Читать книгу "Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека - Элис Робертс"

После открытия акантостеги были обнаружены остатки и многих других ранних четвероногих и близких им видов, что дало нам возможность построить весьма ветвистое древо известных переходных видов, являющихся связующим звеном между водными и наземными организмами.

У нескольких видов ранних четвероногих имелось более чем пять пальцев на каждой конечности, однако позже, когда конечности стали выполнять опорную функцию при передвижении по суше, такого разнообразия уже не наблюдалось и число пальцев на ногах редуцировалось до пяти. Но до окончательного выхода на сушу самым ранним четвероногим, таким как акантостега, пришлось жить в весьма изменчивых условиях – от пресноводных озер до соленых лагун и лиманов. Сопоставляя то, что нам известно об анатомии этих животных, с реконструкцией условий их жизни, мы можем представить себе, как жили акантостеги. Представьте себе это древнее, похожее на тритона создание с уплощенной головой и восемью пальцами на каждой ноге. Оно обитает в теплых, мелких тропических болотах и пользуется конечностями для того, чтобы грести ими в воде, пробираясь сквозь густую водную растительность, как продирается тритон через заросли рдеста. Акантостега подкрадывается к более мелким животным, плавающим на поверхности, бросается на них из глубины, хватает их зубастой пастью и глотает. Акантостега прекрасно адаптирована к жизни в болотах, но ее недоразвитые конечности не смогут носить ее по земле, если животному вдруг вздумалось бы выйти на сушу. После смерти трупы некоторых из этих животных погружались в ил, формирующий дно тропических болот. Спустя приблизительно 365 миллионов лет эта грязь окаменела, превратившись в твердые осадочные породы Восточной Гренландии, и палеонтологам пришлось дробить скалы, чтобы извлечь сохранившиеся скелеты акантостег из их каменных могил.

Несмотря на очень дальнее родство между нами и акантостегами, тем более что это водное, в отличие от нас, животное, в его организме заметно еще одно важное изменение, помимо трансформации плавников в конечности. Превращение плавников в ноги потребовало изменения способа, каким эти плавники прикреплялись к скелету. Став передними конечностями, грудные плавники отделились от задней части черепа, где они крепятся к скелету у рыб. Наоборот, превратившись в задние конечности, тазовые плавники прочно прикрепились к позвоночнику. Раньше считалось, что у рыб – предков четвероногих животных – грудные плавники были мощнее тазовых, а изменение произошло во время появления амфибий, у которых задние конечности стали сильнее передних в результате их образа жизни. Однако обнаружение тазовых костей у ископаемой рыбы тиктаалик (Tiktaalik roseae) заставило усомниться в правильности гипотезы «переднего привода» или, по крайней мере, датировать это изменение периодом, имевшим место намного раньше появления четвероногих. Тазовый пояс тиктаалика имеет почти такие же размеры, что и плечевой пояс, а это значит, что тазовые плавники стали более мощными до того, как образовались конечности.

Большинство четвероногих в наше время пользуются «задним приводом». У людей конечности прикрепляются к скелету по той же схеме, что и у остальных четвероногих животных. Верхние конечности человека, гомологичные передним конечностям четвероногих животных, свободно прикрепляются к грудной клетке посредством плечевого пояса (состоящего из ключицы и лопатки). Напротив, нижние конечности, эквивалентные задним конечностям четвероногих животных, очень прочно прикрепляются к позвоночнику посредством тазового пояса.

Просто представьте себе, как соединены со скелетом верхние и нижние конечности, и сравните эти способы прикрепления. Лопатка свободно перемещается по поверхности заднего отдела грудной клетки, будучи прикрепленной к ней лишь мышцами и соединяясь с грудиной посредством тонкой ключицы. Приложите руку к противоположной лопатке. Вы при этом легко ощутите лопаточную ость. Теперь подвигайте свободной рукой – поднимите ее вверх, опустите вниз, отведите назад и вытяните вперед – и вы почувствуете, как лопатка движется относительно грудной клетки. Напротив, таз накрепко присоединен к нижнему отделу позвоночника – крестцу. Невозможно двигать тазом из стороны в сторону так, чтобы позвоночник оставался неподвижным. Простейший опыт – движения тазом из стороны в сторону с рукой, положенной на поясницу, – подтвердит это. Крестцово-подвздошные сочленения между верхними частями таза, называемыми подвздошными костями, и боковыми поверхностями крестца весьма обширны и укреплены мощными связками. Эти суставы должны быть мощными и крупными, потому что при стоянии и ходьбе на них ложится большая нагрузка, и еще большая при прыжках и беге. Эти суставы – место сочленения нижних конечностей с позвоночником. Суставы эти подвергаются значительным нагрузкам, потому что, перефразируя песню рок-группы R.E.M., «ноги даны, чтоб ходить по земле» (там, правда, не совсем так, но, в конце концов, эти ребята не сильны в анатомии).

От бедра до кончиков пальцев ног

Прежде чем начать бегать, надо научиться ходить

Человеческая стопа – это шедевр инженерной мысли и произведение искусства.

Леонардо да Винчи

Преимущество двух ног

Большинство наших сородичей тетраподов, будь то рептилии, амфибии или млекопитающие, остались верны исходному способу передвижения – хождению по суше на четырех конечностях. Однако отнюдь не все тетраподы являются четвероногими; существуют немногочисленные виды, представители которых передвигаются совершенно другими способами. Некоторые тетраподы покинули сушу, сделав выбор в пользу водного образа жизни. Киты, дельфины, морские свиньи являются тетраподами – таково их эволюционное происхождение, но они уже не относятся к сухопутным четвероногим животным. Другие тетраподы преодолели путы земного притяжения и поднялись в воздух, используя свои конечности для полета так же непринужденно, как рыбы используют плавники для передвижения в воде. Эти эфирные создания – потомки пресмыкающихся, а точнее, потомки динозавров. В самом деле, их следует считать динозаврами, ибо не все они вымерли 65 миллионов лет назад: некоторые из них выжили и продолжают жить вместе с нами – это одетые в перья крылатые динозавры, которые хорошо известны нам как птицы. (В следующий раз, когда вам случится оказаться рядом с птицами, будь то малиновка в саду, чайка на набережной или курица на ферме, загляните в их непроницаемые глаза. Так вот, вы видите перед собой потомка настоящего динозавра!) Другие тетраподы остались на суше, но полностью утратили конечности: у змей были четвероногие предки, как и у нас с вами. Есть и такие существа, которые начали ходить по земле на двух ногах. К таким тетраподам относятся птицы, которые складывают на спине свои оперенные передние конечности, когда у них возникает необходимость походить по земле. Есть и двуногие млекопитающие, включая кенгуру, кенгуру-валлаби, малого прыгуна, тушканчика и, конечно же, человека.

Если нам придется двумя словами охарактеризовать главные различия между нами и человекообразными обезьянами, то можно сказать, что мы отличаемся от обезьян мозгом и хождением на двух ногах. Увеличение размера головного мозга – это главная черта эволюции человека, но еще до того, как началось увеличение мозга, у наших предков появилась привычка постоянно ходить на двух ногах, и именно в этом заключается главная разница между нами и всеми прочими современными обезьянами. Очень важно подчеркнуть именно привычность хождения на двух нижних конечностях, так как все человекообразные обезьяны способны передвигаться на двух ногах, но такое передвижение не является для них таким же привычным, как для нас.