Странности нашей эволюции Харрисон Кит

Приматы

Мы принадлежим к отряду приматов. Окаменелые останки самых древних представителей этой группы млекопитающих до сих пор пока еще не найдены, но примерно 55 миллионов лет назад в Северной Америке и Европе уже существовали маленькие, похожие на белок приматы, предположительно ведущие свою родословную от грызунов.

Не удивительно, что от первых приматов до нас дошло так мало останков. Они, по всей видимости, обитали в лесах, а это не самая подходящая среда для превращения костей в окаменелости. Почва в лесах умеренно щелочная, разрушающая кости; корни растений и постоянная сырость также способствуют быстрому разложению организмов. Когда климат меняется и леса исчезают, оставшаяся почва быстро подвергается эрозии, в процессе которой уничтожаются немногие из сохранявшихся до той поры костей. Окаменелости чаще находят в слоях осадочных пород или там, где они были покрыты вулканическим пеплом и из-за недостатка кислорода не подверглись разложению. В лесах такое случается нечасто.

За исключением нас самих, большинство современных приматов до сих пор обитает на деревьях или в лесах. Самые известные представители этого отряда — обезьяны. У небольших обезьян обычно имеются длинные хвосты, тогда как большие человекообразные обезьяны этот признак давно утратили. Некоторые неосведомленные наблюдатели считают, что это главный признак, отличающий человекообразных обезьян от остальных, так что в человекообразные обезьяны они записывают даже бесхвостых макак. Хвостатые обезьяны пользуются своим хвостом для сохранения равновесия во время передвижения с ветки на ветку, а некоторые даже цепляются им за ветки словно рукой. Некоторые виды висят на хвосте, собирая руками фрукты. Массивные человекообразные обезьяны, как правило, не прыгают с дерева на дерево. Обычно они раскачиваются, повиснув на ветке на своих руках.

У большинства млекопитающих передние конечности находятся под туловищем, так что они давят на них своим весом. Обезьяны же висят на передних конечностях, которые вытягиваются под весом всего тела. Чтобы мышцы плеч, не приспособленные в процессе эволюции к такой нагрузке, не получили повреждений, у приматов развилась ключица, помогающая распределять вес тела равномерно. Бегающие животные, такие как лошади и антилопы, которым никогда не приходится висеть на передних конечностях, в процессе эволюции полностью утратили ключицу.

В отличие от других млекопитающих, не различающих зеленый и красный цвета, для всех приматов характерно полностью цветное зрение (подобно нашему). Благодаря ему они легко различают среди листвы спелые красные фрукты и красные цветы. Приматы приучились полагаться больше на свое зрение, чем на другие чувства, поэтому наше обоняние сравнительно неразвито — вот почему мы прибегаем к помощи собак, когда нам нужно выследить кого-нибудь по запаху.

Хвостатые обезьяны широко распространены в теплых областях Южной Америки, Африки и Азии, тогда как человекообразные обезьяны встречаются только в Юго-Восточной Азии (гиббоны и орангутанги) и в Центральной Африке (шимпанзе и гориллы). Орангутангов, шимпанзе и горилл называют еще «высшими человекообразными обезьянами». Всего существует два вида орангутангов, два вида шимпанзе — обыкновенный шимпанзе и карликовый шимпанзе (бонобо) — и один вид гориллы, хотя его разделяют на три подвида: западная равнинная горилла, восточная равнинная горилла и горная горилла.

Из этих человекообразных обезьян наши самые близкие родственники — шимпанзе, с которыми мы делим 99 % ДНК. Или, выражаясь иначе, всего лишь 1 % ДНК отличает наши гены от генов шимпанзе. Но если судить по внешности, то различий в признаках гораздо больше, ведь внешний облик зависит не только от последовательности генов, но и от того, как эти гены активируются, то есть выполняют записанные в них инструкции. Однояйцовые близнецы имеют одинаковый набор генов и выглядят одинаково. У человека и у шимпанзе почти одинаковый набор генов, но выглядят они по-разному. У близнецов одни и те же гены действуют одинаково, тогда как у человека и шимпанзе они, по всей видимости, действуют по-разному, потому и получаются разные результаты. В данном случае эволюция, предположительно, является не следствием естественного отбора генов, а следствием естественного отбора принципов выполнения инструкций, записанных в этих генах.

Люди и шимпанзе произошли от единого предка, обитавшего всего несколько миллионов лет назад, поэтому ученые, занимающиеся вопросами нашего происхождения, проявляют к ним большое внимание. Особенно это касается вопроса о происхождении языка. Голосовые связки шимпанзе отличаются от наших голосовых связок, так что эти обезьяны не смогли бы освоить человеческую речь, даже если бы захотели. Но некоторые исследователи утверждают, что им удалось обучить шимпанзе языку знаков. Грамматика у них, конечно, страдает, и они не умеют составлять из слов сложные предложения, но правильно используют знаки, обозначающие различные предметы и понятия. Одна из таких обезьян, Уошо, научилась распознавать 240 различных знаков из языка глухонемых и даже составлять из них комбинации для обозначения того, чему ее еще не научили. Так, например, для обозначения арбуза она выбирала знаки «пить» и «фрукт». В природных условиях шимпанзе общаются между собой криками и другими нечленораздельными звуками, передающими в основном эмоциональное состояние, но они отчасти умеют понимать и выражения лиц и жесты. Некоторые даже изобретают свои собственные сигналы. Вот почему в неволе шимпанзе способны усвоить язык глухонемых людей.

Подобно нам и в отличие от гориллы, два вида шимпанзе питаются плодами и семенами с небольшим (до 10 %) добавлением мяса. Бонобо едят грызунов и змей, а обыкновенные шимпанзе объединяются в группы для охоты на мелких обезьян, свиней и антилоп.

Сходства между нами и шимпанзе в социальной организации, сотрудничестве и способности к общению позволяют предположить, что мы многое в своей социальной жизни унаследовали от обитавших в лесах предков и что многие наши особенности поведения появились еще до того, как мы стали Homo sapiens. Все это подтверждает предположение, что мы представляем собой всего лишь часть общей градации видов.

Рука приматов

У большинства других млекопитающих хватательными органами являются пара челюстей с зубами или две передние лапы, которые прижимаются друг к другу. И только у приматов большой палец на руке отчетливо противопоставлен другим пальцам, что делает руку очень удобным хватательным приспособлением, в котором остальные пальцы действуют как единое целое. Вот вам демонстрация этого факта, но прежде, чем переходить к практическому эксперименту, прочтите следующее предупреждение:

Во время выполнения описанного ниже упражнения, сгибая указательный палец, НЕ ПРИДЕРЖИВАЙТЕ средний палец другой рукой, иначе можно повредить сухожилие предплечья.

Прочитав предупреждение, положите одну ладонь на ровную поверхность тыльной стороной вниз. Согните мизинец, постаравшись дотронуться им до ладони. Обратите внимание на то, что вместе с мизинцем приподнялся и безымянный палец, причем его движение происходит автоматически, независимо от вашей воли. И точно так же, если сгибать указательный палец, то вслед за ним двинется и средний. Это происходит по той причине, что рука в процессе эволюции приспособилась для захвата, а захватывать что-либо с минимальными усилиями и с максимальной скоростью можно, если пальцы связаны с одним и тем же механизмом. В нашей руке механизм захвата «возглавляет» мизинец. Если поставить себе задачу быстро сжать пальцы по очереди так, чтобы они касались ладони, то гораздо удобнее начинать с мизинца и закончить указательным пальцем, а не наоборот.

