Что чует лягушка?

В известной сказке прекрасная царевна колдовскими чарами была превращена в безобразную зеленую лягушку и, видимо, приняв вновь человеческий облик, могла рассказать о своих впечатлениях, К сожалению, такое возможно лишь в сказке, и чтобы разобраться в ощущениях других живых существ, человек вынужден пользоваться окольными путями, ставя разнообразные эксперименты.

А тут есть что исследовать: разные живые существа совершенно по-разному воспринимают окружающий мир. Например, пчела видит в ультрафиолетовых лучах, а та же лягушка воспринимает только движущиеся предметы; летучая мышь и дельфин как бы «видят ушами», а для собаки главный орган чувств — нос.

Впрочем, обоняние играет очень важную роль в жизни многих животных — не только млекопитающих, но и насекомых, и рыб. А как реагирует на запахи зеленая квакушка? Согласно одной из многочисленных теорий обоняния, решающее значение в восприятии запаха имеет взаимодействие молекул пахучего вещества с поверхностью обонятельных клеток. Поверхность клетки — это фосфолипидная мембрана, а способность реагировать на запах ей могут придавать молекулы белка — уже, например, установлено, что именно особые белки ответственны за способность языка воспринимать сладкое и горькое.

Зоологи проверили эту гипотезу, разобрав, так сказать, лягушачий нос на детали, а затем построив из этих деталей упрощенную модель органа обоняния, способную реагировать на запахи.

Суть эксперимента заключалась в следующем. Отделяли обонятельные клетки лягушки, обрабатывали их ультразвуком, а затем центрифугировали, в результате чего почти весь белок оказывался в растворе. Затем из фосфолипидов делали искусственную мембрану и ее обрабатывали полученным белковым раствором: молекулы белка, содержавшиеся в обонятельных клетках, оказывались привязанными к поверхности мембраны силами межмолекулярного взаимодействия.

Такая модель имеет то преимущество перед настоящей обонятельной клеткой, что в ней нет ничего «лишнего» и устройство ее доподлинно известно. И если белок действительно обладает способностью специфически связываться с молекулами пахучих веществ, реагируя тем самым на запах, то модель носа должна изменять под действием этих веществ свои электрические характеристики. Более того, таким образом можно проверить, на какие вещества вообще способны реагировать белки, выделенные из обонятельных клеток тех или иных животных, то есть какой запах какое животное способно воспринимать.

Первые же опыты показали, что искусственный нос чутко реагирует на запахи камфары, мускуса и сивушных масел — под действием малых количеств этих веществ электрическое сопротивление искусственной мембраны резко снижалось; исследователи предполагают, что пахучие соединения образуют с белком комплекс, в результате чего проницаемость мембраны для ионов натрия возрастает. А на такое пахучее вещество, как нафталин, модель лягушачьего носа вообще не реагировала.

Так что, превращаясь в лягушку, царевна не только меняла свой облик и начинала видеть по-новому — она по-новому начинала и воспринимать запахи.