Текст книги "Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять"

Глава 26
Роль запаха и вкуса в эволюции человека

В нашей повседневной жизни запах и вкусовые ощущения являются доминирующими источниками впечатлений. Результаты новейших исследований системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом показали, что она почти наверняка сыграла куда большую роль в эволюции нашего вида, чем считалось ранее. До недавнего времени этот вопрос почти не обсуждался, ведь построение гипотез о том, как именно протекал процесс эволюции чего-либо, всегда было крайне непростой затеей. Тем не менее, когда я заинтересовался этим вопросом и обратился к антропологам, то был крайне воодушевлен их энтузиазмом по теме. Прежде чем рассматривать значение системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом, нам понадобятся доказательства ее влияния на эволюцию. Нам в особенности интересны пять категорий этих доказательств: 1) генетические доказательства; 2) соперничество обоняния и зрения; 3) увеличение объема мозга; 4) адаптация опорно-двигательного аппарата для поиска еды; 5) овладение искусством управления огнем и формирование кулинарии народов мира.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА

Мы уже знаем, что гены обонятельных рецепторов считаются наиболее обширным семейством генов в геноме млекопитающих; к нему относятся от 2 до 5 % генов, в зависимости от их суммарного количества у конкретного биологического вида. Гены из наиболее обширных семейств наверняка имелись и у наших древних предков; эволюционное развитие является динамическим процессом, и количество генов, вероятно, претерпело множество изменений, но вместе с тем их примерное количество в семействе оставалось прежним благодаря их адаптационной ценности.

Эволюционное развитие млекопитающих и приматов ускорилось примерно 65 миллионов лет тому назад, когда погибли динозавры. Размер семейства генов обонятельных рецепторов у млекопитающих не менялся даже тогда, когда млекопитающие начали разделяться на различные отряды, семейства и виды; современные млекопитающие по сей день сохранили огромный репертуар генов обонятельных рецепторов. Скорее всего, принцип работы рецепторных клеток с тех пор остался почти неизменным; как и сейчас, они наверняка проецировали воспринимаемые одоранты на гломерулярный слой обонятельной луковицы, где те преобразовывались в пространственные схемы запаха, рассмотренные нами в главе 7. В пользу гипотезы о неизменности этого механизма восприятия говорит то, что гломерулы являются филогенетической константой обработки обонятельной информации; в 1997 году мы с Джоном Хильдебрандом установили, что гломерулы имеются в обонятельных системах практически у всех видов как позвоночных, так и беспозвоночных существ. Получается, что система обонятельного восприятия позволяет нам заглянуть в самые глубины эволюции. Обонятельная система уникальна; она отличается от остальных систем сенсорного восприятия своей тесной связью между рецепторными генами и образами мира запаха, которые формируются ими в нашем мозге.

Эволюционное развитие млекопитающих и приматов ускорилось примерно 65 миллионов лет тому назад, и с тех пор принцип работы рецепторных клеток и количество генов обонятельных рецепторов почти не менялись.

Так что же происходило с генами обонятельных рецепторов млекопитающих в период становления и развития современного отряда млекопитающих, к которому мы и относимся? В 2000 году Сильви Рукье и ее коллеги секвенировали гены нескольких биологических видов. Затем они расположили их в зависимости от того, как давно тот или иной вид отделился от ветки отряда приматов, и обнаружили, что количество функциональных генов неустанно снижалось – у лемуров процент функциональных генов близок к 100 %; за ними следуют ревуны, макаки, бабуины, шимпанзе и, наконец, человек, у которого объем функциональных генов составляет всего порядка 35 %. На первый взгляд, результаты этого исследования будто бы подтверждают, что для человека обоняние куда менее важно, чем для большинства млекопитающих. В то же время исследование Матиаса Ласки и его мюнхенских коллег доказывает, что с этим выводом можно поспорить – экспериментируя с обонянием обезьян и сравнивая результаты с человеческими, они смогли доказать, что приматы обладают достаточно острым обонянием и способны составить конкуренцию не только грызунам, но даже собакам. Более того, в главе 9 мы уже говорили о том, что оценивать обоняние следует не по количеству рецепторов как таковых, а исключительно в контексте сложной корреляции количества обонятельных рецепторов и сопряженных с ними гломерул. Не стоит забывать и об одном из важнейших посылов этой книги: снижение количества функциональных рецепторных генов при эволюции нашего вида с лихвой компенсируется увеличением объема мозга, а также многократным расширением и усложнением лобных долей, к которым обонятельный тракт имеет привилегированный прямой доступ. Наше обоняние сформировалось в результате поддержания тонкого баланса между двумя эволюционными процессами: с одной стороны, происходило постепенное ослабление периферических структур системы обонятельного восприятия, обусловленное сужением спектра генов рецепторов; с другой стороны, наш мозг стремительно разрастался, а вместе с ним увеличивался и объем центральных структур обонятельного тракта, задействованных в обработке сенсорных образов. Прирост объема мозговых структур наряду с потреблением более насыщенной вкусами и ароматами пищи постепенно привел к развитию человеческой системы восприятия вкусовых ощущений до ее современного состояния.