Этим пальцам противостоит большой палец. В царстве животных это не редкость, но у немногих групп такая особенность распространяется на всех представителей группы. Противостоящие пальцы имеются у птиц из отряда воробьинообразных, хотя у некоторых видов это один палец из четырех, а у других два пальца противостоят другим двум пальцам. У некоторых пресмыкающихся, например у передвигающегося по веткам хамелеона, также имеются противостоящие пальцы. У беспозвоночных хватательные органы принимают различные формы — прежде всего на ум приходят клешни крабов и скорпионов, а также передние конечности таких насекомых, как богомол. Все эти органы используются для манипуляции предметами (слово «манипуляция» происходит от латинского manus, что означает «рука»).

У нас большой палец противостоит другим пальцам только на руках; у других приматов эта особенность распространяется на все конечности. Люди утратили противостоящий палец на ногах, когда спустились с деревьев на землю, но размеры большого пальца на ногах до сих пор указывают на его особую роль в прошлом.

По сравнению со всеми обезьянами, у человека самая ловкая рука. Мы с легкостью дотрагиваемся до кончика большого пальца кончиками всех остальных пальцев, потому что он относительно длинный. Большой палец у шимпанзе значительно короче; они также могут манипулировать предметами, но в меньшей степени. Когда обезьяны висят и раскачиваются на ветке, их большой палец обычно не обхватывает ее. Они просто складывают остальные пальцы крюком и хватаются ими за ветку. Большой палец в образовании этого «крюка» участия не принимает. Шимпанзе обхватывает ветку всеми пальцами, только когда медленно передвигается по ней или стоит на ней сверху, но даже тогда, как и большинство человекообразных обезьян, она не столько хватается за ветку, сколько опирается на суставы пальцев, как и при ходьбе по земле.

У приматов на руках имеется еще одно эволюционное приспособление для манипуляции. У большинства их видов когти превратились в плоские ногти. Так, кончики пальцев защищены от повреждений, но при этом подушечки пальцев сохраняют чувствительность. Этими подушечками приматы могут надавливать на предметы, схватывать их и ощупывать любую поверхность, даже самую гладкую, и при этом не царапать ее. Для увеличения трения кожа в этой области покрыта тонкими морщинками. Именно поэтому мы оставляем отпечатки пальцев.

Подвижность руки

Приспособленная для хватания ладонь позволила нашим предкам легче передвигаться по ветвям деревьев, но это нельзя назвать предсказуемой средой обитания. Ветви растут в разные стороны, хаотично переплетаясь между собой. Для того чтобы приспособиться к передвижению по ветвям, приматы должны были научиться действовать своими цепкими руками практически в любом направлении, так что изменениям подверглось строение всей конечности в целом, а не только ладоней.

Руки приматов могут вращаться во всех направлениях. Лучше всего такие возможности видны на примере пловцов, выступающих в комплексных заплывах. Баттерфляй, брасс, кроль и плавание на спине демонстрируют почти полный комплекс движений, доступных для приматов. Единственное, что отсутствует в программе комплексного плавания, — это так называемый собачий стиль, доступный и для большинства других млекопитающих.

Помимо плавания, мы можем схватиться рукой за противоположное плечо и развернуть ее на три четверти так, чтобы указывать на точку позади себя. Мы можем описать полный круг рукой не только сбоку, но и перед собой. Если приматы и не могут дотянуться до какой-то точки вокруг себя, то в этом им на помощь приходит гибкий позвоночник, доставшийся от предков-млекопитающих. Но на этом история с ветвями не заканчивается, ведь они могут расти в любом направлении — вертикально, горизонтально, по диагонали, наклонившись от нас и наклонившись к нам. Для того чтобы ухватиться за них, приматам нужно сначала развернуть ладонь в нужном направлении. Естественный отбор привел к ослаблению связи между двумя костями предплечья, локтевой и лучевой. Эти кости могут вращаться друг относительно друга, благодаря чему мы можем хватать что угодно развернув ладонь как вниз, так и вверх. Другие млекопитающие так не могут. Когда ладонь направлена вверх, эти две кости идут параллельно друг другу. Когда ладонь направлена вниз, они перекрещиваются. Если к этому добавить подвижность других суставов руки, то получается, что мы можем развернуть свою ладонь более чем на 360°.

Но и на этом эволюция рук приматов не закончилась. Мы можем сгибать руку и вращать руку в одном лишь запястье. Такая способность помогала нашим предкам схватиться за вертикальную ветвь, а потом за горизонтальную, вовсе не двигая предплечьем. К тому же (как будто всего этого было недостаточно) мы можем двигать одной рукой независимо от другой почти в любом сочетании. Можно, например, одну руку вытянуть вперед и вверх, а другую назад и вниз, можно вытянуть их в разные стороны или в одну сторону на разных уровнях, а ведь наши предки хватались за ветви еще и ногами.

Такой чрезвычайно огромный диапазон движений совершенно не характерен для других животных. Лошади и собаки двигают передними конечностями только вперед и назад, и даже живущие на деревьях белки крайне ограничены в своих движениях по сравнению с людьми.

Жизнь в трех измерениях

Для любого животного, обитающего на деревьях и вынужденного прыгать с ветки на ветку, крайне важно не только знать, где находится следующая ветка, но и понимать, насколько далеко она расположена. Для оценки расстояния до предмета животное должно видеть его двумя глазами. Мозг получает информацию о взаимном расположении предметов в пространстве только тогда, когда в него поступает изображение с двух глаз, находящихся недалеко друг от друга. По этой причине глаза приматов стали располагаться на передней части головы рядом друг с другом. У других млекопитающих глаза также приспособлены к их образу жизни. Многие травоядные, например кролики, вынуждены спасаться от охотящихся на них хищников, поэтому их глаза располагаются по бокам головы и направлены в разные стороны. Так они замечают все, что находится вокруг них в пределах 360°, но пространственное зрение у них развито плохо.

У приматов же пространственное зрение развито великолепно, но это произошло за счет сокращения угла обзора. Для компенсации этого недостатка шея у них стала еще более гибкой, так что сейчас у них одна из самых подвижных голов в царстве животных. Практически ни одно млекопитающее не может оглядываться назад так, как приматы. Непосредственно назад смотреть мы не можем, но поскольку большинство приматов — животные социальные, то они могут положиться на то, что опасность вовремя заметят другие члены стаи.

Прямохождение

Обитающие на деревьях приматы могут вставать на две ноги. Это неудивительно для животных, лазающих по ветвям, которые могут располагаться достаточно высоко. Чтобы дотянуться до высокой ветви передними конечностями, приматы вытягиваются вверх, стоя на задних конечностях. Большинство обезьян может вставать на ноги и даже перемещаться на них по земле, хотя это не свойственная им походка, так что ходят они на двух ногах очень неуклюже. Тем не менее, когда наши предки оставили деревья и принялись расхаживать по саванне, такой способ передвижения для них был вовсе не нов. Так делали многие приматы до них, и оставалось только приспособиться к новым условиям. Как у некоторых рыб уже были легкие и конечности до выхода на сушу, так и у наших предков уже имелась способность передвигаться на двух ногах по земле до того, как они слезли с ветвей деревьев.

Мужской половой орган

Я снова рискую показаться бестактным, но у самцов приматов имеется одна крайне любопытная особенность — а именно постоянно открытый половой член. Это связано с их способностью стоять на задних конечностях и открывать таким образом паховую область. У пресмыкающихся половой орган обычно спрятан внутри тела до тех пор, пока не возникает потребность в его непосредственном использовании. У других млекопитающих (у жеребцов, быков) имеется некоторый выступ, но сам орган также находится внутри тела; постоянно открыт он у очень немногих млекопитающих.

