Странная наука – 2024

Немузыкальный Бетховен, летающие бегемоты, обезьяньи поцелуи, и ещё три исследования из прошлого года, о которых мы не знаем, что и думать.

В генах Бетховена нашли мало музыки

(Иллюстрация: Max Planck Institute for Empirical Aesthetics/ F. Bernoully)

Из апрельской статьи в Current Biology мы узнали, что в ДНК композитора Бетховена не нашлось выдающихся музыкальных способностей. Правда, нужно сразу уточнить, что речь шла не о музыкальных способностях вообще, а о тех, которые связаны с ритмом.

Есть исследования, которые говорят о том, что музыкальные способности в какой-то мере наследуются. «Какая-то мера» составляет 42%, а остальные проценты способностей (или отсутствие таковых) дают внегенетические факторы. Сама музыкальность в таких исследованиях фигурирует не как единое монолитное свойство – в ней можно выделить разные составляющие, в том числе имеющие отношение к чувству ритма. Вот для ритмической составляющей наследуемость как раз считается достаточно характерной. Генетической информации сейчас накоплено много, причём ей сопутствуют медицинские и психологические данные. То есть мы не просто знаем, какая у человека ДНК, мы также знаем, есть ли у него вредные привычки или, например хорошая ли у него память на числа или иностранные слова, и т. д. Статистические инструменты на большом количестве материала позволяют найти соответствие между генетическими особенностями и теми или иными признаками. Более того, статистические инструменты позволяют понять, действительно ли эти признаки наследуются. Если признак в какой-то мере наследуется, его распределение в популяции будет подчиняться определённым закономерностям.

Есть признаки, которые зависят от одного-двух-трёх генов, или, лучше сказать, участков ДНК – потому что всё дело может быть в регуляторных последовательностях, которые сами ничего не кодируют, но влияют на активность других геномных зон. И есть признаки, которые зависят от многих генов; всё-таки гены работают не в вакууме и в той или иной степени влияют друг на друга. Признакам, которые относятся к сфере нейробиологии и психологии, полигенность особенно свойственна. Те сорок два процента музыкальности, о которых говорилось выше, тоже высчитывали полигенным анализом. Но тут возникает естественный вопрос, можно ли полигенными методами предсказать будущее человека. Понятно, что зарыть свой талант в землю волен всякий, но если полигенный анализ указывает на отсутствие художественных или музыкальных способностей, то вряд ли от человека стоит ждать мало-мальски интересных рисунков или фортепианной игры – во всяком случае, если мы убеждены в «генетичности» этих признаков.

Полигенное предсказание музыкальных способностей решили проверить на Бетховене, но всё пошло куда-то не туда. Нет, можно исходить из того, что современная наука достигла наивысшей ступени развития, и если генетика сказала, что у Бетховена было плохо с чувством ритма, значит, так оно и есть. Но если оставаться в границах вменяемости, то нужно просто ещё раз вспомнить, что музыкальные способности в данном случае были сведены к некоторому «ритмическому» признаку, и вряд ли одного этого признака достаточно для умения играть на музыкальных инструментах и писать музыку; что наследуемость музыкальных способностей по нынешним данным составляет только около 42%; что влияние генов чрезвычайно опосредовано и зависит от среды, в которой человек живёт с детства. У кого-то музыкальные способности ограничиваются пением чужих песен у костра под гитару, кто-то записывает поп-альбомы, кто-то начинает заниматься авангардной музыкой – и всё это может происходить с одними и теми же «генами музыкальности». Если что и думать про подобные исследования, то только то, что они нужны пока лишь как иллюстрация ненадёжности имеющихся методов предсказаний по генам – по крайней мере, в отношении некоторых признаков.