СОПЕРНИЧЕСТВО ОБОНЯНИЯ И ЗРЕНИЯ

Первые современные приматы появились около 60 миллионов лет тому назад. Изучение зубов и анатомии этих животных позволило установить, что одним из наиболее распространенных примеров успешной адаптации приматов в процессе эволюции являлась всеядность. Особенности строения их скелета говорят о том, что они ловко управлялись с предметами, могли выбирать из нескольких способов передвижения и ориентировались по зрению. Одной из характерных особенностей ранних приматов, с их направленными вперед глазами и укороченными мордами, считается более слабое, чем у иных млекопитающих, обоняние. Ослабление обоняния считается последствием изменения строения глазниц – дескать, чтобы обеспечить приматам полноценный обзор, природе пришлось укоротить им морду, а заодно и уменьшить количество обонятельных рецепторов в полости носа и обонятельной системе мозга. Предположительное ослабление обоняния приматов в процессе эволюции является одним из наиболее стойких заблуждений как в антропологии, так и в общественном сознании.

Результаты новейших исследований системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом свидетельствуют о том, что нам пора серьезно пересмотреть эту гипотезу. Повышение остроты зрения отнюдь не означает ослабление обонятельной чувствительности и разборчивости. Современная гипотеза такова: сокращение числа обонятельных рецепторов у приматов компенсируется увеличением объема мозга и увеличением вычислительных мощностей, задействованных в обработке обонятельных сигналов. Состоятельность этой гипотезы подкрепляется результатами поведенческих исследований, в ходе которых неоднократно подтвердилось наличие у приматов и людей очень даже острого обоняния.

Сокращение числа обонятельных рецепторов у приматов компенсировалось увеличением объема мозга для обработки поступающей информации.

Все это позволяет предположить, что у приматов, как и у других млекопитающих, обоняние все же являлось первостепенным способом восприятия окружающего мира. Спелость фрукта можно определить на ощупь или зрительно, но куда проще сделать это по запаху. Для поддержания фруктового рациона обитатели джунглей перешли на более сложный образ жизни; им пришлось запоминать, когда созревают фрукты, заранее планировать свой путь к ним, кормить детенышей, распределять питание между членами своей стаи. В организационных вопросах более развитый мозг с увеличенной новой корой давал огромное преимущество. К тому же древние приматы наверняка использовали обоняние для идентификации своих сородичей и определения их социального статуса, подобно тому как это делают их современные родственники.

Для жизни на деревьях требовалось не только острое обоняние и крупный мозг, но и прекрасное зрение. В рамках адаптации к этой среде у большинства приматов сформировались крупные глаза с хорошим как дневным, так и ночным зрением. Многие из них обладают и прекрасным цветовым восприятием, которое помогает, к примеру, по цвету выбирать наиболее спелые фрукты. Помимо всего прочего, острое зрение позволяло приматам с легкостью срывать плоды с деревьев, подносить их поближе к лицу и визуально оценивать спелость. Разумеется, нас в первую очередь интересует не зрение, а обоняние; но именно развитие зрения положило начало одному из наиболее динамичных процессов в эволюции приматов – соперничеству обоняния со зрением за контроль над новой корой мозга.

УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА МОЗГА

Далекие предки человека выделились в отдельную ветвь группы африканских приматов где-то между 5 и 6 миллионами лет тому назад. В те времена климат нашей планеты менялся – дожди шли все реже, возникали сезонные изменения погодных условий. В Африке менялся и ландшафт: густые джунгли с буйной растительностью и изобилием фруктов отступали, оставляя за собой отдельные деревья и рощи, разбросанные по заросшим травой равнинам и полупустынным степям. Считается, что такой ландшафт дал древним гоминидам эволюционное преимущество – благодаря прямохождению они могли преодолевать существенные расстояния в поисках все более разрозненных и редких источников пищи. Эти существа были всеядными, а потому их рацион, скорее всего, состоял из листьев растений, цветов, орехов, мелких позвоночных, насекомых и фруктов. Предположительно, любимой пищей наших далеких предков-гоминидов были сладкие, содержащие много сахаров фрукты. Как однажды подметил Рик Поттс: «За счет недолговечности качественных фруктов когнитивные и социальные механизмы поиска источников пищи и их защиты от иных желающих полакомиться приобрели первостепенное значение». Считается, что именно необходимость в развитии этих когнитивных и социальных навыков стала тем самым толчком к развитию мозга приматов, что в дальнейшем позволил им эволюционировать в новый биологический вид – в человека. Если рассмотреть вклад обоняния и восприятия вкусовых ощущений в этот этап эволюции человека, то можно предположить, что они мотивировали древних приматов к поиску пищи, а также позволяли находить интересующие их фрукты по запаху, определять их спелость и получать удовольствие от их поглощения. К тому же, как гласит нейроэкономика (см. главу 22), именно вкусовые ощущения позволяют нам определять ценность той или иной пищи и ее место в нашем рационе.

Предположительно, любимой пищей наших далеких предков-гоминидов были сладкие, содержащие много сахаров фрукты.

Развитию прямохождения у приматов способствовало множество небольших, но сложных изменений опорно-двигательного аппарата. Истинные причины этих изменений нам неизвестны, но никто не мешает предположить, что многие из них позволили древним гоминидам добывать более вкусную и разнообразную пищу. Изменившееся строение таза позволяло приседать на корточки, удерживая еду в руках, и спокойно обнюхивать, осматривать и есть ее, при этом отдыхая. Острое зрение давало возможность пристально рассмотреть свою еду. Увеличение новой коры мозга привело к развитию мелкой моторики, которая вкупе с острым зрением давала гоминидам доступ к новым видам пищи. Развитие моторных трактов и зон мозга дало нашим далеким предкам возможность контролировать движения каждого пальца в отдельности, а это позволяло им подбирать и съедать даже мелкие семена, валяющиеся на земле. Мелкая моторика пальцев возможна благодаря прямой связи нервных клеток моторных зон новой коры с моторными нейронами спинного мозга, которые обеспечивают иннервацию мышц, управляющих пальцами. Чувствительное обоняние этих существ позволяло им не только проверять безопасность всей пищи, но и воспринимать вкусовые ощущения от поглощаемой еды. Всеядность ранних гоминидов означала, что в их рационе присутствовало немало смесей; поглощая различные сочетания фруктов, семян, листьев и мелких животных, они расширяли охват известных им вкусовых ощущений. Подбирая наиболее приятные на вкус сочетания, они делали первые шаги к становлению кулинарии.

Около 2 миллионов лет тому назад возник новый, отдельный вид гоминидов, известных нам как Homo ergaster («Человек работающий»), являвшийся ранним подвидом Homo erectus («Человек прямоходящий»). От прочих гоминидов их отличало более крупное тело, лучше приспособленное к прямохождению, и более крупный мозг (их мозг был большим как в сравнении с мозгом прочих гоминидов, так и по отношению к их собственной массе тела). Эти существа, как и современный человек, по-прежнему были всеядными; их рацион состоял из фруктов, овощей, корешков, насекомых и меда, а также мяса и костного мозга. Гипотетически усвоение вкусовых ощущений могло способствовать формированию более полезного для здоровья рациона; вот только проблема взаимосвязи между вкусовыми ощущениями от пищи и ее пищевой ценностью по сей день остается одной из самых серьезных проблем в исследовании пищевого поведения.

АДАПТАЦИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ ПОИСКА ЕДЫ

Сегодня научное сообщество достигло определенного консенсуса в вопросе расширения ареала обитания наших далеких предков. Примерно 2 миллиона лет тому назад они мигрировали из Африки и уже вскоре (если рассматривать процесс с точки зрения эволюции, разумеется) достигли даже островов современной Индонезии. Помимо крупного мозга и более прямой, чем у прочих гоминидов, осанки, расширению их ареала обитания наверняка поспособствовала адаптация их опорно-двигательного аппарата к дальним переходам и бегу. Какое отношение все это имеет к обонянию?

