Евстеноптерон, древняя костная рыба

Простой по строению и функциям позвоночник древней рыбы развился у человека в сложную опору для тела и головы и делает возможными различные движения. Евстеноптерон, древняя костная рыба, 375 млн. лет тому назад обходился недифференцированным позвоночником. Одинаковой формы позвонки, соединенные с короткими ребрами, обеспечивали опору плавательным мышцам. Одинаковые ребра (черный цвет) евстеноптерона допускали только волнообразные движения по длине тела. Амфибия ихтиостега нуждалась в более крепком позвоночнике, чем евстеноптерон, поскольку на суше вода уже не поддерживала тела. И позвонки у нее заметно толще и шире. Большие ребра ихтиостеги, возможно, служили опорой не только ее туловищу, но и голове.

[smszamok]

Позвонки млекопитающеподобной рептилии тринаксодона соединены еще более плотно, чем у ихтиостеги, и дифференцированы по форме и размерам: они крупнее возле конечностей н мельче в более легком хвосте. Шейные ребра тринаксодона уменьшились, и двигать головой ему было гораздо легче, чем ихтиостеге. Современная тупайя, похожая на вымерших древних млекопитающих, лазает по деревьям и ходит по земле, сгибая и выпрямляя позвоночник. Ее позвонки приспособлены для обоих типов движения. Шея тупайи стала такой гибкой отчасти из-за уменьшения шейных ребер, от которых остались только бугорки.

Этот процесс не только обходится организму очень дорого, но и чреват большими опасностями. Например, рак, сбросив с наступлением линьки карапакс, оказывается совершенно беззащитным и вынужден прятаться под камнями или в водорослях, пока его новая оболочка не затвердеет. Именно по этой причине ракообразные да и большинство других членистоногих невелики: большой рост потребовал бы и большего числа линек. Многие насекомые вообще не сбрасывают свои внешние скелеты — после стадии куколки, когда у них совсем нет скелета, они перестают расти. Именно внутренний скелет позволяет позвоночным Достигать огромных размеров, оставаясь при этом подвижными и ловкими. Им не приходится переживать опасные периоды линьки. Кости внутри их тела не сбрасываются периодически, а растут вместе с прочими его частями. Первым животным с таким выгодным строением тела было, по всей вероятности, древнее рыбоподобное существо, напоминающее современного ланцетника, обитателя теплых морских мелководий, который похож на крохотного прозрачного пескарика. Но строение его много примитивнее, чем у пескаря. У него не г ни челюстей, ни зубов, ни парных плавников, ни костей.

Образ жизни вялого ланцетника нетипичен для активных подвижных позвоночных. Однако его внутреннее строение обладает чертами, сыгравшими в свое время огромную роль в эволюции. Например, вдоль его спины тянется пучок нервных волокон, соответствующих человеческому спинному мозгу. Он слегка расширяется у переднего конца — это уже зачаток головного мозга. Под пучком проходит нечто вроде упругого, стержня в волокнистом чехле, так называемая хорда, которая позволяет телу ланцетника изгибаться, но препятствует продольному сжатию. Именно вокруг хорды миллионы лет тому назад возник позвоночник.

Человек обязан рыбам не только позвоночником, но и другими тесно соседствующими с ним костями, которые кажутся его продолжением. Это челюсти, зубы и череп. На самом же деле все они развились не из внутренних костей какого-то древнего существа, а — по странной прихоти эволюции — из внешнего покрова древней рыбы.

Первым, вероятно, появился череп. У человека, как и у всех высших животных, череп представляет собой крепкий костяной футляр, сидящий на конце позвоночника так, словно развился из него. Однако вначале некоторые его кости были пластинками панциря, защищавшего примитивный мозг Древних рыб вроде акантодов. У древнейших рыб эти пластинки покрылись Кожей И образовали внутреннюю структуру головы.

В процессе эволюции хорда животных, предположительно похожих на ланцетника, покрылась соединенными между собой костяными сегментами, которые укрепили ее, а затем и заменили. Первоначально этот более сложный аппарат обеспечивал рыбе возможность лучше плавать. Рыбы плавают С помощью крупных мышц, расположенных по бокам их тела. Поочередно сокращаясь, эти мышцы придают телу волнообразное движение, которое в сочетании с колебаниями хвостового плавника проталкивает рыбу сквозь воду вперед. Позвоночник служит опорой для плавательных мышц, и благодаря ему рыба способна изгибать свое тело волнами, не сжимая его и не деформируя, что сильно мешало бы ей плыть. Благодаря позвоночнику рыбы стали плавать гораздо лучше, и это позволило им в конечном счете стать хозяевами океана.

В силурийском периоде, когда численность рыб заметно возросла, они жили, по-видимому, в пресных водоемах, где всасывали питательный донный ил беззубыми, лишенными челюстей ртами. Подобный рот не мог послужить защитой от ракоскорпионов и других хищников того времени. А для того, чтобы сами рыбы начали питаться существами не совсем микроскопических размеров, им необходимо было обзавестись челюстями и зубами, способными кусать и рвать. По сторонам глотки у них имелся ряд скелетных дужек, обращенных вершинами назад. Дужки эти поддерживали жабры, при помощи которых рыба дышала, з возможно, и захватывала при процеживании воды всякие мелкие организмы, которыми питалась.

[/smszamok]

Четвероногий примат мезопитем был способен некоторое время стоять на задних конечностях, пока тянулся передними к чему-то или хватал что-то, и его позвоночник обеспечивал достаточную жесткость при вертикальном положении тела,, сохраняя при этом гибкость, необходимую для передвижения по деревьям. Его позвонки отличало разнообразие форм. Мелкие шейные позвонки поддерживали череп и позволяли поворачивать голову как при вертикальном, так и при горизонтальном положении. Крупные позвонки поясничного отдела обеспечивали опору при «гталкнва—|ии. Движения головы мезопитека зависели, в частности, от системы «атлант—эпист-рофей», как называются два шейных позвонка. Верхний, атлант, названный таи потому, что он поддерживает череп, как мифологический велинан Атлант поддерживает небо, дает голове возможность двигаться вверх и вниз, а эпистрофей — из стороны в сторону. Позвонки прямоходящего человека надежно соединены между собой в гибкий вертикальный стержень. Позвонки постепенно увеличиваются от шеи к тазу, где вес тела переносится на ноги. Благодаря прямой осанке голова человека соединена с позвоночником по-иному, чем головы приматов, которые при ходьбе опираются на передние конечности, У мезопитека позвоночник соединялся с затылочной частью черепа, а у человека он переместился прямо под череп.