Летающие бегемоты

(Фото: Stuart Orford / Flickr.com)

Почти сто пятьдесят лет прошло с тех пор, как художник и фотограф Эдвард Мейбридж с помощью сложной фотосъёмки доказал, что галопирующая лошадь время от времени летит по воздуху. Или, иными словами, у лошади на бегу постоянно повторяется момент, когда ни одна нога не касается земли. То же самое, оказывается, происходит и с бегемотами. Сотрудники Королевского ветеринарного колледжа рассматривали видео с двумя бегающими бегемотами (обыкновенными бегемотами, добавим ради точности), сделанное в одном из английских зоопарков; к этим двум видео добавили ещё тридцать YouTube-роликов. И оказалось, что бегемоты на бегу регулярно остаются в воздухе – на 0,3 секунды. Причём в этот момент они идут рысью, то есть поочерёдно переставляют пары ног, расположенные по диагонали. Все остальные четвероногие бегуны отрываются от земли только в галопе. Однако бегемоты бегать галопом не умеют, и вообще они другого аллюра, кроме рыси, не знают, даже когда переходят на максимальную для себя скорость в 25 км/ч. Кстати, в воздух на те самые 0,3 секунды они поднимаются именно на максимальных скоростях, да и то не всегда, а лишь в 15% случаев. Исключительная любовь к рыси, возможно, обусловлена у бегемотов телосложением и сопутствующими особенностями биомеханики.

Обезьяньи поцелуи

Адриано Ламейра (Adriano R. Lameira) из Уорикского университета задумался о том, откуда у людей возник обычай целоваться – и пришёл к выводу, что поцелуй мог возникнуть как элемент взаимного груминга, то есть ухаживания за шерстью и кожей друг друга. Груминг – это не просто гигиеническая процедура, но и способ общения, способ укрепления социальных связей и улаживания конфликтов; обезьяны тратят на него массу времени. Если шерсть удобнее всего всё-таки перебирать пальцами, то поцелуем легко снять с голой кожи паразитов или мелкий сор. Из нынешних зверей нечто походе на поцелуи можно увидеть у обыкновенных шимпанзе и бонобо. Можно представить, как наши с шимпанзе обезьяноподобные предки постепенно теряли шерсть, и вдумчивый, продолжительный груминг стал терять свой гигиенический смысл. Поцелуй же остался как знак расположения: мы не можем в виде услуги перебирать другу шерсть, но можем поцеловаться. Получается тогда, что древнейшая форма поцелуя – поцелуй приветственный.

(Фото: Ryan Summers / Flickr.com)

Правда, всё это пока только гипотеза, которую предстоит очень тщательно проверять. Во-первых, нужно больше узнать про поцелуи шимпанзе – известно, что они таким образом выказывают расположение друг к другу, но выказывать расположение можно разными способами в разных контекстах. И ещё нужно больше наблюдений за их грумингом: если верно предположение, что поцелуй помогает чистить голую или хотя бы не очень сильно оволоснённую кожу, то поцелуи должны чаще иметь место в тех популяциях, где у обезьян шерсть пожиже. Если говорить о людях, то тут могли бы пригодиться сведения о поцелуях у разных народов – у кого какую роль они выполняют. Известно, например, что есть культуры, в которых не практикуют романтические поцелуи, и есть культуры, в которых поцелуи отвергают в принципе. Так что ещё вопрос, действительно ли люди унаследовали поцелуи от обезьян, а не придумали целоваться уже в исторические времена.

Грифоны произошли не от динозавров

Другой непростой эволюционный вопрос касается происхождения грифонов. То есть в биологическом смысле они произойти ни от кого не могли, они всё-таки сказочные существа. Но в культурно-социальном смысле какое-то происхождение у них должно быть: как-то же люди придумали этих волшебных крылатых тварей с телом льва и головой орла. В начале 90-х годов прошлого века появилась гипотеза, что культурными «предками» грифонов были остатки динозавров, причём конкретных динозавров – протоцератопсов. Они были небольшими, около двух метров, ходили на четырёх лапах, у них был довольно заметный клюв, а череп был снабжён обширным костным «воротником», который, при определённой живости воображения, можно уподобить крыльям. Кости протоцератопсов обнажались из горных пород из-за выветривания, и их могли видеть, например, искатели золота, бродившие по Центральной Азии. (Первые «грифонообразные» появляются в изобразительном искусстве в четвёртом тысячелетии до нашей эры, в Египте и на Ближнем Востоке, постепенно распространяясь на запад.)

