Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли

Мы видим мир в цвете, и наше цветовое восприятие называется трихроматическим: от греческого τρεϊς (три) и χρώμα (цвет). Если же сравнить его с красочными ощущениями многих животных, то такой хроматизм, скорее, происходит от слова «хромать». Так уж случилось, что наши дальние предки — первые плацентарные млекопитающие, которые жили буквально в тени динозавров, или даже зверозубые ящеры, — наверное, предпочитали вообще не выходить на свет, пока дежурил дневной дозор ужасных хищников. Мелким ночным зверькам все краски мира были ни к чему. Вот и утеряли они половину цветовых рецепторов — колбочек, которыми обладали их рептилиеподобные прародители. Киты и тюлени, освоившие водную стихию, а также ночные приматы полностью лишились цветового восприятия — их мир стал монохроматическим, черно-белым.

Цветное зрение — это нечто иное, как способность различать волновые спектры света. Большинство плацентарных млекопитающих остались дихроматиками: у них отсутствуют колбочки, восприимчивые к длинноволновой части спектра, то есть к красному цвету. Им все кажется либо ультрафиолетово-зеленым (грызуны), либо сине-зеленым (лошади, коровы, кошки, собаки). Как дальтоникам. Так называют людей, для которых красный и зеленый выглядят одинаково, а оттенков совсем не существует. Вместо, скажем, желто-зеленого они видят белый, серый или просто желтый. Многим этот дефект не мешает, и, пока в детских садах и школах не ввели обязательную проверку цветового восприятия, человек мог прожить всю жизнь, даже не догадываясь о том, что он не такой, как все. Первым природу этого явления попытался понять в конце XVIII века химик Джон Дальтон, преподававший в Нью-Колледже в Манчестере. Он заметил у себя и своего брата необычные ощущения красок: цветок пеларгонии, который при дневном свете казался небесно-голубым, при свечах становился почти желтым. (На самом деле пеларгония была розовой.) Дальтон решил, что от природы обладает синим фильтром, и завещал свои глаза для исследований. После смерти ученого в 1844 году лечащий врач Джозеф Рэнсам провел вскрытие и не обнаружил ни в стекловидном теле, ни в роговице или хрусталике решительно ничего необычного. Лишь 150 лет спустя остатки глаз Дальтона были изучены молекулярными биологами. Они и выявили отсутствие гена, кодирующего опсин, который воспринимает зеленую часть спектра. Опсин — это белковая часть пигмента; другой частью является хромофор — производное витамина А. Хромофор изменяет свою структуру под действием света, а опсин улавливает этот химический сигнал и передает его дальше — в зрительный нерв мозга.

Дальтонизмом в среднем страдают 2 процента людей. Болезнь эта — наследственная и связана с неполадками в Х-хромосоме, где гены, кодирующие два разных опсина, расположены вплотную друг к другу. Поэтому среди мужчин, имеющих всего одну такую хромосому, дихроматиков больше — до 8 процентов. Те же самые генетические закономерности наблюдаются у наших ближайших родственников — других приматов Старого Света. А вот у некоторых видов южноамериканских обезьян вообще все самцы дальтоники.

Из млекопитающих только приматы 35–40 миллионов лет назад вернули себе трихроматическое зрение. Стимулом к новообретению цветного зрения стал образ жизни, связанный с поисками плодов в кронах деревьев. Ведь незрелые зеленые фрукты не только не очень вкусные, но нередко и ядовитые, в отличие от созревших, сочных и сладких, красных и ярко-желтых. К тому же точность прыжков с ветки на ветку невозможна без правильного восприятия цвета и, значит, развитого мозга, который играет важную роль в обработке зрительных сигналов. Правда, нейробиолог Марк Чангизи из Политехнического института имени Ренсселера в Трое (штат Нью-Йорк) считает, что более важной причиной развития у приматов цветного зрения стало появление голых участков кожи. Покраснение лица (или противоположного ему участка тела) подскажет, что интересующая вас персона пребывает в гневе или, наоборот, смущается; позеленение — укажет на нездоровье. Вполне достаточный повод, чтобы научиться разбираться в цветовых, а следовательно, и в эмоциональных оттенках поведения себе подобных. И действительно, среди приматов цветовое восприятие лучше развито у видов с обнаженными лицами (и не только).

Как бы то ни было, на химико-генетическом уровне все решилось достаточно просто — благодаря возникновению двух разных генов на основе одного, отвечающего за синтез опсина, который воспринимает средние (зеленые) волны. Достаточно заместить одни аминокислоты на другие всего на трех из 348 участков молекулы опсина, и цветовое восприятие сдвинется на 30 нанометров. Этого вполне достаточно, чтобы увидеть дополнительный спектр: разница между красным и зеленым спектральными пиками как раз составляет 30 нанометров.