Что мы унаследовали от своих предков-приматов

От своих обитавших на деревьях предков-приматов мы унаследовали следующие особенности: цепкую ладонь с большим пальцем, противостоящим другим пальцам; ногти и отпечатки пальцев; чрезвычайно подвижные руки и вращающееся предплечье; ярко выраженную ключицу; большой палец на ноге; умение стоять на двух ногах; смотрящие вперед глаза и пространственное зрение; умение отличать красный цвет от зеленого; постоянно открытый мужской половой орган. В то же время из нашей породы исчез хвост.

Гоминиды

Предполагается, что мы произошли от человекоподобных предков, обитавших в Африке. Такое предположение было высказано еще давно, ведь большинство современных человекообразных обезьян обитает в Африке, и только орангутанги обитают на другом континенте. Современные исследования, включая анализ ДНК, подтверждают теорию об африканском происхождении человека.

Похоже, что за последние 10 миллионов лет в Африке существовало довольно много человекообразных обезьян, потенциальных предков человека. Всех их причисляют к одному семейству «гоминидов», названному так по латинскому слову Homo, что означает «человек». До недавнего времени человек считал, что он занимает исключительное место в животном царстве, и потому ученые, как правило, причисляли к гоминидам только современного человека разумного, хотя и были готовы слегка расширить это семейство за счет ископаемых останков его предков. В наши дни ученые склоняются к более реалистичной и скромной точке зрения, согласно которой к гоминидам принадлежат также и современные большие человекообразные обезьяны — шимпанзе, горилла и орангутанг.

Недавний анализ окаменелых останков и ДНК позволил предположить, что наши предки отделились от предков шимпанзе примерно 5–7 миллионов лет назад, но, к сожалению, до сих пор имеется очень мало останков, относящихся к периоду от 10 до 4 миллионов лет назад (потому что это были животные, обитавшие в лесах). Ученые могут с уверенностью сказать о наших предках следующее. Эволюция изменила некоторые особенности строения их тела: в уменьшенной челюсти сократилось количество клыков и стало больше развитых коренных зубов, увеличился объем мозга и конечно же они стали увереннее ходить на ногах, на которых большой палец придвинулся к остальным.

Исчез также густой волосяной покров тела. У нас до сих пор сохраняются волосы по всему телу, но у большинства людей они редки и практически незаметны. Даже у самых волосатых людей их явно недостаточно для того, чтобы сохранять тепло тела, так что во всех регионах, кроме самых жарких, нам приходится носить одежду. Антропологи пока не выяснили, когда именно и почему мы утратили густую шерсть, потому что в окаменелых останках волосы не сохраняются. Связано ли это с переходом из тени деревьев на солнечные равнины, остается предметом догадок.

В настоящее время существуют две теории относительно эволюции наших обезьяноподобных предков. Согласно первой из них, признаки современного человека возникли только однажды, у одного вида. Это называется линейной моделью развития, и примерно так, по всей видимости, воспринимают эволюцию человека большинство из нас. Согласно второй, «разветвляющейся» (или «кустистой») модели, те черты, которые мы привыкли отождествлять с человеком — прямохождение, крупный мозг, небольшая челюсть с плоским лицом, утрата густого волосяного покрова, чрезвычайная ловкость рук — возникали в процессе эволюции несколько раз у разных групп человекообразных обезьян, только одна из которых выжила и дала начало роду наших предков. Эта точка зрения подразумевает, что окаменелые останки прямоходящих приматов с плоским лицом не обязательно являются останками наших непосредственных предков. Вполне возможно, что это представители боковой линии, позднее вымершей. Разветвляющаяся модель также предполагает, что найденные останки человекообразных приматов принадлежат к одной эпохе, хотя имеют разные «человеческие» признаки: некоторые с крупным мозгом, но передвигающиеся на четвереньках, как шимпанзе; другие с крупным мозгом, но с крупной челюстью и клыками, как у обезьян, и т. д.

В настоящее время еще не найдено достаточного количества останков периода с 10 до 4 миллионов лет назад, чтобы с уверенностью говорить о правоте той или иной теории. Правда, в последнее десятилетие число находок, относящихся к «темному веку» гоминидов значительно возросло, и в основном это находки, сделанные в Восточной Африке, но до сих пор почти во всех книгах и работах, посвященных эволюции человека, обсуждаются находки, относящиеся к более позднему времени (после 4 миллионов лет назад). На основании этих находок мы можем утверждать, что наши предки ходили на двух ногах по меньшей мере уже 3 750 000 лет назад. Наш собственный вид, который в XVIII веке шведский натуралист Карл Линней назвал Homo sapiens, появился лишь от 100 до 200 тысяч лет назад и был потомком более раннего вида гоминидов Homo erectus («человек прямоходящий»). Homo sapiens по-латыни означает «человек разумный», но, по всей видимости, это название говорит о лишней самоуверенности.

Колыбель человечества

До сих пор не ясно, где именно в Африке обитали наши предки. Часто утверждают, что эволюционное развитие человека происходило в районе Восточно-Африканской рифтовой долины (на территории современных Танзании, Кении и Эфиопии), но все подобные предположения следует высказывать с крайней осторожностью. Известно, что в этом регионе находят останки человекообразных существ, принадлежащих к разным эпохам, но это не обязательно означает, что наш вид возник именно здесь. Международное ученое сообщество сосредоточило свои усилия на этом регионе по вполне понятным причинам — получить как можно больше данных там, где они есть наверняка. В других регионах Африки такие широкомасштабные исследования еще не проводились.

За пределами Африки

Если перенестись по времени вперед к нашему собственному виду Homo sapiens, то о его истории известно гораздо больше, особенно после того, как мы научились сравнивать ДНК различных популяций нашего мира.

В настоящее время ученые предполагают, что все люди планеты, за исключением уроженцев Африки, происходят от относительно немногочисленной группы людей, пересекших вход в Красное море и оказавшихся на юге Аравийского полуострова примерно 60 000 лет назад. Через 5000 лет их потомки достигли Восточной и Юго-Восточной Азии, а менее еще чем через 10 000 лет дошли до Австралии. Примерно 50 000 лет назад некоторые заселили Европу, проникнув в нее с Ближнего Востока, а другие распространились по Центральной Азии. Примерно 20 000 лет назад они достигли Северной Америки, а 15 000 лет назад дошли до юга современного Чили. Все современные расы людей за пределами Африки произошли в ходе естественного отбора, но их предки были африканцами. Немногим более 60 000 лет назад все люди на планете были темнокожими, темноволосыми и темноглазыми.

Даже сегодня естественными для человека считается темный цвет волос и темный цвет глаз. Светлые волосы и глаза появились у людей, населявших сравнительно небольшой регион на территории современных Северной Европы, Скандинавии и России к западу от Урала. Похоже, что ослабление пигментации было очень локальным феноменом и наблюдалось у очень немногочисленной «отклоняющейся» группы населения. Благодаря миграции эти признаки к нашему времени распространились и в других частях света.

Шестьдесят тысяч лет кажутся не таким уж и большим сроком для того, чтобы появились различия между африканцами, монголоидами, австралийскими аборигенами и индейцами (не говоря уже об очень необычных европейцах), но на самом деле с биологической точки зрения все эти различия крайне малы и касаются только внешнего облика. Несмотря на расовые различия, мы все до сих пор принадлежим к одному виду.

Наше тело сегодня

Теперь, когда мы познакомились с историей нашего тела, следует более подробно остановиться на некоторых его особенностях. Начнем мы с нашего старого знакомого — позвоночника.