(Иллюстрация: V_M / Pixabay.com)

Гипотеза «динозавровых» грифонов приобрела большую популярность – и напрасно, как полагают сотрудники Портсмутского университета. В прошлом году они опубликовали в Interdisciplinary Science Reviews статью, в которой заново сопоставили сведения о том, где находили остатки протоцератопсов, с историческими и археологическими данными. Во-первых, рядом с протоцератопсами не обнаруживается никаких золотых месторождений. Если какой-то золотоискатель захотел бы увидеть кости протоцератопса, ему пришлось бы отойти от золота на несколько сотен километров.

Допустим, что какой-то золотоискатель забрёл всё-таки туда, где были протоцератопсы. Чтобы динозавровый скелет можно было в воображении довести до грифона, этот скелет должен предстать перед нами хотя бы наполовину, и должен быть по возможности целым. То есть желательно, чтобы динозавр умер недавно, а не десятки миллионов лет назад. Выветривание может вывести на белый свет какую-то часть скелета, но не нужно его переоценивать: непрофессиональный взгляд не увидит в этой части скелета ничего необычного, здесь нужно чутьё настоящего палеонтолога, чтобы понять, что часть указывает на нечто целое. И потом это целое нужно ещё бережно раскопать, высвободить от окружающей породы – современная наука использует тут целый арсенал инструментов и методов. Иными словами, вряд ли золотоискателям далёкого прошлого попадались остатки протоцератопсов в том виде, который мог бы сподвигнуть на фантазии о грифонах. Наконец, распространение протоцератопсов не совпадает с распространением грифонов в культуре. И в древней литературе нет никаких более-менее надёжных свидетельств, которые позволили бы связать грифона с динозавровыми окаменелостями.

Реконструкция внешнего вида одного из протоцератопсов. (Иллюстрация: PaleoNeolitic / Wikipedia)

Есть более традиционное представление, что грифоны возникли просто при смешении хищных птиц и больших кошек: и тех, и других люди издавна видели живьём, ну, а в возможностях человеческого воображении комбинировать самые разные образы сомневаться не приходится. Кошачье-птичья версия происхождения грифонов кажется более правдоподобной, чем динозавровая.

Мозги ледникового периода

История палеонтологии и археологии знает более 4400 случаев, когда из-под земли доставали достаточно древний и притом хорошо сохранившийся человеческий мозг. Это тем более удивительно, если учесть, что мозг после смерти исчезает едва ли не первым из всех органов. И всякий раз, когда в научной литературе описывают хорошо сохранившийся мозг, обязательно говорят об уникальности и исключительной редкости находки. Тем не менее, вот – более 4400 мозгов, самые молодые из которых относятся к XVII в., а возраст самых старых составляет около 12 тыс. лет, то есть их владельцы бродили по свету, когда в Европе заканчивалась последняя ледниковая эпоха. У таких мозгов бывает странный цвет, коричневый, оранжевый или жёлтый, они сильно уменьшены по сравнению с тем, какими они должны были быть при жизни, однако они более или менее сохраняют свою форму, на них остаются извилины, из них вполне можно попытаться выделить ДНК.

