Как и капсаицин, кофеин является алкалоидом. Его выработка требует драгоценного азота, который можно было бы использовать для роста, так что кофейные деревья вкладывают бо́льшую часть своих ресурсов в то, что представляет собой программу рециркуляции кофеина. Они производят его только в самых уязвимых тканях, а позже передают этот кофеин в самое ценное место — в семена. Этот процесс начинается в молодых листьях, которым кофеин помогает отпугивать насекомых и улиток, охочих до нежной листвы. Но, по мере того как эти листья растут и делаются более жесткими, растение уводит из них большую часть кофеина и направляет его на защиту цветков, плодов и позже — семян. В мякоти плода кофе, красноватой ягоды, также вырабатывается кофеин, основная часть которого переносится внутрь, к паре семян. А эти семена не только принимают кофеин, но и производят свой, и в итоге в них достигается концентрация, способная отпугнуть всех пожирателей, кроме самых стойких. В целом более 900 видов насекомых и других вредителей специализируются на кофейных деревьях, и логично предположить, что кофеин появился как ответная мера. Но как историки не могут прийти к согласию относительно подробностей кофейной авантюры Габриэля-Матьё де Кльё, так и биологи не могут полностью сойтись во мнениях по поводу эволюции кофеина. Возможно, это вещество и является хорошим пестицидом, но борьба с вредителями не единственное, для чего оно используется растением.
Кофейные деревья вырабатывают кофеин в разных органах, но как только он доходит до семян, то там и остается, связанный в клетках эндосперма. Это хорошие новости для любителей кофе, но сомнительная радость для семян, потому что кофеин не только отпугивает вредителей — он также препятствует прорастанию. Та же самая химия, которая убивает личинок жуков и заставляет корчиться слизней, мешает клеткам растения делиться. Мы уже касались этой проблемы выше, но нелишне повторить: чтобы успешно прорасти, кофейному растению требуется вывести растущие кончики крошечных корешка и побега подальше от богатой кофеином части семени. Семя решает эту задачу, быстро набухая, переполняя водой заранее образовавшиеся клетки юного растения и отодвигая верхушки побега и корня как можно дальше от себя. Только после того, как они выйдут за пределы семени, может начаться деление клеток меристемы и настоящий рост. Но, как только это удается, происходит нечто еще более интересное. По мере роста побега кофеин уходит из истощающегося эндосперма и распространяется в окружающей почве, где сдерживает рост ближайших корней и не дает прорастать другим семенам. Иными словами, кофейные зерна умеют уничтожать конкуренцию на корню: они выделяют собственный гербицид, расчищая крошечный участок земли, чтобы объявить его своим. В жизненно важной борьбе семени за прорастание и укоренение это эволюционное преимущество настолько же важно, как и отпугивание вредителей.
Легко понять, почему кофейные деревья хотят защитить свои семена и листья, а также дать своим потомкам фору. Последняя теория происхождения кофеина еще более поразительна, однако многочисленные кофеманы, начинающие утро с чашки кофе, могут подтвердить ее правдивость. Эта теория связана с формированием зависимости. Циркулирующий внутри кофейного дерева кофеин обнаруживается в цветочном нектаре, что долгое время озадачивало ученых. Какой смысл вкладывать инсектицид в то, что призвано привлекать насекомых? Недавние исследования медоносных пчел дали ответ на эту загадку. В правильных дозах кофеин не отпугивает опылителей, а заставляет возвращаться снова и снова.
«Я думаю, он усиливает нейронный ответ в их системе вознаграждения», — сообщила мне Джеральдин Райт. Будучи профессором нейробиологии в Университете Ньюкасла, Райт построила карьеру на изучении «интеллекта» пчел. Она разбирается в них достаточно хорошо, чтобы иногда носить «пчелиное бикини» на публичных мероприятиях — живой рой рабочих пчел, покрывающий ее тело от низа грудной клетки до шеи. Возможно, мозг у пчел устроен просто, но они демонстрируют настоящие чудеса в области кооперации. Когда в ходе эксперимента Джеральдин Райт и ее коллеги обучали рой посещать определенные цветки, пчелы со втрое большей вероятностью запоминали и возвращались к тем цветкам, в которые был впрыснут кофеин. По крайней мере, в этом случае мозг медоносной пчелы работает точно так же, как наш: их «системы вознаграждения» активируются, когда пчелы пьют кофеин. Цветки кофейных деревьев, содержащие кофеин, привлекают ряд специализированных опылителей, выстраивающихся в очередь, словно пассажиры пригородных поездов, приезжающие на работу из-за города, у любимого киоска с эспрессо.
