Встреча химии и жизни происходит в носу. Главная функция носа - обоняние. Кроме того, нос кондиционирует воздух и является резонатором для голоса - когда нос заложен, мы гнусавим. Нос может рассказать о человеке гораздо больше, чем человек о носе. Ноздри - это двери в самые сокровенные тайны восприятия.

Задолго до того, как живые существа на Земле научились слышать и видеть, они уже могли анализировать химический состав окружающей среды. Когда первые примитивные животные вылезли из моря на сушу, обоняние стало важнее других чувств, поскольку благодаря ему с большого расстояния и даже ночью улавливались сигналы, свидетельствующие об опасности, или, наоборот, о близости пиши, водопоя или полового партнера. Со временем появились звери, способные лазить по деревьям: для передвижения в трехмерном пространстве, а не на плоскости, им гораздо сильнее, чем обоняние, требовалось зрение. Поэтому в организме современного человека обоняние является третьестепенным чувством. В отличие от животных, девяносто процентов информации человек получает через зрение, около пяти - с помощью слуха, на обоняние же приходится лишь около двух процентов. Площадь обонятельных рецепторов у человека среднего роста и веса всего около 10 квадратных сантиметров (для сравнения - у кошки 20 квадратных сантиметров, а у собаки - 7 квадратных метров).

Кроме того, ноздри человека вовсе отвернулись от ветра, переносящего запахи, и теперь смотрят в землю. У наших предшественников они были вывернуты кверху - так же, как и у всех прочих зверей.

У племени била-ан, живущем на одном из Филиппинских островов, существует на этот счет забавная легенда: будто бы в начале времен бог Мелу создал двух людей вообще без носов, поручив доделать их тела существу по имени Тау-Далом-Дала. Тот прилепил носы вверх ноздрями. Пошел дождь, и филипинские Адам и Ева едва не погибли, потому что их носы заполнились водой. К счастью, Мелу вовремя заметил недочёт и перевернул носы как надо.

Обоняние обладает двумя замечательными особенностями: высокой чувствительностью и избирательностью. Чувствительность - это способность ощущать минимальную концентрацию веществ. Скажем, перечный запах воспринимается человеком в концентрации одна сотая наномоля. Избирательность - это способность реагировать на определенные вещества и не реагировать на другие. В некоторых случаях нос способен чувствовать разницу даже между молекулами с очень похожей структурой, например, зеркальными изомерами одного и того же вещества. Так, правовращающийся оптический изомер d-карвон пахнет тмином, а левовращающийся d-карвон - мятой. С другой стороны, запах некоторых совершенно различных веществ кажется нам идентичным. Хороший пример тому - синильная кислота и бензальдегид (оба вещества пахнут горьким миндалем).

Иногда обонятельная ошибка может стать смертельной. Так, в 2002 году двадцать семь тысяч россиян погибли из-за отравления алкоголем; во многих случаях это связано с тем, что ядовитый метиловый спирт пахнет так же, как этиловый.

Обонятельные способности не у всех развиты одинаково. К примеру, один человек из тысячи не чувствует запах бутил-меркаптана. Это то самое на редкость отвратительное вещество, которым скунс отпугивает своих врагов. Впрочем, в данном случае эти люди - счастливчики, которым избирательность обоняния помогает избежать неприятных ощущений. Гораздо опаснее жизнь тех, кто не распознает неприятный запах этил-меркаптана - вещества, которое добавляют в ничем не пахнущий природный газ, чтобы можно было заметить его утечку.

Редко, но встречаются люди, которые вообще не чувствуют запахов (аносматики). Они гораздо чаще страдают от пищевых отравлений но этим их проблемы не ограничиваются. То, что мы называем «вкусом еды» - это в значительной степени ее запах, поскольку чувствительность вкусовых сосочков на языке значительно ниже, чем восприимчивость нашей обонятельной системы. В чашке кофе аносматики ощущают только мерзкую горечь, а вместо доброго французского вина они вынуждены пить прокисший виноградный сок.

Некоторые люди страдают от обонятельных галлюцинаций - их преследует тот или иной запах, источник которого поблизости отсутствует. Однако иногда оказывается, что на самом деле их обоняние развито гораздо сильнее, чем у окружающих, поэтому они и чувствуют то, что недоступно другим. Так, жену английского генерала Уильяма Слимана, руководившего подавлением восстания в Индии, преследовали ночные кошмары с участием жутких мертвецов. Выяснилось, что палаточный лагерь, где они жили, стоял на месте крупного захоронения погибших. Однако никто, кроме генеральши, не обладал такой чувствительностью к трупному запаху, который она ощущала сквозь несколько метров плотного грунта.

Традиционно считается, что развитое обоняние необходимо лишь для парфюмеров и дегустаторов вина. Однако еще сравнительно недавно запах был важным элементом медицинской диагностики: известно. что больные с поражением почек пахнут совсем не так, как люди с больной печенью, а дыхание диабетиков отдает ацетоном. Знаменитый русский врач С. П. Боткин писал, что «больной брюшным тифом пахнет вспотевшим гусем».

