Рецепторы сладостей и белков, открытые Зукером и Рыбой в 2001–2002 годах, были не первыми рецепторами вкуса, описанными биологами. Первым был рецептор горечи. Вместе с рецепторами «питательного» (то есть сладости и умами) он, как сразу смекнули догадливые ученые, выполняет важную роль в сортировке съедобного от несъедобного. Точнее, сладкое и умами маркируют привлекательную (в смысле питательности) пищу, а горькое предупреждает о пище ядовитой и опасной. Именно поэтому так заметна ложка дегтя в бочке меда: какие бы волшебные наслаждения ни сулила нам еда, проку в них не будет, если, отведав еды, мы умрем. Поэтому-то горечь пересиливает все прочие вкусы.

Статью о рецепторах горечи Зукер и Рыба опубликовали в 2000 году, когда и геном человека-то толком не был прочитан — они использовали предварительные данные. Тогда и оказалось, что на пятой хромосоме у нас живет большое семейство генов под названием T2S. Они (то есть соответствующие белки) работают примерно так же, как и рецепторы сладкого и умами (то есть, если кто разбирается, с участием G-белков, которые вовлечены у большинства живых тварей в регуляцию практически чего угодно), но их гораздо, гораздо больше. Точнее, около двух дюжин. Еще точнее? Точнее нельзя, и в этом главная изюминка этой истории. Дело в том, что по рецепторам горького люди сильно отличаются один от другого.

Тут самое время вспомнить химика по фамилии Фокс, вошедшего в историю тем, что однажды, еще в 1931 году, рассыпал в лаборатории банку с фенилтиомочевиной. «Горько, горько!» — закричал из густого облака порошка лаборант Фокса, как пьяный русский на свадьбе. Но Фокс ни малейшей горечи не ощущал. Тут-то и выяснилось, что некоторые люди способны ощущать горечь этого химиката, а другие не способны. Глянец позже навел генетик Снайдер: он доказал, что «способность распознавать вкус ФТМ» — это «простой менделевский признак» в популяции людей, то есть наследуется так же незатейливо, как красный цвет у цветков гороха. Для генетика человека найти такое — приятный сюрприз, и фенилтиомочевина тут же победоносно вошла в учебники. Способность чувствовать ее вкус наследуется, как карие глаза, то есть как доминантный признак: у нечувствительных родителей всегда рождаются нечувствительные дети, а у чувствительных — лишь иногда.

А почему это так, стало ясно после исследования Зукера и Рыбы. Оказалось, что разные рецепторы распознают разные соединения, иногда числом до 50, но все они докладывают о результатах в мозг единым способом: «Горько!» Оказалось также, что один из рецепторов горечи как раз и заведует распознаванием фенилтиомочевины. У некоторых людей он работает, а у некоторых нет, у них испорченная форма этого гена. То есть у нас либо 25, либо 24 рецептора. А у кого-то, может быть, и 23 или меньше. А еще некоторые рецепторы, видимо, выключаются с возрастом: все ведь знают, что детям многое из взрослой еды кажется мерзким. Например, горькое пиво. Потом вырастает ребенок и пьет пиво за милую душу, и нисколечко ему не горько. Одним словом, с горькими вкусами все не так просто.

Интересный поворот в эту историю внес еще в 1939 году биолог Рональд Фишер. Он обнаружил, что у шимпанзе с фенилтиомочевиной все в точности как у людей: некоторые особи чувствуют ее вкус, а некоторые нет. Вообще такая ситуация с каким-либо признаком называется у генетиков «полиморфизм». И вот тут-то обнаружилась главная интрига всей этой истории про горький вкус.

Дело в том, что полиморфизм может наблюдаться в двух ситуациях. Во-первых, он непременно возникает как переходное состояние: когда какая-то мутация возникла, ее частота в популяции несколько поколений меняется почти случайным образом, как на картинке.

Тут видно, что некоторые мутации исчезают, едва возникнув, а другие распространяются, доходя до 100%. В общем случае частота мутации мечется случайным образом между нулем и 100%, и пока она мечется, мы наблюдаем полиморфизм признака. А как только эта кривая налетит на ноль, тогда все — признак из популяции исчез. А когда налетит, столь же случайно, на 100-процентную отметку, это называется «фиксацией» — новый признак закрепился. Отбор, разумеется, ускоряет оба варианта, но и фиксация, и элиминирование могут произойти и без всякого отбора — волей случая.

И вот тут загадка: если и у нас, и у шимпанзе наблюдается полиморфизм по способности чувствовать горечь фенилтиомочевины, это значит, что мутация этого гена возникла еще у нашего общего предка, то есть бог знает как давно. То есть долгие миллионы лет она болталась между нулем и ста процентами, ни разу не задев эти линии — такое крайне маловероятно. Более того, если даже такое в принципе возможно, это значит, что на эту мутацию вообще не действует никакой отбор! Признак «ощущать вкус ФТМ» вообще никак не влияет на приспособленность организма — какого лешего он в таком случае возник?!