Когда я спросил Джеральдин Райт, мог ли кофеин появиться именно для этой цели (а его эффективность как пестицида и гербицида лишь вишенка на торте), она, кажется, сочла это некоторой натяжкой. «Я не уверена, что такое давление отбора было бы достаточно сильным», — написала она в письме, и я живо представил ее скептически сдвинутые брови. Однако тот факт, что кофеин также обнаруживается в цветочном нектаре цитрусовых деревьев, но не в их семенах и листьях, предполагает, что такое возможно. Апельсины, лимоны и лаймы защищают себя эфирными маслами и другими соединениями, по-видимому сохраняя кофеин для единственной цели — манипулирования «сознанием» пчел.
Для рассказа о семенах догадки, как именно появился кофеин, менее важны, чем представление о том, что он делает: он равно эффективен в отпугивании насекомых и замедлении роста соседних растений. Но история с привлечением пчел тоже имеет большое значение, потому что ни одно свойство кофеина не оказало большего влияния на историю самого напитка и те культуры, в которых его пьют, чем то воздействие, которое кофеиносодержащие зерна оказывают на человеческий мозг.
«Чувства становятся сильнее, воображение — более живым и ярким, возбуждается благожелательность… и память, и проницательность делаются более острыми, и непродолжительное время преобладает необычная живость словесных излияний». Это цитата из «Британского медицинского журнала» издания 1910 г. Современные ученые, пожалуй, более сдержаны в высказываниях, но их данные приводят к тем же самым выводам. После чашки кофе среднего размера в кровоток попадает достаточное количество кофеина, чтобы оказывать измеримое воздействие на центральную нервную систему. Нейроны мозга активируются быстрее, мышцы сокращаются, артериальное давление растет и сонливость отступает. Но так же, как капсаицин жжет не обжигая, так и кофеин стимулирует, на самом деле не стимулируя. Бодрость, которую мы ощущаем от кофе, в меньшей степени происходит от того, что кофеин делает, чем от того, что он предотвращает. Специалисты называют кофеин «антагонистом», потому что он препятствует нормальному функционированию определенных химических веществ в мозге — особенно того, которое называется аденозин. Исследователи до сих пор еще не знают всех функций аденозина в головном мозге, но его основную роль можно объяснить на примере, который покажется знакомым миллионам радиослушателей.
Десятилетиями радиопрограмма Гаррисона Кейллора «Спутник прерий» (A Prairie Home Companion) передавала рекламные сообщения от The Ketchup Advisory Board — вымышленной отраслевой группы, продвигающей томатный соус как содержащий «натуральные умягчители». В рекламных роликах предстают вялые персонажи, чье поведение становится все более сумасбродным и импульсивным без регулярного употребления кетчупа. Они внезапно решают бежать марафон, прокалывают себе нос, пишут мемуары или грабят винные магазины. Аденозин — это не кетчуп, это одно из основных химических соединений, заставляющих тело функционировать. Но в плане активности мозга роль аденозина никак нельзя описать лучше. Это натуральный «умягчитель», замедляющий нейроны и запускающий целую цепочку событий, которая в итоге приводит ко сну. Те, кто пьют кофе, ощущают бодрость, потому что кофеин встает на пути этого процесса и даже обращает его вспять, занимая место аденозина и обманом заставляя мозг ускорить деятельность, тогда как в противном случае он бы ее замедлил. Кофеин на самом деле не придает людям энергию — он просто уменьшает их способность чувствовать усталость.