Из моих коллег-антропологов именно Дэниел Либерман во многом разделял мой энтузиазм и поддерживал идею о пересмотре роли восприятия вкусовых ощущений в эволюции человека. Мы уже упоминали его углубленные исследования эволюции человеческой головы, благодаря которым наука узнала много нового о структурных изменениях черепа, поспособствовавших развитию у человека сильного ретроназального обоняния. Другой сферой профессионального интереса Либермана является адаптация головы и тела наших далеких предков к бегу на длинные дистанции. В 2004 году Деннис Брамбл и Дэниел Либерман опубликовали статью, в которой перечислялись 26 производных признаков опорно-двигательной системы, которые помогали при беге на большие расстояния; например, они отмечают удлиненные кости нижних конечностей (позволяли делать большие шаги), крупные хрящи в суставах (обеспечивали амортизацию при рывках и прыжках) и подвижные соединения конечностей с корпусом (помогали сохранять равновесие при беге). Эти адаптационные черты дополняют наш список изменений опорно-двигательного аппарата, благодаря которым древние гоминиды смогли дотягиваться и приседать в поисках пищи, крутить ее в руках и изучать ее внешний вид. Поразительно, но укороченная морда считается одним из элементов адаптации к прямохождению и бегу – короткая морда не перевешивает голову и помогает сохранять равновесие. На мой взгляд, это крайне показательный пример того, что при изучении любого адаптационного изменения физиологии необходимо учитывать его влияние на поведение. Об этих и прочих примерах эволюционных изменений адаптационного характера вы можете прочитать в книге Либермана «Эволюция строения головы человека».

Так что же сподвигло этих древних людей на преодоление расстояний во многие тысячи миль через всю Азию, до самого Китая и Юго-Восточной Азии? Некоторые полагают, что ими двигала человеческая тяга к странствиям и любопытство. А что насчет поиска новых источников пищи? Вполне возможно, что древних людей мотивировал именно поиск предшественников специй и приправ – новых растений, расширяющих спектр вкусовых ощущений. С тех пор прошло около 2 миллионов лет – за это время торговые тракты, по которым шли караваны со специями, видели много волн миграции, и всякий раз люди уходили прочь из родных мест именно в поисках новых вкусов. Мы уже знаем, что центр желаний является одним из ключевых компонентов системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом, а обоняние имеет первостепенное значение в формировании вкусовых ощущений. Можем ли мы отрицать, что именно желания побуждают нас к действию?

ОГОНЬ, ВКУС И КУЛИНАРИЯ

Переломным моментом эволюции человека стало приготовление пищи на огне. Достоверно неизвестно, когда именно люди начали использовать огонь и как именно это произошло; споры на эту тему продолжаются по сей день. Самое ранее упоминание этого вопроса, которое мне удалось обнаружить, относится к концу XVIII века и принадлежит перу Джеймса Босуэлла. Многие знают его как биографа Сэмюеля Джонсона, но далеко не всем известно, что он был настоящим гурманом:

«Доктор [Бенджамин] Франклин сказал, что человек был “животным, создающим инструменты”, и это вполне логично; кроме человека ни одно животное не делает вещи, чтобы делать с их помощью другие вещи. В то же время это описание подходит лишь немногим представителям нашего вида. Я предлагаю иное определение человека – “животное, умеющее готовить”. Звери обладают памятью, умеют принимать решения и в какой-то мере обладают всеми свойственными нам чувствами и страстями; а вот поваров среди зверей нет».

 Звери обладают памятью, умеют принимать решения и в какой-то мере обладают всеми свойственными нам чувствами и страстями; но вот поваров среди них нет.

В последние десятилетия многие специалисты в своих книгах по антропологии, истории, кулинарии, археологии и социологии высказались в поддержку этого определения: «Кулинария отличает человека от животных» (Клод Леви-Штраусс); кулинария составляет «суть человека» (Майкл Саймонс); приготовление пищи является «критерием оценки человечности нашего вида» (Фелипе Фернандес-Арместо). Все эти цитаты взяты из книги Ричарда Рэнгема «Зажечь огонь: как кулинария сделала нас людьми», в которой автор отмечает серьезный изъян всех этих утверждений – заявляя о том, что «кулинария сделала нас людьми, они не могут ответить, почему, когда или как это произошло».

В поисках ответов на эти вопросы Рэнгем изучил материалы полевых исследований и испытаний за несколько десятилетий и идентифицировал наиболее вероятные примеры влияния огня на эволюцию древних людей. Он проанализировал то, как именно огонь делает мясо и овощи мягче и насыщает их вкусом; по сути, он провел такой же анализ влияния термообработки на пищу, каким занимаются шеф-повара и кулинарные критики под эгидой молекулярной кухни и прочих модных кулинарных течений. Он же сосредоточился на ключевых преимуществах приготовленной пищи – повышенная энергетическая ценность и скорость получения этой энергии. Ему удалось доказать, что люди впервые начали готовить пищу на огне в период стремительного увеличения объема мозга, благодаря которому Homo erectus («Человек прямоходящий») эволюционировал в новый вид – Homo sapiens («Человек разумный»). Если его (чрезвычайно убедительная и аргументированная) гипотеза верна, то человек умел обращаться с огнем за миллион лет до периода, к которому относятся наиболее древние из дошедших до нас материальных доказательств.

