Как устроено человеческое тело

В целом человеческое тело идеально отвечает своему назначению, ибо складывалось оно в процессе естественного отбора, который начался более трех миллиардов лет назад. Общие принципы строения нашего тела, которых мы даже не замечаем, настолько они для нас естественны и привычны,— внешнее и внутреннее устройство, перед и зад, правая сторона и зеркально симметричная левая сторона,— начали складываться еще в теплом океане, катившем свои волны почти над всей поверхностью древней Земли. Определяющая черта нашего тела — это внутренний пищеварительный тракт, усваивающий пищу и воду. Он появился еще у древнейших обитателей первобытного океана — у первых многоклеточных организмов, которые представляли собой мельчайшие студнеобразные комочки. Одно из этих примитивных существ со временем обзавелось внутренней- трубкой, в которую с одного конца втягивались питательные вещества, подвергавшиеся затем процессам усвоения, после чего остатки их извергались с другого конца. Приспособление это обеспечивало огромные преимущества, и в настоящее время оно имеется не только у человека и у всех других высших животных, но и у большинства низших. Тесное соседство рта, мозга и органов чувств равно характерно и для очень примитивных животных и для человека.

[smszamok]

От далеких предков, обитавших в море, человек получил еще одну основную черту своего строения — двустороннюю симметрию тела. Для человека и большинства животных, которые свободно ходят, плавают или летают, наиболее выгодным оказалось тело с двумя одинаковыми сторонами. Оно дает возможность двигаться передним концом вперед и, кроме того, поворачиваться во все стороны таким образом, чтобы нужная часть тела все время оставалась наверху. Впрочем, симметрия нужна только внешняя: внутренние органы, не связанные с передвижением, могут обладать самой разной формой, хотя многие из них либо занимают центральное положение, либо составляют пары. Животные, передвигающиеся медленно или ведущие неподвижный образ жизни, чаще всего имеют частичную симметрию, как улитки, или радиальную, как пятилучевая морская звезда.

Утверждение общего принципа строения тела было первым шагом в направлении, ведущем к человеку, и организмы, которые обладали этим преимуществом, владычествовали в древних морях около трех миллиардов лет. Все они были беспозвоночными.

Пищеварительный тракт явился великим достижением эволюции отчасти потому, что он представляет собой трубку, открытую с обоих концов, а отчасти из-за его положения внутри тела. Первый примитивный многоклеточный организм, у которого развился пищеварительный тракт, тем самым получил передний и задний конец, в зависимости от того, с какого конца пища Б него поступала и с какого выбрасывались непереваренные остатки. Если такое животное способно ползать или плавать, оно движется передним концом вперед в поисках пищи для своей голодной трубки. Если у него есть органы зрения и обоняния, подсказывающие ему, где находится пища, а также щупальца или зубы, чтобы эту пищу захватывать, они, естественно, сосредоточиваются вокруг входного отверстия трубки, которое в этом случае уже можно назвать ртом. А когда нервная система подобного существа усложнястояли только из мягких тканей, другие, вроде ракообразных и насекомых, обладали внешним твердым покровом. Однако появление рыб — первых животных с внутренним позвоночником — быстро положило конец господству беспозвоночных. Путь эволюции достиг важнейшего разветвления, и начиная с этого момента позвоночные, венцом которых является человек, постепенно берут верх над насекомыми, ракообразными и другими беспозвоночными, хотя те далеко превосходили и превосходят их численностью.

Значение позвоночника невозможно переоценить. Он — та опора, вокруг которой построен внутренний скелет человека. Каждому активно двигающемуся животному выгодно, чтобы его мышцы были прикреплены к твердой основе. Членистоногим, таким, например, как насекомые и ракообразные, защиту и опору для прикрепления мышц обеспечивает внешний скелет. Но беда в димому, исчезли, но третья увеличилась, приобрела шарнир в вершине и постепенно превратилась в костяные челюсти, которые стали предшественницами- челюстей высших животных и человека.

Челюсти обычно бывают по-настоящему полезны, только если они вооружены зубами. Как ни странно, зубы развились вовсе не из костяных челюстей древней рыбы, но из чешуй-колючек или кожных зубов, которыми была усажена их кожа. (Акулы сохраняют кожные зубы по сей день, отчего их кожа обладает свойствами наждачной бумаги.) Как и у акул, кожные зубы по краям только что развившихся челюстей древней рыбы состояли главным образом из дентина — основного материала, идущего на формирование зубов.