Поскольку обоняние - это древнейшее чувство, то и корковые центры этого анализатора находятся у человека в древнейшей части головного мозга - в обонятельном мозге, в так называемой извилине морского коня и в аммониевом роге. Рядом с обонятельным мозгом находится центр, отвечающий за наши эмоции. Поэтому все запахи эмоционально окрашены, они вызывают у нас те или иные переживания, приятные или же неприятные, «безразличных» запахов не существует.

Именно запахи быстрее всего пробуждают память, и не логическую, а эмоциональную. В последнее время исследователи склоняются к тому, что на самом деле у большинства животных существует две обонятельные системы.

Первая - это главная, или основная система. Она позволяет ориентироваться в окружающем пространстве, находить пищу, распознавать хищников и другие опасности - то есть служит для решения жизненно важных проблем.

Вторую обонятельную систему называют дополнительной. От нее зависит то, что мы назвали бы социальной жизнью: с ее помощью животные находят полового партнера, определяют, готов ли он к спариванию, понимают, каков иерархический статус других животных в стае.

Кроме того, вторая обонятельная система влияет на такие аспекты поведения, как агрессия, борьба за территорию, кормление детенышей молоком. Эту систему называют вомероназальной, поскольку отвечает за нее у млекопитающих так называемый вомероназальный орган (или вомер). Он представляет из себя два небольших кармашка, расположенных на носовой перегородке ближе к кончику носа (основные обонятельные клетки располагаются выше и дальше в полости носа).

Не совсем ясно, какое значение имеет вомер для сексуальной жизни человека. С одной стороны, после пластических операций по изменению формы носа некоторые мужчины теряют потенцию - на время или навсегда. С другой стороны, он нормально развит с обеих сторон всего лишь у восьми процентов людей - из этого факта можно сделать вывод, что постепенно человек утрачивает дополнительную обонятельную систему. Поэтому большинство исследователей считает вомероназальный орган рудиментарным, который развит не у всех одинаково, а у некоторых и вовсе отсутствует безо всякого ущерба для сексуального поведения.

Сложный путь распознавания запаха в нервной системе начинается с нервных клеток обонятельного эпителия. У позвоночных такие клетки находятся в носовой полости и называются сенсорными нейронами. Живут они всего сорок дней, после чего заменяются на новые. Одни и те же сенсорные нейроны способны реагировать на разные вещества, и, наоборот, разные нейроны могут «включаться» одним и тем же веществом. При этом структура электрического ответа (длительность сигнала, его величина и т. п.) может отличаться в зависимости от нейрона и вещества-раздражителя. Каждая обонятельная клетка имеет 20-30 цилий (маленьких отростков), от которых отходят аксоны - длинные отростки, ведущие непосредственно в обонятельную луковицу. Информация (то есть электрический сигнал) поступает от цилий в нервную клетку, и затем по аксону передается другим клеткам. Первичная обработка обонятельного сигнала происходит в обонятельной луковице, и уже потом информация поступает в более сложно организованные отделы нервной системы. Подобный принцип обработки информации - от простого к сложному - используется в работе зрения и слуха. Однако обонятельная память существенно отличается от зрительной и слуховой: сведения, которые мы получаем через глаза и уши хранятся в «короткой» памяти, тогда как запахи мы помним гораздо дольше. Этот феномен называют иногда синдромом Пруста: перу этого романиста принадлежит великолепное описание того как благодаря аромату липового чая и пирожного «мадлен» давно утраченные впечатления и переживания детства становятся свежими и волнующими.

Самый интересный вопрос - почему наши обонятельные рецепторы реагируют на одни запахи и не реагируют на другие. Согласно наиболее популярной теории, ароматические молекулы подходят по форме к специальным белкам-рецепторам примерно так же, как ключ подходит к замочной скважине. Когда молекула вещества, обладающего запахом, «вставляется» в молекулу белка, она изменяет конфигурацию этого белка и тем самым запускает целую серию молекулярных процессов. Как это происходит - до сих пор не совсем понятно. Но некоторый прорыв в этой области был сделан десять лет назад, когда учёные доказали, что белки, ответственные за восприятие запахов, родственны другим белкам, участвующим в передаче информации.

Обонятельные луковицы обладают высокой способностью к адаптации. Благодаря этому мы легко и быстро привыкаем к запахам - например, не чувствуем собственного запаха (как гласит ядреная русская поговорка «Свое... не пахнет»). Эта особенность может сыграть с нами злую шутку: потеряв чувствительность к аромату любимых духов, мы автоматически начинаем душиться сильнее и сильнее. Но, с другой стороны, каково было бы работникам птицефермы или службы по ремонту канализации, если бы их нос не привыкал к запахам фекалий?

Существует и такой феномен, как гематогенное обоняние: известно, что если в вену ввести какое-то пахучее вещество, то через несколько секунд человек начинает чувствовать его запах. Однако до сих пор не совсем ясно, как именно пахучее вещество в этом случае достигает головного мозга - через кровь или через легкие.

Согласно данным международной программы «Геном человека» у человека всего около тридцати тысяч генов. И более тысячи из них, то есть три процента, так или иначе участвуют в работе механизма обоняния. Этот факт - наглядное свидетельство того, какое значение обоняние имело для нас в недавнем (по эволюционным меркам) прошлом.