рантов!»[218] Тавернер даже не подозревал, что научные исследования обоняния у птиц предпримет не аспирант и не мужчина.
Так в конце 1950-х годов на сцене появилась Бетси Банг, автор медицинских иллюстраций из Университета Джона Хопкинса, США. В одиночку она преобразила исследования обоняния у птиц и вывела их из академической тени в центр общего внимания.
Бетси иллюстрировала статьи по респираторным заболеваниям у птиц, написанные ее мужем-ученым. Для этого понадобилось препарировать и зарисовать носовые полости птиц разных видов из обширной анатомической коллекции ее супруга. Бетси располагала лишь ограниченной подготовкой в области биологии, но была увлеченным и сообразительным орнитологом-любителем. Препарируя и рисуя, она задумалась о том, почему устройство носовых полостей настолько отличается у разных видов птиц.
Отделы человеческого носа, которые согревают и увлажняют поступающий воздух, а также выявляют запахи, называются носовыми раковинами[219]. Этот термин, возможно незнакомый вам, относится к тонким, как вафли, костным пластинкам внутри верхней твердой части носа, которую так легко сломать в драке и гораздо сложнее сформировать заново в процессе ринопластики. У птиц воздух поступает через две наружные ноздри, которые у большинства видов представляют собой отверстия в верхней части клюва. У большинства птиц в верхней части клюва расположены три камеры: первые две согревают и увлажняют воздух, который вдохнула птица, в том числе и часть воздуха, проникающую в легкие через рот. Третья камера в основании клюва содержит раковины, состоящие из похожей на скрученный свиток хрящевой или костной ткани. Воздух проходит между костными пластинками, покрытыми слоем эпителиальной ткани, в которой расположено множество мелких клеток, воспринимающих запахи и передающих информацию в головной мозг. Чем сложнее устроены раковины, чем больше витков в «свитке», тем больше площадь их поверхности и количество воспринимающих запахи клеток. Отделы мозга, отвечающие за распознавание запахов, находятся вблизи основания клюва и ввиду сходства формы называются обонятельными луковицами[220].
Рассматривая собственноручно препарированных птиц, Бетси просто не могла поверить, что существа с большими и сложными носовыми полостями не чувствуют запахи, однако именно так утверждали все учебники. Бетси была «глубоко озабочена тем, что информация об обонянии птиц ошибочна, и хотела прояснить это недоразумение»[221]. Она полагала, что это недоразумение возникло ввиду недостаточной коммуникации между анатомами и учеными, проводящими исследования поведения. Несколько поведенческих исследований, призванных установить, способны ли птицы обнаруживать химические сигналы, проводились на голубях – удобном, но с биологической точки зрения неподходящем для такого исследования виде, который Бетси описывала как «скудно оснащенный» органами обоняния. Еще одну проблему представляла зачастую недостаточная проработанность самих поведенческих экспериментов.
Для своих первых исследований Бетси выбрала три неродственных вида: все они обладали огромными носовыми раковинами и вели совершенно разный образ жизни. Это были 1) гриф-индейка, тот самый вид, который якобы исследовал Одюбон, – дневная птица, питающаяся падалью; 2) черноногий альбатрос, морская птица, питающаяся мертвыми головоногими и китами, то есть морской падальщик; и 3) гуахаро, ночная тропическая птица, питающаяся плодами и, как мы уже упоминали, гнездящаяся в пещерах в полной темноте. Анатомические свидетельства ошеломляли: зачем еще могла понадобиться эта сложно устроенная носовая ткань, если не для обнаружения запахов? Статью со своими первыми результатами Бетси озаглавила «Анатомические свидетельства обонятельных функций у некоторых видов птиц» (Anatomical evidence for olfactory function in some species of birds) и проиллюстрировала слегка отталкивающими на вид, однако показательными препаратами голов каждого из упомянутых видов. Эти результаты в 1960 году были опубликованы в журнале Nature, и, как впоследствии говорила одна из коллег Бетси, «статья Банг сделала невозможным отрицание существования чувства обоняния у птиц». Бетси внесла «важнейший вклад как раз вовремя»[222].
На протяжении всех 1960-х годов Бетси продолжала изучать анатомию разных видов птиц, однако следующим значительным шагом в ее работе стала встреча со Стэнли Коббом в конце 60-х. У Бетси с мужем был загородный дом в Вудс-Хоул, на южной оконечности Кейп-Кода, Массачусетс, где они проводили каждое лето. Однажды на званом обеде соседом Бетси оказался Кобб – нейропсихиатр на пенсии, увлеченный птицами и мозгом. Несколькими годами ранее Кобб опубликовал короткую статью, посвященную обонятельной луковице у птиц. У Кобба и Бетси моментально нашлись общие интересы, и они совместными усилиями провели масштабное сравнительное исследование размеров обонятельной луковицы в мозге 107 разных видов птиц[223].
