Происхождение вкусов. Как любовь к еде сделала нас людьми

Биологическая стехиометрия занимается решением различных версий одного и того же уравнения. В простейшей версии левая часть уравнения состоит из организмов, которые были съедены (добыча). Представьте себе всех животных, растения, грибы и бактерии, которых вы съели в своей жизни. Правую часть уравнения составляет организм, который ест (например, хищник), вместе со всеми отходами, которые он когда-либо произвел, и энергией, которую он когда-либо использовал. По выражению Лукреция, «смертные твари живут, одни чередуясь с другими»[7], они словно участвуют в эстафете, «в руки из рук отдавая, как в беге, светильники жизни»^{3}. Биологическая стехиометрия изучает правила, по которым передается эта эстафетная палочка.

Правило стехиометрии состоит в том, что уравнение должно сходиться; те питательные вещества, которые присутствуют в пище, и те, которые присутствуют в потребителе (вместе с его отходами и затраченной энергией), должны в конечном итоге уравновешиваться. В этом и заключается сложность — проблема начинает напоминать задачку для начальных классов про капусту, козла и волка, которых надо перевезти с одного берега на другой. Если, например, концентрация азота в организме хищника высока, это должно быть свойственно и его добыче. Это кажется настолько очевидным, что об этом не стоит и упоминать. Как сказал нам Брийя-Саварен, ты то, что ты ешь, и тебе нужно есть то, чем ты являешься. Но сложность состоит в том, что уравнение, связывающее хищника и добычу, относится не только, скажем, к азоту и углероду; оно относится также ко всем питательным веществам, которые хищник не способен вырабатывать сам. В результате хищник и добыча должны уравновешиваться не только в том, что касается азота, но также магния, калия, фосфора и кальция, каждый из которых важен для любой клетки животного.

Можно буквально записать пропорциональное количество атомов каждого элемента, присутствующего в организме различных видов животных (отсюда та часть уравнения, которая отражает химический состав тела хищника или любого другого потребителя). С точки зрения химии описание среднестатистического млекопитающего, например, можно представить в виде списка элементов в его организме и их относительных пропорций. Вот список ингредиентов, составляющих млекопитающее:

H^{375 000 000}, O^{132 000 000}

, C^85 700 000, N^64 300 000, Ca^1 500 000, P^1 020 000, S^206 000, Na^183 000

, K^177 000, Cl^127 000, Mg^40 000, Si^38 600, Fe²⁶⁸⁰, Zn²¹¹⁰

, Cu⁷⁶, I¹⁴, Mn¹³, F¹³, Cr⁷, Se⁴

, Mo³, Co¹

У млекопитающих, например у человека, в организме в 375 млн раз больше атомов водорода (H), чем атомов кобальта (Co). В наше время ученые с большой точностью умеют рассчитывать содержание химических элементов в теле человека и других животных. Но откуда дикие млекопитающие знают, как добывать все эти элементы в природе, чтобы получать то, что нужно их организму, и решать собственные стехиометрические уравнения — уравнения, в которых поедаемые ими ингредиенты соответствуют потребностям их тела?[8] Откуда это знает любое животное? Откуда, если уж на то пошло, это знаете вы?

Хищникам, которые поедают мышцы, внутренние органы и кости своей добычи, для решения этого уравнения, возможно, достаточно чувства голода (и удовольствия от его утоления). Так, дельфинам хватает только голода и мысленного образа чего-то съедобного, в отличие от несъедобного (того, что подсказывает им не глотать камень)[9]. Баланс по большей части соблюдается.

Для животных, рацион которых дает им больше выбора, ситуация оказывается сложнее. Перед теми, кто питается растениями (травоядными) или как растениями, так и животными (всеядными), жизнь ставит особенно трудные задачи. Многие элементы в животном организме содержатся в более высокой концентрации, чем в растительной пище (рис. 1.1). Если всеядное существо случайным образом ест то животных, то растения, вполне может оказаться, что в его рационе не хватает натрия, фосфора, азота или кальция. С травоядными дела обстоят не менее сложно. Так откуда же травоядные и всеядные знают, как решить собственные стехиометрические уравнения? В значительной степени они принимают решения, основываясь на вкусовом впечатлении. Это сумма всех сенсорных ощущений во рту животного. Понятие «вкусовое впечатление» включает аромат, текстуру и собственно вкус (taste)^{‹‹6››}. Каждый из этих компонентов восприятия вкуса играет важную роль, побуждая животное удовлетворять свои потребности, но собственно вкус играет особую роль.