Мозг возрастом около тысячи лет, извлечённый из останков с церковного кладбища в Ипре, Бельгия. (Фото: Alexandra Morton-Hayward, University of Oxford)

Возникает вопрос, как так получается. Очевидные ответы – низкое содержание кислорода, низкая температура, сильная дегидратация, в общем, всё, что может замедлить процессы разложения. В болотах с кислой средой происходит дубление мягких тканей, способствующее их сохранности. Ещё при определённых условиях происходит омыление липидов с образованием так называемого жировоска, что опять же защищает от бесследного распада те части тела и органы, в которых много жира (к их числу относится и мозг). Однако во всех подобных случаях сохраняется не только мозг, но и другие ткани. Между тем исследователи из Оксфордского университета, которые как раз и посчитали ископаемые мозги, пишут в своей мартовской статье в Proceedings of the Royal Society B, что есть довольно много примеров (более 1300), когда мозг остался, а всё остальное – нет. К таким, кстати, относятся самые старые из описанных мозгов, мозги конца ледникового периода. Очевидно, в самой ткани мозга есть нечто уникальное, что помогает ему пройти сквозь века – при определённых условиях, конечно же. Возможно, разгадка кроется в некоторых липидах, которые синтезируются только в мозге и больше нигде, и в некоторых серосодержащих белках, которые мозг активно использует; возможно, что тут участвуют некоторые химические элементы, вроде железа или меди. Но пока это всё догадки, которые надо проверять.

Знают ли котики, что они жидкие?

В том, что кошки жидкие, может убедиться всякий – есть масса фото и видео, на которых кошки просачиваются сквозь чрезвычайно узкие дыры, пролезают в чрезвычайно узкие щели, ухитряются улечься в чрезвычайно узких горшках и вазах. Те, у кого есть собственный котик, могут увидеть всё это вживую... Шутки шутками, а десять лет назад физик Марк-Антуан Фарден из Лаборатории статистической физики в Лионе даже опубликовал статью о текучести кошек.

(Фото: goodlynx / Pixabay.com)

В прошлом году в iScience вышла статья, в которой та же проблема рассматривается под иным углом – понимают ли сами котики, что они жидкие? На самом деле, не совсем так: в исследовании речь идёт о том, как кошки соотносят собственное тело с отверстиями, сквозь которые им нужно пролезть. Задача эта с когнитивной точки зрения не такая уж простая: нужно чувствовать собственные три измерения, сравнивая их с тем, что ты видишь перед собой. Мы не всегда отдаём себе отчёт в таких умственных процедурах, хотя мгновенно понимаем, видя перед собой слишком низкую дверь, что нужно пригнуться, чтобы не расшибить лоб.

Несколько лет назад те же исследователи ставили эксперименты с собаками, которых от хозяев отделяла перегородка с дырой – хозяева звали собак, и те должны были протиснуться сквозь отверстие. Но дыры были разные, и собаки либо сразу, либо после непродолжительных колебаний понимали, что если отверстие в ширину такое же, как твоя грудь, или в высоту ниже тебя в холке в два раза, то ты в него не пролезешь. Такой же эксперимент поставили с котиками (к котикам пришлось прийти домой – те, кто их изучает, знают, что уговорить их делать что-то в незнакомой лаборатории очень сложно). Хозяева приманивали их игрушками или угощением, а котики должны были пройти через отверстие, которое раз за разом делали меньше либо в высоту, либо в ширину.

Когда отверстие становилось меньше в высоту, кошки испытывали сомнения в том, стоит ли в него лезть. Но всё-таки лезли – даже тогда, когда дыра становилась вполовину ниже их роста в холке. Собаки, как было сказано выше, тоже сомневались в таких случаях, но, поколебавшись, они приходили к выводу, что и пытаться не стоит. Если же отверстие делали уже, по высоте оставляя постоянным, то тут котики даже не сомневались, а просто сходу пытались протиснуться, и смело втыкались в щель, даже если она в ширину была вдвое меньше, чем котик.

В общем, кошки в некоторых случаях предвидят, что у них могут быть проблемы с тем, чтобы пролезть в дыру, но от попыток пролезть их это не останавливает. Однако не всякая попытка заканчивается успехом. То есть котики не столько знают, что они жидкие, сколько уверены в этом – но опять же не жидкие вообще, а только в определённом измерении. Анатомически собаки и кошки отличаются, и кошки действительно более гибкие, и, вероятно, понимание каких-то особенностей собственной анатомии побуждает их смело втискиваться в щели и ёмкости, которые недоступны менее гибким собакам.