Наш скелет состоит из тех же костей, что и скелет большинства других млекопитающих, но относительные размеры и формы костей для каждого вида различны. В форме и специализации каждого позвонка отражается наша эволюционная история. Если считать сверху вниз, то у нас семь шейных позвонков, двенадцать грудных, пять поясничных и пять крестцовых. Сросшиеся между собой в крестцовом отделе позвонки образуют заднюю часть таза. Снизу к крестцу примыкают три — пять маленьких позвонков, также сросшихся в одну кость — копчик (по всей видимости, это название происходит от названия маленькой хищной птицы «кобчик»; по-научному эта кость называется coccyx, что по-гречески означает «кукушка» — первые исследователи анатомии решили, что кость похожа на клюв птицы). Копчик — это эволюционные остатки хвоста, эту кость можно прощупать под кожей в области между ягодицами в верхней их части.

Вся анатомия позвоночника человека обусловлена переходом к хождению на двух ногах. Когда наши предки передвигались еще на четырех конечностях, их спина представляла собой гибкий горизонтальный стержень, не приспособленный для продольных нагрузок. Но когда наши предки встали на задние конечности, то сила тяжести создала значительную нагрузку в направлении вдоль позвоночника. Чем ниже находится позвонок, тем больше на него давление. Из-за этого в поясничной области могут возникнуть нарушения в тканях позвоночника (см. ниже). Переход к вертикальному положению тела сопровождался также изменениями в строении таза, верхняя часть которого (передняя у других млекопитающих) отклонилась назад. Вместе с этим возникло постоянное искривление в поясничной области над тазом.

Таз — это кости, образующие неправильную окружность («кольцо»), имеющие сочленения с позвоночником в области крестца и с нижними (или задними) конечностями. По бокам таза находятся тазовые кости, а спереди — лобковая кость (которую можно прощупать у себя ниже живота). Во время родов ребенок проходит через это «кольцо», поэтому у женщин таз, как правило, шире, чем у мужчин. Тазовые кости женщин больше выступают в стороны и, следовательно, находятся дальше от позвоночника. Сочленения костей таза и ног женщин тоже обычно дальше от центральной линии позвоночника, так что, когда женщина поднимает одну ногу при ходьбе, ей для сохранения равновесия приходится наклоняться в другую сторону больше, чем мужчине. Вот почему у мужчин и женщин разная походка.

В результате того, что человек ходит вертикально, у него сменилось расположение не только костей, но и мышц. По сути дела вся сложная мышечная система человека представляет собой результат разворотов и перемещений частей скелета на протяжении всей его эволюционной истории: отход лопаток дальше от задней части черепа; появление гибкой шеи; разворот ног под туловище и их укрепление, изменения в стопе и в суставах ног; исчезновение ребер в районе таза; развитие гибких передних конечностей и гибкой шеи у приматов; наклон головы вперед. Относительно недавняя смена позы тела с горизонтальной на вертикальную послужила причиной смещения многих мышц нижней части туловища на новые позиции, что тоже создало некоторые проблемы, о которых будет сказано в следующей главе.

Рука

В нашей руке имеются несколько суставов разной степени подвижности. Плечевой сустав — шаровидный, благодаря чему плечевая кость может совершать движения в широком диапазоне. Она может крутиться, словно пропеллер, практически в любом направлении. Локтевой же сустав блоковидный (шарнирный), то есть локоть может сгибаться только в одной плоскости и в одном направлении. Любопытно, что некоторые люди могут в определенной степени сгибать локоть и в другом направлении. Тем, кто не может так делать, такие движения кажутся очень опасными. Запястье — пример еще одного типа сочленений. Это набор восьми маленьких косточек на конце предплечья, соединенных очень подвижно. Каждый из пальцев, кроме большого, состоит из четырех вытянутых костей. Три верхние кости соединяются между собой двумя простыми шарнирными суставами, но та, что у основания пальца, может наклоняться в разных направлениях, благодаря чему каждый из пальцев может свободно очертить круг в воздухе. Четвертые кости пальцев расположены внутри кисти и соединяют их с запястьем. У большого пальца четвертая кость отсутствует, у него только три кости, но они расположены так же, как и у других пальцев, и между собой соединены двумя шарнирными суставами, только в данном случае второй сустав служит одновременно и основанием пальца. Третья кость большого пальца расположена внутри кисти и соединяет его с запястьем, и именно этот сустав позволяет большому пальцу вращаться. Благодаря этому суставу (соединяющему большой палец с запястьем) палец может отдаляться от остальных пальцев для захвата предметов.

Широкий диапазон движений рук требует наличия достаточного количества мышц, совершающих эти движения. Как было сказано в шестой главе, мышцы часто действуют парами — одни двигают кость в одном направлении, другие возвращают ее обратно. Такие мышцы называются «антагонистами» (от греческого antagonistes — «противник»).

Пример мышц-антагонистов руки — бицепсы и трицепсы или, как они иначе называются, двуглавые и трехглавые мышцы плеча. Бицепс расположен вдоль передней стороны плечевой кости (верхней половины руки), а трицепс — вдоль задней стороны. Двуглавой мышцей бицепс называется потому, что у него две головки, то есть два места крепления мышцы, а у трехглавой, соответственно, таких мест крепления три. Сокращаясь, бицепс поднимает предплечье (нижнюю часть руки); трицепс же, сокращаясь, опускает предплечье. Если опустить руку вдоль тела и согнуть ее в локте под прямым углом, то другой рукой можно ощутить, что бицепс более напряжен по сравнению с трицепсом позади. Бицепс противостоит силе притяжения, притягивающей руку вниз, к земле. Если же опустить руку на стол или на ногу и нажать ею вниз, то другой рукой можно ощутить, как напрягается трицепс на задней стороне, а бицепс на передней находится в расслабленном состоянии.

Среди других заметных мышц, двигающих руками, являются грудные мышцы, которые прикрывают верхнюю часть грудной клетки. Благодаря грудной мышце вытянутая горизонтально рука движется перед туловищем (такие движения совершает, например, ударяющий ракеткой по мячу теннисист). Дельтовидная мышца поднимает руку вверх и наружу (как при ударе слева в теннисе). Дельтовидные мышцы имеют треугольную форму (она похожа на греческую букву «дельта» — , только в перевернутом положении).

Кисть

Мы уже обсуждали наши кисти, но стоит упомянуть о том, что они настолько идеально приспособлены для хватания ветвей, что даже сейчас, 4 миллиона лет после того, как наши предки покинули леса, мы окружаем себя искусственными «ветвями», подходящими для наших рук. Дверные ручки, руль велосипеда или автомобиля, ручки тележек для супермаркета, перила и перекладины лестниц, ручки лопат, весла и миллионы других примеров — все это можно назвать видоизмененными и замаскированными ветвями. Все, что нужно держать, мы приспосабливаем под наши кисти, а наши кисти приспособлены держаться за ветви. Когда этой частью тела пользовались наши предки, ветви располагались неподвижно, а тело раскачивалось на руках. В случае с чемоданом неподвижно плечо, а сам чемодан раскачивается на руке, но захват остается прежним. Поэтому все ручки похожи на маленькую цилиндрическую ветку.

Но прежде чем оставить тему кисти, я хочу высказать еще одно любопытное предположение. Некоторые ученые утверждают: если измерить пальцы рук от основания до кончика, то окажется, что безымянный палец мужчин длиннее указательного, тогда как у женщин, наоборот, безымянный палец короче указательного. По всей видимости, длина безымянного пальца зависит от уровня гормона тестостерона у зародыша, а длина указательного — от уровня гормона эстрогена. Если это будущий мальчик, то больше тестостерона, а если это будущая девочка, то больше эстрогена.

