Итак, начнем: Симпсон и Раубенхаймер во время наблюдений за насекомыми сделали странное открытие. Я опишу обнаруженный принцип на примере поведения мормонского сверчка, которого подробно изучил исследователь Симпсон[22].
Мормонский сверчок – насекомое размером с большой палец, темно-коричневого цвета, которое, несмотря на свое название, на самом деле является саранчой. И, как любая саранча, мормонские сверчки весной миллионами скачут по земле (со скоростью от одного до двух километров в день), в данном случае по лугам на западе США. «Зачем, ради всего святого, животные делают это?» – спросил себя Симпсон.
Энтомолог догадался, что, скорее всего, насекомых заставляет перемещаться голод. Но здесь была одна странность: в отличие от другой саранчи, мормонские сверчки, проносясь через поля, никогда не оставляли после себя привычный объеденный подчистую ландшафт. «На самом деле зачастую даже бывает трудно сказать, побывала стая в какой-то определенной местности или нет», – озадаченно заметил Симпсон[23]. Эти насекомые прилетают, ползают в поисках пищи, но по какой-то загадочной причине оставляют траву, по которой ползают туда-сюда, нетронутой. Что все это значит? Что они ищут?
Симпсон присмотрелся получше и заметил, что сверчки по дороге все же что-то съедали, хотя и были очень избирательны. Например, вместо одуванчиков и листьев бобовых они предпочитали питаться падалью, пометом и, не в последнюю очередь, друг другом.
Каннибализм мормонских сверчков пользуется почти легендарной славой среди жителей штатов США, таких, как Юта и Айдахо, ведь он зарекомендовал себя там как извечная помеха движению автотранспорта: если оказавшегося на дороге сверчка вдруг раздавит машина, несколько его сочувствующих сородичей тут же бросаются к погибшему товарищу только лишь затем, чтобы самим впоследствии распластаться под колесами. Это, в свою очередь, привлекает следующую волну этих особей и т. д., результатом чего нередко становятся серьезные автокатастрофы.
Так у исследователя возникло одно подозрение. Чтобы его проверить, он провел эксперимент. Симпсон наполнил четыре небольшие чашки порошкообразной пищей, в состав которой входил либо белок (протеин), либо углеводы, либо смесь этих двух веществ. Последняя чашка была контрольной, в ней не было ни углеводов, ни протеинов, а только балластные вещества, витамины и соль. Ученый поставил чашки прямо посреди маршрута мормонских сверчков и стал пристально наблюдать, что же произойдет дальше.
Оказалось, что чистые углеводы насекомых не очень интересуют, хотя в естественных условиях входят в их рацион питания. Все они, напротив, предпочитали собираться вокруг чашки с углеводами, насыщенными протеином, а еще больше их привлекала чашка, наполненная высокопроцентным неразбавленным протеином. Проведя параллель с продуктами питания, можно сказать, что вместо жареного картофеля они набрасывались на стейк.
Рис. 1.1. Мормонские сверчки в поисках белка. Крайняя чашка слева (P: C) содержит 21 % протеина и 21 % углеводов (остальное – балластные вещества, витамины и соль). В чашке C только углеводы, P – только протеины (по 42 % в каждой), содержимое чашки O – только балластные вещества, витамины и соль[24].
Это подтвердило предположение Симпсона: мормонские сверчки были не просто голодны, им была присуща специфическая тяга к белку. А какой источник белка в стае саранчи самый вкусный? Правильно: сосед. Поэтому животные с удовольствием пожирали друг друга.
У энтомолога постепенно сложилась следующая картина: мормонские сверчки объединяются в большие группы, что дает им некоторую защиту от охотников (которые, в свою очередь, тоже не прочь полакомиться копошащимися протеиновыми батончиками). Со своей страстью к белку они скопом набрасываются на первые попавшиеся богатые его источники в их среде обитания, пока не уничтожат подчистую. Затем наступает черед отправляться на отчаянную охоту в поисках еще большего количества протеина. Двигаться вперед насекомых побуждает не только маячащий на горизонте заманчивый источник белка, но и жаждущий коллега-людоед, который дышит в затылок. Так или иначе, тяга к белку выступает в качестве двигателя массовой миграции.
С одной стороны, исследователь насекомых Симпсон обнаружил нечто в достаточной степени причудливое, если не сказать жутковатое. С другой стороны, оказалось, что мормонский сверчок не так уж и экзотичен, как может показаться на первый взгляд, по крайней мере, не настолько, как их аппетит к белку, отличающийся исключительной стойкостью. Если заняться изучением этого вопроса более углубленно, можно заметить, что многие животные действуют подобным образом. Короче говоря, здесь уместно говорить о практически универсальном белковом эффекте, присущем различным видам. Этот эффект можно описать следующим образом: животное целенаправленно ищет энергию, то есть чистые калории. Чувство голода и поиски пищи будут продолжаться до тех пор, пока конкретная потребность в белке не будет удовлетворена.