Исследователи измеряли линейкой длину обонятельной луковицы и выражали полученный результат в процентах от максимальной длины головного мозга[224]. Они понимали, что эти данные дают лишь приблизительное представление об обонятельном потенциале, но добиться большей точности могли бы лишь одним способом: если бы извлекали обонятельную луковицу, взвешивали ее, а затем вычисляли, какая доля от массы оставшегося мозга на нее приходится. Однако этот способ был бы чрезвычайно времязатратным (это трудное препарирование) и означал бы уничтожение музейных образцов. По крайней мере на какое-то время было достаточно полученного ими простого соотношения.
Вот несколько примеров в порядке убывания доли – чем выше цифра, тем больше относительный размер обонятельной луковицы:
В целом сравнительное исследование Банг и Кобба выявило двенадцатикратное различие в относительном размере обонятельной доли у разных видов птиц – от крохотной луковки у черношапочной гаички (певчей птицы) до массивной луковицы у снежного буревестника[225]. Кроме того, исследователи полагали, что относительный размер этой луковицы отражает развитость обоняния, а связь между ними была официально подтверждена лишь в 1990-х годах, когда ученые продемонстрировали корреляцию между размером обонятельной луковицы и порогом восприятия запаха[226]. Вот к какому общему заключению смогли прийти Банг и Кобб: «Наши исследования показали, что для киви, трубконосых морских птиц и по меньшей мере одного грифа обоняние играет первоочередную роль, а большинству околоводных, болотных птиц и, возможно, видам, пользующимся эхолокацией, обоняние приносит существенную пользу. У других видов оно, возможно, не имеет такого значения»[227].
Вдохновленный первыми статьями Банг, еще один американский ученый, Кеннет Стейгер, решил воспроизвести поведенческие эксперименты Одюбона. Анатомические свидетельства хорошо развитого обоняния у грифа-индейки выглядели убедительно, но тем не менее требовались факты, подтверждающие изменение поведения. Стейгер воодушевленно подошел к решению проблемы и разработал ряд масштабных полевых опытов, которые, помимо всего прочего, предполагали создание воздушной струи над замаскированными тушами животных (а также, в качестве контрольного варианта, над пустым местом), чтобы проверить ее воздействие на грифов-индеек. Эффект оказался впечатляющим. Птицы явно чуяли туши даже в том случае, когда не видели их. Случайный разговор с одним из сотрудников калифорнийской Union Oil Company привел к качественному прорыву в исследованиях и помог ученому определить, на какой именно компонент в запахе туш животных ориентируются грифы. Стейгеру рассказали, как в 1930-х годах в нефтяной компании заметили, что утечки из трубопроводов для природного газа привлекают грифов-индеек. Природный газ содержал этилмеркаптан (он же этантиол) – вещество с запахом тухлой капусты, также придающее неприятный запах дыханию и кишечным газам; его выделяет разлагающаяся органика, в том числе трупы животных. Компания Union Oil в больших количествах добавляла меркаптан в природный газ, чтобы быстрее обнаруживать утечки. Еще в 1930-х в компании знали, что у грифов-индеек прекрасный нюх, и действительно, когда Стейгер начал создавать воздушный поток с запахом меркаптана над калифорнийскими холмами, к этому месту стали слетаться грифы[228]. Стейгер не только получил убедительные доказательства, что грифы-индейки находят пищу по запаху, но и выявил конкретное вещество, запах которого помогает им достичь этой цели.
Основополагающие анатомические исследования Банг, а также сравнительные исследования, которые она проводила вместе со Стэнли Коббом, измеряя обонятельные луковицы, произвели ошеломляющее впечатление. Но характер науки, стремящейся к сиюминутной истине, таков, что вскоре другие ученые взглянули на полученные результаты по-новому. Наука находится в постоянном движении, так что практически неизбежно новые озарения и технические средства должны были выявить изъяны в исследованиях Банг и Кобба. Собственно говоря, именно это и проделали сами Банг и Кобб, опираясь на данные исследований XIX века и совершенствуя их[229]. Исследования Банг и Кобба были во многих отношениях образцовыми. Они проводили замеры так тщательно, как только могли, наглядно представляли результаты, но вместе с тем признавали, что их оценка размеров обонятельной луковицы – просто показатель, и скромно надеялись, что «эти приблизительные соотношения укажут на их [обонятельных луковиц] сравнительную важность». Как мы уже видели, главный вывод исследователей заключался в том, что, помимо киви, трубконосых морских птиц (альбатросов и буревестников) и грифов-индеек, «большинство водных, болотных и околоводных птиц… пользуются обонянием».