Построить человека можно из 59 химических элементов. Шесть из них – углерод, кислород, водород, азот, кальций и фосфор – составляют 99,1 % человеческого организма. Остальные необходимые элементы нужны нам в небольших количествах. Например, нам не обойтись без 20 атомов кобальта и 30 атомов хрома на примерно каждый миллион атомов всего остального. Если взять любую клетку человеческого тела, то окажется, что она содержит, среди прочего, не менее миллиона атомов селена. До недавнего времени ученые не имели понятия, зачем он нам нужен. Теперь мы знаем, что селен производит два жизненно важных энзима, нехватка которых вызывает повышенное давление, артрит, анемию и некоторые виды рака. Однако если селена окажется в организме больше, чем нужно, он может повредить печень.
Самое поразительное в человеке – то, что он состоит из множества инертных и безмозглых компонентов, которые чудесным образом складываются в бесчисленные системы и структуры, вместе производящие уникальное состояние под названием жизнь.
Наука по сей день затрудняется сказать, где именно начинается жизнь. Все согласны, что базовый элемент всего живого – клетка. Клетка заполнена рибосомами, ДНК, РНК, митохондриями, по отдельности они неживые, однако все вместе порождают жизнь. Сердце клетки – ее ядро, в котором находится ДНК. ДНК представляет собой инструкцию по строительству отдельного человека. Цепочка ДНК разделена на хромосомы и гены. Молекула ДНК невероятно устойчива, и ее можно будет отыскать и идентифицировать спустя тысячу лет.
Гены обеспечивают образование протеинов в нашем организме. Одни протеины ускоряют химические реакции и называются энзимами. Другие перемещают химические элементы и называются гормонами. Третьи атакуют патогены и называются антителами. Никто точно не знает, сколько типов протеинов существует в нашем теле. Предполагается, что их может быть от нескольких сотен тысяч до миллиона или больше.
Парадокс генетики состоит в том, что 99,9 % ДНК всех людей идентичны, однако на свете нет двух одинаковых людей. Можно найти от 3 до 4 млн отличий ДНК одного человека от ДНК другого, что составляет крошечную часть от целого, но этого достаточно, чтобы эти два человека были абсолютно не похожи друг на друга.
Наше тело часто сравнивают с механизмом, но оно несравненно лучше. Оно работает 24 часа в сутки в течение многих десятилетий, не требует регулярного ремонта или замены запчастей, функционирует на воде и нескольких органических элементах; оно мягкое и симпатичное, подвижное и гибкое, с удовольствием размножается, умеет шутить и сочувствовать. Какая машина способна на все это?!
В нашем теле дружно сотрудничают примерно 37,2 трлн клеток. Согласно Международной статистической классификации заболеваний и проблем со здоровьем, составленной Всемирной организацией здравоохранения, существует около 8 тысяч причин, из-за которых мы можем умереть. Однако благодаря защитным функциям нашего тела большинство из нас успешно избегает этой участи.
Ни одна другая часть тела не оказывалась объектом такого количества ошибочных теорий и не сопротивлялась так упорно научному познанию, как голова. Например, псевдонаука френология пыталась определять умственные способности и черты характера по особенностям строения черепа, а итальянский психиатр Чезаре Ломброзо развил теорию криминальной антропологии, в силу которой о криминальных наклонностях человека нужно было судить, например, по сильной покатости его лба или остроконечной форме ушей.
Самым уважаемым знатоком человеческого черепа в XIX веке считался английский врач Барнард Дэвис. Он опубликовал несколько монографий о строении черепа и прославился настолько, что люди со всего света завещали ему для исследования свои черепа после смерти. Его коллекция насчитывала 1540 черепов. Главной целью исследований Дэвиса было доказать, что интеллект и моральные достоинства человека напрямую зависели от его расы и классового происхождения.
Первым, кто перевел изучение головы на научные рельсы, был Чарлз Дарвин. Исследуя многообразие эмоций, отражаемых на лице человека, Дарвин пришел к выводу, что все люди, независимо от их расы, имеют общее происхождение. В 1872 году это была революционная идея.
Голова – это средоточие чувств: вкуса, обоняния, зрения и слуха. Строение глаза представляет собой безусловное чудо. Размер глазного яблока в шесть раз превышает размер глаза, который мы видим в глазнице. Глаз состоит из многих элементов, которые, по сути, представляют собой фотокамеру. Хрусталик и роговица «схватывают» изображение и проецируют его на сетчатку, где фоторецепторы конвертируют его в электрические сигналы, которые по зрительному нерву поступают в мозг. Часть глаза, где находится самое большое число фоторецепторов, то есть именно та часть, которая, собственно, видит, называется фовеа, и большинство из нас о ней никогда не слышали.
Чтобы наш глаз бесперебойно работал, мы постоянно орошаем его слезами. Слезы помогают движению век, сглаживают крошечные неровности на поверхности глазного яблока (и наше зрение остается сфокусированным) и защищают глаз от микробов. Мы производим примерно 150–250 граммов слез в день. Слезы бывают трех типов – базальные (те, что служат смазкой для глаза), рефлексивные (от лука или дыма) и эмоциональные. Слезы от избытка эмоций представляют собой одну из тайн природы. С эволюционной точки зрения слезы от горя, радости или гордости не приносят нам никакой физиологической пользы.
Если зрение и слух – постоянные объекты научных исследований, то о чувстве обоняния мы знаем гораздо меньше. Когда мы принюхиваемся, молекулы из воздуха поступают в носовой проход и вступают в контакт с нервными клетками, содержащими 350–400 рецепторов запаха. Когда определенная молекула активирует соответствующий рецептор, мозг получает сигнал, интерпретируемый как запах. Долгое время считалось, что человек может различить примерно 10 тысяч запахов. Сейчас среди ученых есть мнение, что количество запахов можно увеличить до триллиона.
Любопытно, что обоняние – единственное из пяти базовых чувств, которое не опосредуется гипоталамусом; информация поступает напрямую в обонятельную кору мозга, расположенную рядом с гиппокампом, где, в частности, происходит формирование памяти. Поэтому, как полагают некоторые нейробиологи, запахи могут вызывать очень сильные воспоминания. Обоняние невероятно индивидуально. Хотя у каждого человека одинаковое количество обонятельных рецепторов, только половина из них присуща нам всем. Поэтому для каждого из нас мир пахнет по-разному.