Все это кажется не слишком-то правдоподобным, но в моем случае факты подтверждаются. Попросите своих друзей и подруг измерить свои пальцы и проверьте результаты. (Помните, что длину пальцев следует отмерять от их основания, то еть от суставов между третьей и четвертой костями; не ориентируйтесь только лишь на видимую длину. Для этого прощупайте суставы на тыльной стороне кисти. Небольшой желобок между суставом и пальцем и есть начало пальца.)

Нога

Хождение на двух ногах стало главным фактором, определившим строение ног человека. Вверху, в районе ягодицы, располагается большая ягодичная мышца, которая используется в основном для выпрямления ноги, когда мы встаем из положения сидя или шагаем вверх по лестнице. Большие ягодичные мышцы обычно очень хорошо развиты у тяжелоатлетов, которым из положения сидя на корточках приходится поднимать не только свое тело, но еще и тяжелую штангу весом, равным весу нескольких человек. Эта же мышца занята при подъеме ноги вбок и назад во время бега, но при обычной ходьбе она слабо задействована, потому что в этом случае угол между ногой и телом изменяется незначительно.

Бедро поднимают ряд мышц, скрепляющих бедренную кость с тазом и позвоночником, тогда как большинство мышц собственно бедра используются для сгибания или разгибания колена. Эти мышцы соединяют бедренную кость с нижними костями голени через связки, прикрепленные к коленной чашечке. С передней наружной стороны бедра расположена четырехглавая мышца, имеющая четыре головки, или места соединения. По сути дела, это четыре мышцы, двигающие голень вперед и разгибающие колено при ходьбе; они же помогают нам выпрямить ноги, когда мы встаем со стула или поднимаемся по лестнице, а также поднимаем несоразмерно тяжелый груз из положения на корточках. Понятно, что у тяжелоатлетов эти мышцы тоже хорошо развиты.

Четырехглавой мышце противостоит группа из трех мышц с задней стороны бедра — двуглавая, полусухожильная и полуперепончатая мышцы, сгибающие ногу в колене и растягивающиеся, когда колено разгибается. Спортсмены и танцоры часто получают растяжение в этих местах, резко направляя ногу вперед, предварительно как следует не разогревшись. Оканчиваются эти мышцы сухожилиями, которые называются «поджилками», поэтому еще говорят «растянуть поджилки». Раньше мясники вешали бедро свиньи, то есть окорок, пропуская крюк через эти мышцы, считая, что все они и есть поджилки. Есть еще выражение «трясутся поджилки», означающее дрожь в ногах во время страха или волнения. Если вы сядете на стул и напряжете бедро, то легко сможете прощупать свои поджилки, по крайней мере две из них — они находятся как раз позади колена, по одной с каждой стороны.

Икроножные мышцы расположены на задней поверхности голеней и растягивают ступню, особенно во время ходьбы, когда мы отталкиваемся пальцами ног от земли. К пяточной кости они крепятся посредством ахилловых сухожилий. Сокращаясь и укорачиваясь, икроножная мышца и ахиллово сухожилие поднимают пятку, благодаря чему верхняя часть тела наклоняется вперед. Падения мы избегаем, автоматически выставляя перед собой другую ногу, как это делаем и в том случае, когда кто-то толкает нас сзади. Хождение на двух ногах — это всего лишь способ переставлять ноги так, чтобы не упасть лицом вниз. Когда мы стоим на подошвах ног, наши икроножные мышцы относительно расслаблены, но, когда мы поднимаемся на цыпочки, они сокращаются и становятся напряженными. Именно благодаря их сокращению наше тело приподнимается вверх.

Икроножным мышцам противостоит группа более мелких мышц, идущих вдоль передней стороны голени. Они сгибают ступню по направлению к колену, но меньше по размеру икроножной мышцы, потому что предназначены для того, чтобы поднимать всего лишь часть ступни, тогда как икроножной мышце приходится поднимать все тело.

Ступни

Относительно недавно большой палец на ступнях человека располагался напротив всех остальных пальцев, как это наблюдается у шимпанзе и горилл, но, когда наши предки слезли с деревьев и принялись расхаживать на двух ногах, большой палец переместился вперед и расположился вровень с остальными.

Большой палец, направленный в сторону и располагающийся примерно на середине ступни, затруднял бы перестановку и раскачивание ног во время хождения. Но даже сегодня он напоминает о своей былой особой роли тем, что его можно поднимать вверх, сгибая все остальные пальцы вниз. Ни один другой палец на ноге не обладает такой независимостью в движениях — все они движутся одновременно. Мы можем даже поднять что-нибудь с пола, зажав предмет между большим и вторым пальцем ног, хотя нам это и не так легко сделать, как нашим предкам. Напоминанием о том, что некогда наша ступня была такой же цепкой, как и кисть, служит также способность захватывать предметы согнутыми пальцами ноги, но поднимать что-либо одним согнутым большим пальцем ноги труднее. И это неудивительно. Предлагаю вам проделать следующий эксперимент. Положите на стол карандаш и попробуйте поднять его ладонью, сгибая все пальцы вместе и не пользуясь большим пальцем. После нескольких попыток это удастся вам сравнительно легко. Вы сгибаете пальцы точно так же, как сгибали их ваши предки, цепляясь за ветви деревьев. А теперь попробуйте проделать то же самое, пользуясь только большим пальцем и выпрямив все остальные. Так поднимать карандаш гораздо труднее (я, например, до сих пор не могу это проделать). Ваша ступня когда-то действовала так же, как и кисть, поэтому неудивительно, что некогда противостоящий большой палец ноги ведет себя так же, как и большой палец руки. У него тоже на один сустав меньше по сравнению с остальными пальцами ног.

Но наши ступни не только напоминание о былой истории. В процессе эволюции они приспособились к прямохождению. Последние суставы четырех пальцев ног устроены так, что косточки пальцев могут сгибаться не только вниз, но и вверх, хотя когда мы не шагаем, сделать это можно только руками. Мышцами самих пальцев согнуть вверх их невозможно. Такая гибкость, вне всякого сомнения, возникла как следствие того, что кончики наших ступней при каждом шаге тянутся вверх. Кончики пальцев на руках так вверх не сгибаются.

Лицо

Лица — это очень сложные трехмерные объекты с огромным разнообразием мельчайших признаков (ширина носа, степень выраженности скул, форма губ). Количество возможных комбинаций только этих небольших признаков поистине велико. В результате мы способны узнавать лицо отдельного человека из миллиона других лиц, но гораздо труднее опознать человека, например, по форме его руки.

Необходимость распознавания лиц для различения отдельных индивидов крайне важно для такого социального вида, как люди, и это привело к тому, что их мозг пытается распознать лица даже там, где их нет. Я помню, как в детстве боялся людей, глядящих на меня с узоров на шторах и выглядывающих из цветов на обоях. По всему миру распространены мифы о «мужчине с Луны» или «женщине с Луны», которые якобы смотрят на нас с неба; разнообразные предания ходят и о том, как лик Христа складывался из облаков или плывущих по реке льдин. На Марсе есть гора, похожая на лицо обезьяны или человека. Мы находим лица вокруг нас, часто неосознанно и невольно.

Эта потребность настолько развита, что мы узнаем лица в самом грубом их изображении. Благодаря этому мы способны смотреть мультфильмы и внимательно рассматривать комиксы, хотя лица нарисованных героев не имеют почти ничего общего с настоящими лицами людей. При этом мы без всяких сомнений принимаем как данность, что это нарисованы люди. В современной электронной почте и других средствах связи используются так называемые смайлики, опознаваемые как лица, даже несмотря на то, что они изображаются горизонтально —:).