Есть и вторая возможная ситуация, когда наблюдается полиморфизм: это когда сам факт сосуществования особей с разными вариантами отчего-то выгоден для популяции в целом. Так, например, ген мерзкого и неизлечимого заболевания — серповидноклеточной анемии — повышает устойчивость к малярии. Никак нельзя, чтобы все люди заболели этой анемией, потому что тогда они вымрут. Но какое-то количество носителей этого гена способны были выжить в африканских деревнях при особо злых нападках малярийного комара: поэтому, видимо, закрепился полиморфизм.

Какой же из вариантов работает у нас и шимпанзе в случае фенилтиомочевины? Тут наука делает двойное сальто назад и пляшет цыганочку с выходом: а никакой! В 2006 году Вудинг с соавторами показали, что мутации гена T2R38 у шимпанзе и у человека разные. Что отнюдь не снимает вопрос, для какой такой надобности два разных вида приматов держат у себя по два полиморфных варианта одного и того же рецептора вкуса.

И вот тут уже многие стали догадываться, в чем дело. А дело в том, что горький вкус — свойство огромного класса соединений, присутствующих в самой разной еде. Растительная пища почти вся горькая. Та же самая фенилтиомочевина присутствует, к примеру, в брюссельской капусте. Так что ж теперь, нам ее не есть? Ответ природы: пусть кто-то ест, а кто-то нет. Если случится так, что ничего кругом не будет, кроме брюссельской капусты, мы выживем (за счет тех, кому эта капуста слаще меда в устах их). А если вырастет кругом страшная ядовитая трава, сладкая и привлекательная для всех, но содержащая ФТМ, выживут, наоборот, те, кто распознает в ней предательскую горечь, то есть носители активной формы гена T2R38. Ну и шимпанзе тоже выживут, по крайней мере некоторые.

Итак, полиморфизм рецепторов вкуса — хитрый способ обмануть природу. Иначе природа сама могла бы нас обмануть: если бы все живые существа ели только сладкие травки и не ели бы горькие, травка очень скоро разобралась бы, в чем тут дело, и начала синтезировать всякие горькие соединения, дабы защититься от своих поедателей. Многая травка так и делает. Но у нас на нее есть управа: наши гены рецепторов горечи очень изменчивы и полиморфны. Травка мутировала, стала горькой, а среди нас уже есть группа мутантов, которым эта горечь вовсе не горька. Травка уже и не знает, как еще исхитриться победить в этой вечной круговерти. Вот перец придумал синтезировать капсаицин, который воздействует вообще не на рецепторы вкуса, а на осязательные рецепторы температуры (создает жжение). Ну и что? Собаки и козы его есть не станут, а нам, людям, это только на руку, мы вообще горячее привыкли есть и научились любить жгучий перец. Вот буквально в эти выходные положил я стручок перца в бутылку с водкой — пусть настаивается. И побег мелиссы положил. Ни мелисса, ни перец не рассчитывали на такой исход эволюционной гонки, и это их ошибка.

Вообще генетики-эволюционисты все больше склоняются к мысли, что это и есть основной механизм эволюции. Совершенствование, создание все более высоких форм жизни — это побочный процесс, маловажный с точки зрения природы. Основной же тип изменчивости — это постоянные хаотичные изменения туда-сюда с целью обмануть паразитов, вирусов, хищников и жертв. Они меняются, и мы меняемся, и им надо опять меняться, чтобы угнаться за переменами. Притом что перемены эти в общем случае никуда не ведут. И лишь в порядке исключения приводят к возникновению таких высоких форм жизни, как, например, бородатый ирис, дикобраз или губернатор Краснодарского края Ткачев.

Высокий бородатый ирис сорта Clarence
Высокий бородатый ирис сорта Clarence

Так вот зачем нам такое количество рецепторов горького — чтобы быть более приспособленными к разнообразию рациона, если не дай бог что случится. Оказывается, дурацкая максима «О вкусах не спорят» имеет самое прямое отношение к эволюции: если бы мы все чувствовали вкусы одинаково, то могли бы уже и вымереть. Возвращаясь к первой части нашего рассказа, рискнем предположить, что утрата разными зверями способности воспринимать сладкое и питательное, так часто происходившая в процессе эволюции, играет примерно ту же самую приспособительную роль. Пристрастие к вкусненькому украшает жизнь, но делает человека менее приспособленным к борьбе со злом. Это многие замечали. Потому важно балансировать одно с другим: вкусное любить, но не слишком, не чересчур. То есть человечеству нужны и Гелия Делеринс, и Владимир Владимирович Громковский: вместе мы составляем плерому человеческой полноценности на случай неожиданных перемен.

Итак, к 2002 году были охарактеризованы три из пяти видов рецепторов вкуса. В 2002-м рецепторы горького обнаружены в желудочно-кишечном тракте, а в 2006-м там же нашли рецепторы сладкого. Первые помогают человеку определиться, когда его тошнит, вторые участвуют в регуляции синтеза инсулина. С горьким, сладким и умами настала некоторая ясность. Теперь ученым осталось разобраться только с кислым и соленым, а также ответить на масштабный вопрос: почему вообще кое-что нам кажется вкусным, а кое-что нет. Об этом в третьей части.

Первую часть статьи читайте здесь.

Третью часть статьи читайте здесь.