Как бы ни воспринимали мы свои глаза, по сути они представляют собой выросты нашего мозга, которые проникли в наше лицо, когда мы развивались в утробе матери. И именно глаза обеспечивают наш мозг информацией, необходимой для создания картины окружающего нас мира. Самое невероятное в наших глазах то, что они не так уж принципиально отличаются по своему строению от глаз самых ранних челюстных рыб, плававших в океане около 430 миллионов лет назад. Одно из главных различий между всеми теми объектами, что воспринимается организмами в окружающей их среде, – это цвет. Свет проникает в наши глаза и падает на сетчатку, но прежде чем это произойдет, наша роговица отфильтрует большую часть ультрафиолетового излучения. Наша сетчатка – это экран, на который проецируется (в перевернутом виде) внешний мир, а наш мозг затем интерпретирует этот проецируемый образ. Клетки, которые регистрируют видимый свет, представляют собой либо палочки, либо колбочки.
Палочки поглощают фотоны и реагируют на них. Палочки в наших глазах (а в каждом из них около 120 миллионов палочек) регистрируют свет. И внутри каждой палочки имеется 150 миллионов молекул родопсина, которые упакованы в 1000 дисков.
В сетчатке есть также 6 миллионов колбочек, и они работают совместно, чтобы помочь мозгу раскрасить мир в яркие цвета. У большинства людей есть три разных типа колбочек. Каждый тип колбочек использует рецептор от одного из трех генов цветового зрения – OPN1SW, OPN1MW и OPN1LW, – который помогает ему реагировать на длину волны света и передавать ее в мозг.
Когда один из этих генов не работает должным образом, мозгу труднее различить разницу между цветами. Если у вас нет нормально функционирующей копии одного из трех генов, которые ваша сетчатка использует для различения цветов (таких как OPN1MW), соответствующая способность может резко снизиться – от примерно миллиона различных оттенков до всего лишь десяти тысяч.
Именно это происходит при Х-сцепленном красно-зеленом дальтонизме. И поскольку два из трех генов, связанных с дальтонизмом, находятся в Х-хромосоме, мужчины, которые не наследуют рабочую копию этих генов, скорее всего, увидят мир в сильно приглушенных тонах.
Если нам удастся кое-чему научиться у обезьяны-капуцина, то у дальтонизма отыщется небольшой, но существенный плюс. Ученые обнаружили, что самцы обезьян с дальтонизмом гораздо успешнее своих собратьев-недальтоников находили замаскированных наземных насекомых, а это очень хорошо, если вы заняты поисками белка. Данный факт согласуется вот с какими – толком, впрочем, не подтвержденными – наблюдениями: дальтоники-мужчины хороши в обнаружении замаскированных объектов, т. е. способны «разоблачать» камуфляжный обман. Как сообщалось в статье в журнале Time от 1940 года, в ходе военных учений наблюдатель Корпуса Армейской авиации смог обнаружить с воздуха все тщательно замаскированные артиллерийские орудия, тогда как его сослуживцы с той же задачей справлялись с трудом. Почему это ему удалось? Судя по всему, он был дальтоником. Такая аномалия может пригодиться в некоторых ситуациях, но когда дело доходит до выживания, различать побольше оттенков цвета бесценно. И могут это только женщины.
Кончетта Антико – прекрасная иллюстрация генетического превосходства женщин в том, что касается зрения. Антико – это не какой-то там заурядный визуальный художник. Она обладает поразительным даром видеть мир в миллионах оттенков. По сравнению с вами, обычным человеком, Антико видит на девяносто девять миллионов оттенков больше. Она – тетрахромат.
У большинства из нас есть трихроматическое зрение; «три» здесь означает, что мы видим мир с помощью трех отдельных генов, которые используются для цветового зрения (два из них находятся на Х-хромосоме). Женщина-тетрахромат, подобная Антико, использует разные версии двух генов цветового зрения, находящихся на ее двух Х-хромосомах.
Тетрахроматическое зрение демонстрирует силу клеточной кооперации, которой обладают все генетические женщины (но не генетические мужчины). Хотя далеко не все женщины являются полноценными тетрахроматами, у женщин, однако же, есть неплохой шанс обзавестись лучшим, чем у среднего мужчины, цветовым зрением.
Зрение – настолько сложный процесс, что для его осуществления требуется сотрудничество различных типов клеток. И мало того, что у женщины есть еще одна X-хромосома, которая позволяет ей различать больше цветов, чем мужчина может себе даже представить, – у нее вдобавок происходит кооперация клеток сетчатки, что и позволяет женщинам делать и видеть вещи, недоступные мужчинам.
Вот еще один способ, пользуясь которым генетическая кооперация проявляет себя в мире зрения: до появления фермеров, доставляющих продукты на рынок, человеку приходилось прикладывать огромные усилия, чтобы ежедневно получать свежие фрукты и овощи. Вы когда-нибудь задумывались, почему у вашего домашнего питомца нет таких же требований к свежести продуктов, что и у людей? Ответ прост: животные могут производить L-аскорбиновую кислоту, или витамин С, самостоятельно и по требованию собственного организма. Отчасти поэтому они могут выживать, питаясь довольно-таки некачественно.