Эволюция не только наделила нас способностью узнавать лица, но и способностью испытывать различные чувства при виде разных типов лиц. Лицо младенца не похоже на лицо взрослого человека — глаза относительно головы больше, лоб округлый и гладкий, нос и челюсти маленькие. Изображение ребенка часто пробуждает в людях, особенно в женщинах, теплые и доверительные чувства, чем пользуются в своих целях художники (и составители реклам). Симпатичных мультипликационных героев снабжают круглыми лицами и несоразмерно огромными глазами, невозможными в реальной жизни, тогда как герои-злодеи имеют противоположную внешность — длинные острые носы, низкий лоб и маленькие глазки-бусинки. Это все манипуляции на уровне нашего генетического кода — так что будьте осторожны!

Органы чувств

Эволюция снабдила нас органами чувств для распознавания тех особенностей окружающей среды, что были важны для выживания наших предков. Живущие бок о бок с нами другие животные могут воспринимать мир совершенно иначе. Ястребы различают движения с очень большого расстояния; собаки и летучие мыши воспринимают очень высокие звуки; слоны и киты издают звуки на очень низкой частоте; многие животные полагаются на остроту своего обоняния; пчелы и колибри различают ультрафиолетовый цвет, а гремучие змеи видят инфракрасный цвет и ощущают тепло тела мыши на расстоянии 30 см в полной темноте (по крайней мере, в нашем понимании «полной темноты»). Некоторые животные улавливают даже поляризацию света и знают, с какой стороны светит солнце, скрытое плотными тучами.

Ученые умеют измерять частоту звука и частоту колебаний электромагнитных волн, часть из которых мы воспринимаем как цвет, но они не могут измерить все без исключения наши чувства. Боль или вкус нельзя измерить, потому что это исключительно субъективные ощущения. Некоторым салат из сельдерея кажется приятным и освежающим блюдом, другие жалуются на его остроту и утверждают, что его даже в рот нельзя взять, причисляя к списку других «несъедобных» продуктов (голубой сыр, селедочное масло, перец чили). Так же субъективно мы воспринимаем и запахи, хотя, строго говоря, различия между вкусом и запахом довольно условные. Вкус и обоняние — это способность отличать одни молекулы от других. Нос воспринимает летающие в воздухе молекулы, тогда как язык воспринимает молекулы жидкого или твердого вещества. Обычно рецепторы носа и языка действуют сообща, ведь когда мы что-то едим (например, голубой сыр), молекулы пищи проникают в полость носа. Считается, что до 80 % того, что мы воспринимаем как «вкус», на самом деле является запахом. Если надо проглотить ужасно невкусное лекарство, люди крепко зажимают нос, это помогает.

Мы признаем, что боль и вкус — ощущения субъективные, но насколько объективны другие наши чувства? Мы видим глазами и слышим ушами, но ведь эти сигналы обрабатывает наш мозг, превращая их в ощущения, а у нас не так уж много способов измерить то, что воспринимает мозг других людей. Ученые могут измерить отраженной от объекта длину световой волны и сказать, что этот объект «зеленого» цвета. При этом они не гарантируют, что все люди воспринимают зеленый цвет одинаково. Один может утверждать, что рубашка бирюзового цвета, а другой — что зеленого, даже несмотря на то, что перед ними одна и та же рубашка. Один человек может различать множество оттенков зеленого, а для другого «бирюзовый» и «зеленый» это одно и то же. С помощью научных аппаратов измеряют то, что видит глаз, но не то, как он это видит. Эта проблема за пределами данной книги.

Глаза

 Вследствие того что у наших обитавших на деревьях предков глаза переместились в переднюю часть лица, мы обладаем бинокулярным (с помощью двух глаз) зрением в пределах 140° спереди и монокулярным (с помощью одного глаза) зрением с углом в 30° по бокам — всего получается, что наше поле зрения охватывает 200°. Это значит, что мы расплывчато воспринимаем боковые или, скорее, общие движения, даже когда смотрим вперед. Помогает нам в этом не только подвижность глазного яблока, но и то, что наша костяная глазница слегка скошена по бокам и не загораживает поле зрения. Над глазами возвышаются надбровные дуги, размеры которых различны у разных людей, но в общем случае у мужчин больше, чем у женщин. Под глазами находятся скулы, выступающие немного вперед и защищающие глаза. Когда мы прижимаемся лицом к стеклу, то касаемся его не глазом, а щекой и лбом. По бокам глазница открыта дальше, что позволяет нам видеть и то, что происходит сбоку. Веки расположены горизонтально, а не вертикально, что также ограничивает наше зрение скорее по вертикали, чем по горизонтали.

Уши

Подобно тому как два глаза позволяют нам определять расстояние до видимых объектов, так и два уха позволят нам определять направление, в котором находится источник звука. Звук слева достигает левого уха чуть раньше, чем правого. Для более лучшего определения направления наши уши расположены как можно дальше друг от друга — по бокам головы, а не рядом друг с другом, допустим на лбу.

Внутреннее ухо (для слуха), среднее ухо (для равновесия) и внешнее ухо (для определения звука) находятся внутри головы, но у большинства млекопитающих имеются внешние чашеобразные приспособления для улавливания звука и направления его в слуховой проход. Такое фокусирующее устройство состоит из гибкого хряща, за исключением мочки уха у людей, которая состоит из мягкой ткани. Обычно мы называем ухом как раз такое внешнее приспособление. Некоторые млекопитающие при помощи мышц поворачивают свои уши в направлении источника звука. Люди так поворачивать свои уши не могут, хотя некоторые умеют «шевелить ушами» — те, у кого сохранилось что-то от этих специализированных мышц, единственная функция которых — забавлять окружающих.

У сов, которые охотятся по ночам и в очень большой степени полагаются на свой слух, одно ухо расположено выше другого. Это усиливает способность совы определять источник звука — так она легче узнает, что он исходит не только справа или слева, но и сверху или снизу. Когда люди внимательно к чему-то прислушиваются, они часто наклоняют голову в сторону, благодаря чему достигается тот же эффект, хотя не ясно, в какой степени это поведение связано с бессознательным уровнем.

Волосы

Хотя волосы млекопитающих в основном предназначены для регуляции температуры тела, они заодно служат и преградой солнечным лучам. В ходе искусственного отбора у европейских свиней густой волосяной покров исчез и остались только щетинки, так что они могут получить солнечные ожоги, если только не обваляются в грязи или не покроют себя каким-либо веществом, защищающим их кожу от солнца. Даже у обезьян большая часть тела покрыта волосами, но у нас густой волосяной покров сохранился только на голове, под мышками и в районе половых органов. Волосы на голове предположительно служат своеобразным органичным головным убором для защиты мозга от теплового удара. Если бы они защищали нас от ожогов, то росли бы также на ушах, носу и плечах, где у нас чаще всего и бывают солнечные ожоги. Кроме того, в результате естественного отбора мы получили бы нам средства защиты от солнечных ожогов только в том случае, если бы они значительно понижали шансы дать потомство, что, вероятно, не так.

Наличие волос под мышками и в паху обычно объясняется тем, что в этих районах находится много потовых желез. Волосы там длинные и курчавые, образующие, в отличие от волос на голове, своеобразную мочалку. Скорее всего, это способ максимально увеличить поверхность для испарения пота, образуемого потовыми железами.