Я впервые встретился с Рэнгемом почти десять лет тому назад, когда связался с ним для обсуждения первых результатов своей работы по образам запаха и ретроназальному обонянию. Он великодушно предложил мне провести семинар на кафедре антропологии Гарвардского университета, где моя работа вызвала немалый интерес и активное обсуждение. Именно это сподвигло меня продолжить разработку своей гипотезы о системе восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом, которая во многом перекликалась с гипотезой Рэнгема и дополняла его наработки конкретными механизмами мозговой активности.

Кулинария имеет огромное культурное значение, ведь она возможна лишь при наличии сложной социальной структуры. Некоторые члены общины добывают мясо, другие собирают овощи и прочие сопутствующие ингредиенты. Одни люди будут перемещать пищу туда, где она будет храниться; другие же будут это хранилище охранять. Для приготовления пищи нужны некие емкости, которыми могут быть как ямки в земле, так и настоящая посуда – горшки или миски; помимо посуды кому-то придется сделать и приборы, без которых перемешивать и разделывать пищу откровенно неудобно. Даже когда еда наконец будет готова, семье или общине придется договориться о месте и времени сбора и организовать совместный прием пищи. Много лет тому назад Питер Фарб и Джордж Армелагос в своей книге «Пищевые пристрастия, или Антропология питания»[81]81
  Farb, P., and G. Armelagos. Consuming Passions: The Anthropology of Eating. Boston: Houghton Miffl in, 1980.


[Закрыть] сформулировали тезис, впоследствии получивший широкое признание: именно приготовление пищи сыграло наибольшую роль в формировании человеческого общества. Как вы могли заметить из приведенных ранее цитат, с их позицией по данному вопросу солидарны многие специалисты; мы же стремимся расширить их тезис – общество древних людей сформировалось благодаря вкусовым ощущениям, ради которых они объединяли усилия и собирались у костра ради порции приготовленной на огне еды.

 Гипотеза этой книги: общество древних людей сформировалось благодаря вкусовым ощущениям, ради которых они объединяли усилия и собирались у костра.

Приготовление пищи требовало скоординированных действий ото всех представителей общины – они нуждались в способе обмена информацией. Для согласования действий в этих предтечах человеческого общества должно было сложиться некое подобие языка. В своей книге «Язык как инстинкт»[82]82
  Pinker, Steven. The Language Instinct: How the Mind Creates Language, 1994.


[Закрыть] Стивен Пинкер предполагает, что люди впервые заговорили приблизительно 40 000 лет тому назад, задолго до расселения по Старому Свету и рождения анатомически идентичных современному человеку особей. Несмотря на отсутствие материальных доказательств появления речи, мы можем предположить, что речь возникла с разделением труда и усложнением социальных взаимодействий, связанных с приготовлением пищи. Социальные взаимодействия становились сложнее, словарный запас разрастался, а грамматика пополнялась новыми структурами.

На этом моменте на сцену эволюции вновь выходит обоняние. Классические труды, посвященные быту и рациону первобытных людей, редко затрагивают эту тему, но, когда они собирались у костра и наблюдали за процессом приготовления пищи, пробовали ее и съедали свою порцию, наши далекие предки наверняка обсуждали именно сенсорные качества своей еды. Можно было обсудить как запах еще не съеденной еды, так и возникшие в первую очередь благодаря запаху вкусовые ощущения от ее поглощения. В таких беседах возникает связь между запахами, вкусовыми ощущениями и речью, и она заслуживает гораздо большего признания – вполне возможно, что именно ароматы и вкус готовящейся пищи во многом способствовали развитию человеческой речи и языков. Подобная гипотеза на первый взгляд может показаться парадоксальной, ведь мы уже говорили о том, что запахи непросто описать словами; вот только запахи и вкусовые ощущения суть схемы нейронной активности, возникающие в нашем мозге, и именно эти схемы и сыграли огромную роль в развитии наших далеких предков.

Напоследок мне хотелось бы повторить ключевой тезис этой главы. Укоренившаяся в антропологии и общественном сознании гипотеза, что человек в процессе эволюции утратил остроту обоняния, давно изжила себя. Исследования последних десятилетий подтверждают, что эту концепцию нужно пересмотреть и актуализировать с помощью современных трудов, посвященных как образам запаха и восприятию вкусовых ощущений, так и системам нашего мозга, связанным с восприятием и обработкой этих ощущений. Только так мы сможем расширить и углубить наше понимание биологических и физиологических основ человеческого поведения.