Своими конечностями, благодаря которым он может передвигаться по земле, человек обязан плавникам древней пресноводной рыбы. В мультфильмах нередко можно увидеть рыбу, которая шагает, опираясь на задние плавники, а передними помахивает, точно крошечными руками. Путь от плавников такой вставшей на дыбы рыбы до человеческих рук и ног кажется совсем коротким и простым — достаточно удлинить пару-дру-гую костей и добавить кое-какие суставы.

В кино это, конечно, вполне осуществимо, но в реальном мире все происходило по-другому. Если бы древняя рыба действительно встала на дыбы, кости ее плавников, как и у современной рыбы, оказались бы направленными вбок под таким углом, что не смогли бы удержать тело в вертикальном положении, а место, где предстояло развиться ногтям, было бы обращено назад, а не вперед. Прежде чем рыбьи плавники превратились в человеческие руки и ноги, произошли некоторые из самых поразительных изменений за всю историю эволюции. Короткие, относительно широкие и неподвижные кости плавников удлинились, сузились, умножились в числе и приобрели суставы. Развились плоские кости таза и плеч, обеспечивая опору мышцам и соединение между конечностями и позвоночником. И что самое странное, те костные соединения, которым в дальнейшем предстояло стать пальцами человеческих ног, изменили свое положение — к тому времени, когда появился человек, они повернулись почти на 90° по отношению к первоначальной своей позиции, так что стопы оказались обращенными вперед и находились прямо под туловищем, принимая на себя его вес при ходьбе, а руки свободно свисали по бокам, и их можно было протянуть и изогнуть почти в любом направлении.

Процесс развития конечностей начался около 400 миллионов лет тому назад, В начале девонского периода, который называют Веком Рыб, некоторые рыбы приобрели две пары мясистых подвижных плавников, которые помогали им плавать, хотя в подавляющем большинстве случаев служили только для сохранения равновесия. Задние плавники прикреплялись к маленьким костяным пластинкам, которые не были связаны с

позвоночником, так что они не имели опоры, а потому движениям их недоставало силы. Передние же плавники были прочно соединены с позвоночником, но в результате их подвижность была крайне ограничена.

Однако среди этих древних рыб была группа так называемых кистеперых, чьи плавники обслуживались более сильными мышцами, причем кости плавников имели суставы. На этих крепких плавниках кисте-перая рыба могла с наступлением засухи выбраться из ила и переползти по сухому руслу к какому-нибудь омуту, в котором еще сохранилась вода. У почти неповрежденной окаменелой рыбы, найденной в Пенсильвании в 1971 году, четко видно начинающееся разделение тех костей, которые в дальнейшем образуют плечо, предплечье и кисть человеческой руки. От этих рыб, которые могли существовать не только в воде, но и на суше, произошли земноводные.

Конечности некоторых древних амфибий уже завершились пятью четкими группами костей, образовывавших пальцы. Пальцы необходимы для бега, и более поздние позвоночные испробовали разные их количества. Например, у предка современной лошади эогиппуса было по четыре пальца на передних ногах и по три на задних. Его потомки постепенно утрачивали пальцы, и теперь у лошади есть лишь по одному полностью развитому пальцу на каждой ноге. Она опирается на кончики этих пальцев — это удлиняет ногу и обеспечивает длинный рычаг для быстрого бега. Когда человек бежит, он тоже удлиняет ноги, ступая на носки, однако чаще он ходит, а потому обычно использует всю ступню. Тут он явный приверженец старины: он все еще сохраняет пять пальцев, которые были у первых рыбообразных амфибий, когда они выкарабкались из ила на твердую землю.

[/smszamok]

Когда 350 миллионов лет назад появились первые пресмыкающиеся, ноги у них, как и у их предков амфибий, были широко расставлены, и они передвигались неуклюже, почти ползком. И почти все немногочисленные сохранившиеся члены некогда великого класса пресмыкающихся — например, крокодилы — почти так же неуклюжи. Но 225 миллионов лет тому назад, в конце пермского периода, существовала группа пресмыкающихся, которые, по-видимому, вымерли после того как от них произошли древнейшие млекопитающие. Эти млекопи-тающеподобные рептилии хорошо ходили и даже довольно быстро бегали. Их конечности претерпели еще одно смещение и находились не по бокам, как у амфибий, а уже почти под туловищем. Кроме того, бедренная кость их задних конечностей и «плечевая» передних с обоих концов завершилась более совершенными суставами, а потому ноги этих рептилий двигались совсем не так, как торчащие в стороны конечности амфибий, которые были способны только описывать дугу.

Основной язык сайта