Волосы на голове и на челюстях у мужчин некоторых рас продолжают расти всю жизнь и становятся длиннее, если только их не стричь и не брить (хотя у некоторых африканских народностей волосы на голове по природе ломкие и никогда не достигают значительной длины). Млекопитающим такая черта не свойственна, так что, скорей всего, она появилась относительно недавно. Вместе с тем, благодаря тому, что волосы можно стричь и укладывать как угодно, их форма служит своеобразным культурным знаком, и во многих цивилизациях люди тратят на это много средств и времени. Многие мужчины подвергают себя ежедневному ритуалу соскабливания волос с лица острой металлической бритвой. Такое удаление «взрослых» волос также, скорее всего, служит культурным знаком, хотя его значение не совсем ясно. К счастью для нас, в остальных частях тела волосы остаются короткими, хотя у некоторых мужчин они довольно заметны на руках, ногах, груди и иногда даже на спине.

Еще один заметный волосяной участок — это брови. По каким причинам у нас остались волосы на бровях, пока не ясно, но они, предположительно, являются результатом естественного отбора, так что должны иметь какое-то преимущество для выживания или для рождения потомства. Я помню, как в школе нам говорили, что брови защищают глаза от дождя. Но это не слишком убедительный аргумент (и не потому, что я много раз страдал от того, что дождь попадает прямо мне в глаза). Они, скорее, спасают от пота, стекающего по лбу к глазам, но намного ли лучше такое объяснение? Насколько больше шансов выжить и дать потомство у тех, кто обладает густыми бровями, защищающими глаза от пота?

Согласно другому предположению, брови служат сигнальным средством и подчеркивают выражение глаз во время общения. Среди приматов распространено «пожимание» бровями, да и сами мы часто двигаем бровями, когда хотим подать кому-то знак без слов. Здороваясь по двадцать раз на дню с одним и тем же человеком, мы сокращаем приветствие до кивка головы, а потом и вовсе до легкого движения бровями. Нахмуривание бровей, когда человек сердится, распространено, пожалуй, почти среди всех народностей. Но если брови предназначены для этого, то, к сожалению, приходится признать, что шестьдесят тысяч лет назад, когда у всех людей была темная кожа и темные волосы, брови не слишком выделялись на общем фоне. Если бы они были средством подчеркнуть движения надбровных дуг, то преимуществом пользовался бы их контрастный цвет. Но среди современных африканцев мы не наблюдаем такого признака и, по всей видимости, у наших африканских предков его тоже не было.

Некоторые предполагают, что значение бровей в том, что они рассеивают солнечный свет. Это правдоподобно, особенно если считать, что брови появились после того, как наши предки вышли из тени деревьев. У наших ближайших родственников шимпанзе имеются значительные надбровные дуги, но слишком ярко выраженного волосяного покрова на них не наблюдается.

На самом деле мы никогда не узнаем, почему у человека появились брови. Они могут задерживать пот; могут подчеркивать движения надбровных дуг на фоне бледной кожи; они могут рассеивать солнечный свет, но это не значит, что этот признак закрепился (или появился) у людей именно по этим причинам. С уверенностью можно утверждать лишь то, что в настоящее время у большинства народов брови служат украшением. Женщины иногда выщипывают их по одному волоску, пока не остается узкая полоска, а затем восстанавливают их густоту черными карандашами. Происхождение этого обычая скрывается во тьме веков.

Облысение у мужчин

Несмотря на многочисленные утверждения, в том числе и в Интернете, что секрет облысения мужчин раскрыт, на самом деле это не так. Облысение чаще наблюдается у мужчин европейской расы и у тех, у кого имеются лысые родственники, но если у отца молодого человека сохранилась густая шевелюра, это вовсе не значит, что облысение ему не грозит. Мой отец скончался в возрасте 81 года без всяких признаков лысины, а у меня волосы начали выпадать еще в 25 лет. С другой стороны, отец моей матери был лысым.

Каковы бы ни были причины облысения, но лысина обычно появляется у мужчин уже через некоторое время после наступления репродуктивного возраста, то есть времени, когда он способен давать потомство. Следовательно, исторически это не было признаком, принимаемым во внимание при выборе партнера. Но если бы лысина и была таким признаком, насколько важно для женщин наличие или отсутствие волос на голове партнера? Кажутся ли лысые мужчины женщинам непривлекательными? Что ж, несмотря на то, что женщины говорят мужчинам (а не другим женщинам в разговоре между собой), похоже, лысина не слишком их привлекает. Она явно не занимает одно из верхних мест в списке признаков, по которым женщины выбирают себе будущего спутника жизни. С другой стороны, подобные списки или приоритеты — явление воображаемое, а женщинам в реальной жизни приходится выбирать среди тех, кто находится рядом с ними. Пусть женщины и не мечтают о лысых мужчинах, но все-таки выходят за них замуж.

Терморегуляция

Способность поддерживать постоянную температуру тела, или, как это по-научному называется, терморегуляция — одно из основных свойств млекопитающих. У людей нормальной температурой считается температура 37 °C, хотя она и может колебаться в пределах 0,8° в зависимости от свойств организма, а когда мы стареем, то температура у нас, как правило, понижается.

Если наша внутренняя температура тела поднимается до 40 °C и более, то могут происходить конвульсии, кома, повреждения мозга и смерть. Если она падает ниже 35 °C, то у нас путаются мысли и затормаживается речь. Ниже 30 °C понижается кровяное давление, замедляется пульс и частота дыхания; примерно в районе 27 °C наступает смерть от переохлаждения.

В процессе эволюции мы утратили большую часть волосяного покрова, но для защиты от холода в странах с холодным климатом мы надеваем на себя одежду, строим дома с толстыми стенами и обогреваем их печами или батареями центрального отопления. В странах с жарким климатом мы раздеваемся, принимаем холодный душ, пьем прохладительные напитки, пользуемся веером и кондиционерами. Но и без этих технологических достижений у нашего тела есть механизмы согревания или охлаждения.

Мы теряем тепло в результате потения, частого дыхания и расширения подкожных кровяных сосудов, излучающих больше тепла. Эти расширенные капилляры придают нашей коже розоватый оттенок, мы как бы «краснеем». На нашей обнаженной коже больше потовых желез, чем у всех остальных приматов, и это заставляет предположить, что утрата волос была одним из способов потери тепла.

Мы согреваемся, выполняя физические упражнения, а также в результате дрожи и сжатия подкожных кровяных сосудов. Из-за этого цвет нашей кожи становится менее розовым, поэтому у европейских народностей распространены выражения вроде «посинел от холода». Прыгая, хлопая руками и топая ногами, мы заставляем наши мышцы чаще сокращаться, в результате чего к ним устремляется больше крови, и они сильнее нагреваются. Когда наше тело дрожит, оно как бы само выполняет за нас эту работу. Дрожание — это непроизвольное сокращение мышц с целью их согревания.

Наши предки сохраняли тепло, также выпрямляя волосы и делая свой шерстяной покров более толстым. Мы утратили шерсть, но такая реакция на холод у нас сохранилась. На нашей коже расположено довольно мало волос, но в их основании до сих пор имеются крошечные мышцы, которые заставляют их выпрямляться. Во время холода эти мышцы сокращаются и порождают эффект «гусиной кожи» (которая нисколько не помогает бороться с переохлаждением).

Форма тела

Как только мужчины и женщины достигают возраста полового созревания, их тела начинают меняться по-разному. У мальчиков становятся крупнее и сильнее мышцы, тогда как у девочек появляется больше жировой ткани. Это запасы энергии на то время, когда они забеременеют и родят детей, которых нужно кормить, даже если условия окажутся неблагоприятными и им самим не будет хватать еды. Такой небольшой избыток мышц или жира и определяет различие в формах тела мужчин и женщин.