И это под силу отнюдь не только кошкам и собакам (примечательно, кстати, что они дальтоники). Любое другое млекопитающее на планете, за исключением наших сородичей-приматов (и по какой-то неизвестной причине летучих мышей, морских свинок и капибар), может преобразовать простой сахар глюкозу, полученный из еды, в полезный витамин С. Если бы мы решили положиться на наш псевдоген[14]GULOP, предназначенный для производства витамина С, и попытались провести аналогичное преобразование, то у нас бы ничего не вышло, потому что все мы унаследовали сломанные копии гена. Если вы и впрямь хотите сохранить зубы, а также предотвратить депрессию, воспаления, усталость и множество других неприятностей, то вам требуются свежие фрукты.
Всем нам – людям, лишенным способности вырабатывать свой собственный витамин С, – крайне необходима зрительная система, которая позволяет находить фрукты и даже угадывать степень их зрелости на расстоянии, не пробуя на вкус.
Но растения не собираются подавать нам милостыню. Будучи не слишком-то мобильными, они предлагают заключить с ними следующую эволюционную сделку: животные (в том числе и люди) получают возможность питаться спелыми плодами, но только в обмен на «хранение» и посадку семян. Плоды обходятся растениям очень дорого, вот почему взамен они хотят заполучить для своего потомства долгое и безопасное путешествие.
Для того чтобы зарядиться фитонутриентами, включая добрую порцию витамина С, нам нужно найти спелые фрукты. Растения часто сигнализируют о зрелости плода, изменяя его цвет. Если мы едим фрукты, не достигшие спелости, то вся энергия, которая пошла на их создание, пропадает впустую. Вот почему плоды обычно меняют свой зеленый цвет, который сливается с цветом окружающей их листвы, на более яркий (красный, желтый, оранжевый или даже глубокий черный): ведь тогда мы сможем разглядеть их и съесть.
Исследование поведения наших родственников-приматов, а именно диких капуцинов-трихроматов, демонстрирует, что те находят и съедают фрукты гораздо быстрее, чем дальтоники. Наблюдения же за содержащимися в неволе макаками-резусами показали, что самки-трихроматы находят плоды быстрее, чем их соплеменники-дальтоники.
Если вы дальтоник, вам скорее всего сложнее заметить, что плод уже созрел и пригоден для еды. На случай вашей ошибки у растения есть умный и зачастую довольно-таки токсичный способ научить вас отличать спелые плоды – и это вкус! Если вы когда-нибудь надкусывали незрелый банан, то вы точно понимаете, что я имею в виду.
Обычно мы не ассоциируем Японию с яблоками. Также мы не склонны связывать с этими фруктами формирование человеческого мозга и поддержание его в хорошем состоянии. Я размышлял о сходстве между неврологическим развитием и обрезкой яблонь в Японии на протяжении многих лет, пока занимался исследованиями в области нейрогенетики и ботаники. В природе мы часто видим примеры одних и тех же процессов, происходящих на макро– и микроуровнях, и я рассматриваю трудоемкий японский метод выращивания яблок и человеческий мозг именно под этим углом.
Как раз из-за урожая яблок я и оказался в префектуре Аомори в разгар жаркого октября. Аомори, расположенная чуть южнее острова Хоккайдо, славится своими яблоками на весь мир. Но лишь малая доля от едва ли не миллиона тонн фруктов, производимых там каждый год, покидает Японию.
Сорвать свое первое яблоко мне удалось, лишь вытянувшись во весь рост, – так высоко висело оно на громадном, с густой листвой дереве. Я отправился в Японию ради сбора образцов тканей для исследовательского проекта, целью которого было узнать генетические секреты конкретного сорта яблок. Кроме того, меня интересовали требующая серьезных затрат обрезка деревьев и ее влияние на поведение генов яблони. Это было идеальное время для сбора находившихся на пике своей зрелости и одних из самых вкусных яблок в мире. И разумеется, я не мог справиться с соблазном и откусывал по кусочку от некоторых предметов моего исследования.
Эти красные и сочные яблоки сорта «секай ити» были, безусловно, самыми большими из тех, что я когда-либо видел. Их размер обычно соответствует весу, и яблоки, сорванные в тот день, не были исключением. Отдельные плоды весили почти килограмм (для сравнения: среднее яблоко сорта «ред делишес», которое можно обнаружить на школьных обеденных подносах по всей территории Соединенных Штатов, весит всего сто пятьдесят граммов). Но размер этих яблок обусловлен не только генетикой – на то, чтобы каждое яблоко «секай ити» стало таким массивным, тратится масса человеческих усилий.
В тот день рядом со мной был Наоки Ямадзаки – фермер-яблоневод во втором поколении, надевший в мою честь синюю джинсовую рубашку и такой же комбинезон. Его семья годами обрабатывала этот участок земли и ухаживала за деревьями.