В нашем рационе присутствуют три вещества, обеспечивающие энергией или калориями: углеводы, жиры и белки (на самом деле к ним стоит отнести еще и алкоголь, который также заряжает энергией; а вот другие жизненно важные вещества, такие, как вода, соль или витамины, не содержат калории, которые можно было бы сжигать). Поставщиками энергии служат прежде всего углеводы, а также многие жиры. (Позже мы увидим, что с некоторыми жирами дело обстоит немного сложнее.)
Голодные животные ищут энергию, то есть чистые калории. Поиски будут продолжаться, пока не будет удовлетворена потребность в белке.
Белки же, напротив, являют собой особый случай, достойный отдельного рассмотрения. Протеины, хоть и считаются источниками энергии, нужны в первую очередь для формирования структур тела – от мышечной ткани до иммунной системы. Это объясняет одну сторону белкового эффекта: настойчивое стремление заполучить этот особый строительный материал (тот, кто на длительный срок отказывается от белков, просто-напросто умирает). Приведу образное сравнение: при строительстве дома, разумеется, необходима энергия для работы механизмов, то есть электричество. В принципе, вы могли бы сжечь деревянные балки, предназначенные для крыши или паркета, и использовать тепло в качестве источника энергии, что было бы не очень экономно, потому что эти материалы пригодятся в качестве элементов конструкции строящегося дома. Протеины служат такими структурными элементами для организма. Без этого фундаментального материала не получится ни создать, ни поддерживать в рабочем состоянии ни одно тело (в этой упрощенной картине углеводы и жиры будут больше похожи на два взаимозаменяемых источника энергии). Таким образом, важно получать хотя бы какой-то минимум белка. И это одна сторона.
Неужели людям, как и животным, присуща специфическая тяга к белку, которая определяет наш голод и, следовательно, пищевое поведение?
Но есть и другая сторона. У белков существует обратная зависимость, что придает им особый статус: когда животное удовлетворяет потребность в белке, оно, как правило, заканчивает есть, что гораздо реже происходит в случае с углеводами и жирами. Так что объесться углеводами и жирами намного проще. Еще одно образное сравнение: как только в вашем распоряжении оказывается достаточное количество строительного материала, пора прекращать захламление строительной площадки еще большим его количеством. Электричества же, напротив, практически никогда не бывает достаточно.
С точки зрения обмена веществ это связано с тем, что организм не умеет сохранять лишний белок так же эффективно, как жиры и углеводы. Углеводы и жиры могут откладываться в организме в особой форме и в таком виде хранятся. Эти формы хранения называются «гликоген» (сохраненные углеводы) или «триглицериды» (сохраненные жиры). Вообще, наши мышцы можно было бы охарактеризовать как форму хранения белка, но, как известно, сердечная мышца не дожидается «сожжения», чтобы обеспечить нас энергией, даже если это происходит в случае опасности, то есть во время голодания. Однако в нормальных условиях тело не собирается «сжигать» свои драгоценные мышцы. Лучше использовать в качестве энергетического ресурса запасы жиров и углеводов.
Подытожу в двух словах: у многих животных потребление белка жестко регулируется. Они не хотят потреблять слишком большое или слишком малое количество белка. Два других основных источника энергии – углеводы и жиры – для контроля их пищевого поведения и голода являются второстепенными. Конечно, они играют определенную роль, но подчиняются протеиновому принципу – белковому эффекту, который, по-видимому, охватывает большую часть царства животных: он наблюдается у мышей и крыс, а также у пауков, рыб, птиц, свиней и даже у обезьян, таких, как павианы и орангутаны. И кто знает, быть может, он лишает покоя и человеческих приматов? Неужели людям тоже присуща специфическая тяга к белку, которая определяет наш голод и, следовательно, пищевое поведение?
На тот момент, когда перед Симпсоном и Раубенхаймером встал этот вопрос, они уже некоторое время находились в Оксфордском университете в Англии. Однажды группа исследователей повстречала смекалистую студентку-зоолога по имени Рейчел Батли (Rachel Batley). И, по счастливой случайности, у родителей Батли оказалось идеальное средство, чтобы изучить проблему белкового эффекта у вида homo sapiens: шале в Швейцарских Альпах.
Как только белковый голод удовлетворен, мы прекращаем есть
Шведский стол в шале включал в себя все, чего бы ни пожелал голодный желудок, по крайней мере, в первые два дня. На завтрак подавали мюсли и багеты, а также круассаны, ветчину, дыни, сливы и многие другие фрукты. Обеденное меню предлагало разнообразие продуктов: от хлеба с сыром камамбер до тунца, салатов и йогурта. За ужином тоже было всего предостаточно: гости могли выбирать между рыбой, курицей, кускусом, картофелем и фасолью, совершенно бесплатно можно было поесть свинины, риса и овощей, а в качестве десерта для гостей, помимо всего прочего, приготовили аппетитные миндальные пирожные. Рейчел Батли просто должна была предварительно взвешивать порции и закуски, которые они собирались съесть, обмениваться едой друг с другом запрещалось. Таким образом, Батли могла точно установить, кто что съел и в каком количестве.