДНК гена обычно можно сразу сказать, работает он или нет.
К 2008 году удалось найти гены обонятельных рецепторов у птиц из разных семейств. Важно, что это были работающие гены и их число соответствовало относительным размерам обонятельных луковиц. В последующие годы рецепторные гены находили у новых видов птиц, их число пересчитывали и уточняли, но, так или иначе, подтверждалось, что обоняние у птиц есть. У эму и казуаров, чьи предки появились намного раньше многих ныне живущих птиц, насчитали около трёх сотен генов обонятельных рецепторов. Значит, у предков всех птиц на земле было вполне работающее обоняние. В ходе дальнейшей эволюции птичье обоняние приспосабливалось к конкретным экологическим условиям.
Обоняние для пропитания
Чтобы понять, для чего именно птицам нужно обоняние, нейробиологические и молекулярно-генетические исследования дополнили поведенческими. Они показали, что способность воспринимать запахи нужна птицам в общем-то для того же, для чего и всем остальным животным: для поиска пищи, ориентации на местности, чтобы отличать своих от чужих.
Что касается пищи, то грифы-индейки, например, вообще склонны верить более своему носу, нежели глазам. Если их приучали, что еда лежит в синей коробке, а не в зелёной, а потом предлагали зелёную, которая вкусно пахла, то грифы выбирали именно вкуснопахнущую коробку. Но это что касается лабораторных экспериментов, а в природе нос должен помогать найти то, что не видно глазам, и желательно на большом расстоянии. Ещё в 1992 году в «Journal of Raptor Research» была опубликована статья, в которой говорилось, что большие желтоголовые катарты из семейства американских грифов способны унюхать пищу за 30 метров. За катартами наблюдали в их естественной среде обитания. В лесах, где они живут, раскладывали гнилое угощение под деревьями. Еду прятали так, чтобы птицы не могли разглядеть её, летая над лесом, и тем не менее с тридцатиметровой высоты они всё же обнаруживали место, где им было чем поживиться.