Со времени дарвинистских предположений Альфреда Рассела Уоллеса изучение окраски яиц проделало долгий путь. Как и многие другие области биологии, эти исследования ускорились благодаря появлению различных технологических новшеств. В последние десятилетия исследователям принесли немалую пользу цифровые камеры, которые позволяют измерять и количественно определять окраску относительно легче и точнее, чем это делалось раньше. Кроме того, мы стали гораздо лучше понимать, как птицы видят мир, в том числе свои яйца, и узнали, что они способны видеть ультрафиолетовую часть спектра и различать больше цветов, чем мы. Все это способствовало прогрессу, который некоторые ведущие исследователи в данной области назвали «Возрождением в изучении пигментации яичной скорлупы». Помимо того, что мы получили немало ответов на ряд важных вопросов, эти исследования улучшили наше понимание необычайного разнообразия окрасок и узоров яичной скорлупы, созданных, по сути, при участии всего лишь двух пигментов. Наконец, как и всякое заметное движение вперед, это «возрождение» поставило перед нами множество новых вопросов
{178}.
Дальше мы переходим от красочной наружности яиц к их бесцветному внутреннему наполнению, а именно – к белку.
6
Много шума вокруг белка. Война с микробами
Количество белка и консистенция его в яйцах птиц различна… к моменту выхода птенца из яйца [он] бывает, в противоположность желтку, полностью израсходован.
О. Хейнрот, «Из жизни птиц»
В отношении белка бытует мнение о его «несущественности». По ряду причин он выглядит самой неприметной частью птичьего яйца. Во-первых, он бесцветен, вопреки тому обстоятельству, что его название
[35] происходит от слова albus, означающего «белый». Но он становится таким лишь после денатурирования в результате кулинарной обработки. Во-вторых, белок выглядит бесструктурным: расплывчатый сгусток похожего на слизь вещества. В-третьих, белок – на 90 % вода, о чем мне сказали еще в детстве, сразу укрепив представление о его незначительности: если это большей частью вода, стоит ли ожидать от него слишком многого?
Но на самом деле белок – далеко не самая бесполезная часть яйца. Это абсолютно уникальное вещество, полное загадок. Его роль в развивающемся яйце жизненно важна: он снабжает растущий эмбрион водой и белками, но одновременно служит ему подушкой безопасности от физических повреждений, когда яйцо переворачивается или перекатывается внутри гнезда. И что еще важнее, белок выстраивает сложный биохимический заслон на пути микробов, которые, получив самый незначительный шанс, поглотили бы развивающегося зародыша.
В этой главе рассматривается замечательная последовательность барьеров, сформировавшихся в ходе эволюции для защиты птичьих яиц от вторжения микробов. Самым важным из этих барьеров является белок. Поскольку над выполнением этой задачи совместно работают несколько различных механизмов, нам придется порой возвращаться к уже сказанному, так что будьте к этому готовы.
Для начала давайте познакомимся с тем, как и где образуется белок. Для древнегреческих мыслителей вроде Аристотеля и для ученых начала эпохи Возрождения, таких как Фабриций и Уильям Гарвей, было загадкой, почему яйцо образовано из двух сильно различающихся частей – белка и желтка. Если развивающемуся эмбриону было нужно питание, почему недостаточно всего одного вещества? И что еще загадочнее, откуда появляется белок? Сказанное Аристотелем начинается с того, что он развенчивает поверья, согласно которым эти две составляющие происходят из двух разных источников: желток от самки, а белок от самца. Он утверждает, напротив, что оба они рождаются от самки, и предполагает, хотя иносказательно, что белок вырабатывается самим желтком
{179}. Примерно 2000 лет спустя Фабриций дал гораздо более точное описание:
Пока желток медленно катится вниз внутри… матки, он постепенно собирает часть белка, который там выделился и подготовлен, чтобы отложиться вокруг желтка, а потом, преодолев все трудности, желток вместе с белком яйца, окружающим его, в конце концов, оборачивается пленками и обретает скорлупу
{180}.
В ответ Гарвей сделал весьма неожиданный вывод: «Наученный опытом, я больше склоняюсь к мнению Аристотеля»
{181}. Мне совершенно непонятно, чем вызвано это заключение. Гарвей критиковал Фабриция за следующее его высказывание:
Белок, если он отделен от желтка, приносит иного рода пользу, а именно то, что плод может плавать в нем и тем самым поддерживаться, чтобы не погрузиться вниз под собственным весом… И этому способствуют вязкость и прозрачность белка. Поскольку, если бы плод остался в желтке, он легко погрузился бы в его глубины и даже разорвал бы желток
{182}.
Это совсем не нравилось Гарвею, который возразил так: «Все совершенно никуда не годится! Потому что, во имя всего святого, какое отношение имеет прозрачность белка к поддержанию плода? Или как может более жидкий белок легче поддерживать его, чем желток, который и гуще, и плотнее?» Он добавил, что плод «плавает не в толще белка или в желтке, а в жидкости, которую я назвал “колликвамент” [жидкость под тем местом, где начинает развиваться эмбрион, технически – под бластодермой
[36] ]»
{183}.
Открытие, установившее, что белок образуется в том участке яйцевода, который именуется его белковой частью, состоялось в середине XIX в., когда зоологи начали детально исследовать органический мир при помощи быстро улучшавшихся микроскопов
{184}. Посмотрим теперь, из чего же состоит белок.