Кроме половых различий наблюдаются и различия между расами, проживающими в регионах с разным климатом. Люди, чьи предки до недавнего времени проживали в холодных краях, чаще бывают полными и невысокими. Наш организм теряет тепло через поверхность, а если человек коренастый, то соотношение массы и поверхности тела у него меньше. Это чистая геометрия, поскольку среди всех геометрических тел наименьшее отношение поверхности к массе у сферы, то есть у шара. Люди, попавшие в Книгу рекордов Гиннесса за то, что написали «Отче наш» или какой-нибудь другой текст на рисовом зерне, поистине достойны восхищения, потому что поверхность зернышка риса действительно мала для его объема, приближаясь к сфере. Если зерно разварить и раздавить, то его поверхность значительно увеличится. И наоборот — если смять в руках тонкую и плоскую страницу бумаги, то она превратится в маленький шарик, но ее объем от этого не уменьшится. Теплокровные животные теряют тепло через открытую поверхность кожи. Чем ближе к шару форма тела, тем меньше у него поверхность и тем меньше тепла оно расходует. Вот почему кошки и другие млекопитающие сворачиваются клубком во время холодной погоды, и поэтому же впадающие в зимнюю спячку животные сворачиваются как можно плотнее.

С другой стороны, люди, предки которых эволюционировали в жарких краях, как правило, бывают худыми и иногда очень высокими, например представители народности динка на юге Судана. У вытянутого тела поверхность относительно массы больше, и так оно быстрее теряет излишки тепла.

«Лишние детали»

Поведение

Мы уже затрагивали тему унаследованных программ поведения (плач, сосательный и хватательный рефлексы у младенцев, а также страх темноты), но есть и другие виды таких типов поведения, свойственные всем людям как представителям одного вида. Улыбка, смех, нахмуренные брови повсюду означают примерно одно и то же и распространены среди всех народов. Но другие приматы не разделяют с нами таких способов общения. Для шимпанзе и гориллы обнаженные зубы — знак агрессии. Улыбаться горилле было бы крайне неразумно.

У большинства видов есть особое поведение, связанное с ухаживанием за представителями противоположного пола, наблюдаемое в определенное время года, то есть в периоды спаривания, и активируемое половыми гормонами. Мы одни из немногих видов, у которого нет отдельного сезона размножения. Представители Homo sapiens могут размножаться в любое время года.

Уснуть и видеть сны…

Сон — это процесс, появившийся на довольно ранней стадии эволюционного развития. Для большинства животных постоянная активность на протяжении 24 часов в сутки — большая редкость. Нечто вроде сна наблюдается даже среди многих морских рыб: они останавливаются, опускаются на дно и почти не реагируют на происходящее вокруг. Ночью аквалангисты могут спокойно брать таких рыб в руки, но, если сделать слишком резкое движение, они вздрагивают, словно в испуге, и быстро уплывают прочь.

Некоторые ученые считают, что сон имеет очень важное значение для иммунной системы и что это своего рода «период перезарядки». Функция сновидений менее изучена, и неясно, насколько широко распространена в животном царстве, хотя всякий, кто наблюдал за спящей собакой, не сомневается, что эти животные разделяют с нами способность видеть сны.

Сон со сновидениями — это потенциально опасное состояние организма. Если начать реагировать на виртуальный мир снов так, как если бы это была реальность, то можно нанести себе повреждения. Наши спящие предки могли во время сна подойти прямо к хищникам или свалиться с деревьев, поэтому возникла необходимость как-то обездвижить тело во время сна. Естественный отбор отреагировал на это развитием своеобразного «сонного паралича». Во время сна наше тело расслабляется, и мышцы до некоторой степени отключаются от мозга, чтобы мы не ходили и не бегали, пока спим. Нетрудно объяснить, как возник такой механизм приспособления. Любое животное, которому гены не препятствуют передвигаться во время сна, вряд ли проживет достаточно долго, чтобы дать потомство.

Иногда у людей этот механизм не срабатывает, и они начинают ходить во сне. Это довольно сложный феномен — так называемые лунатики спят, но при этом реагируют на внешний мир, а не на мир сновидений. Они огибают предметы мебели и проходят через дверные проемы с открытыми глазами.

Иногда сонный паралич переходит в состояние полусна и полубодрствования, когда мы уже почти проснулись, но не можем пошевелиться, словно при настоящем параличе. В средневековой Европе считали, что в таких случаях людям на грудь садится злой дух, придавливая их к постели. Этого злого духа звали Мара — отсюда, кстати, и слово «кошмар». В наш технологически развитый век на смену легендам о злых духах пришли разнообразные легенды про инопланетян, которые посещают людей во сне и обездвиживают их. Я помню, как и сам испытал похожее чувство. Однажды, едва проснувшись, я решил, что все мое тело парализовано, а самого меня куда-то тянут вперед, и при этом мои ноги погружаются в матрас под углом почти в 45°. К счастью, это состояние прошло после того, как мне удалось пошевелить пальцами ног (очевидно, для инопланетян это был страшный жест).

Проблемы нашего тела

Извилистый путь эволюции не прошел для нас бесследно и оставил немало физических проблем, одна из которых — боль в спине. Она имеет разные причины, но чаще всего возникает, когда человек в неудобной позе поднимает тяжелый груз.

Поясничный отдел позвоночника, расположенный на уровне талии, до сих пор может изгибаться в стороны, подобно позвоночнику рептилий, а также вперед и назад, подобно позвоночнику млекопитающих. Несмотря на то что каждый позвонок имеет смыкающиеся друг с другом выступы, ограничивающие движения позвоночника, он до сих пор представляет собой довольно гибкую конструкцию. Кроме того, он постоянно слегка изогнут, даже когда мы стоим прямо, и только относительно недавно (по геологическим меркам) стал подвергаться давлению сверху вниз. Это далеко не самое удачное расположение для конструкции, которая не предназначена для переноски больших тяжестей.

По этой причине тяжести рекомендуется поднимать, держа спину как можно вертикальней. Наклоняясь вперед или в стороны, а также при вращении талией, мы можем причинить себе два серьезных повреждения. Во-первых, может возникнуть так называемая межпозвоночная грыжа, или грыжа межпозвоночного диска. Диски — это своеобразные прокладки между каждой парой позвонков. Они способны слегка сдавливаться и амортизировать (то есть смягчать) движения позвонков, подобно подвижным суставам. У них внешняя жесткая оболочка, но мягкая внутренность. Если человек сгибает спину, а затем поднимает тяжесть, два позвонка могут сдавить диск неравномерно, защемляя одну его сторону и выпячивая другую (это все равно что сжимать вишенку пальцами до тех пор, пока из нее не выскочит косточка). Такое выпячивание давит на нервы, идущие вдоль позвоночника, что выражается в виде боли в нижней части спины и в ногах.

Второе возможное повреждение — это повреждение мышц. Когда позвоночник находится в вертикальном положении, он принимает часть груза на себя и действует как колонна. Если же он согнут, то основная часть груза достается мышцам, которые сильно растягиваются, чтобы удержать тело в вертикальном положении. В спине расположено очень много мышц, идущих в разных направлениях. Поднимая тяжелый груз резко и в неудобной позе, легко нанести им повреждения.

Мышцы спины можно повредить и по менее очевидным причинам. Если постоянно сидеть или спать в неподходящей позе, особенно на очень мягкой кровати, то можно растянуть мышцы спины и заработать себе боль на долгие годы.

Поврежденные мышцы спины доставляют боль при малейшей смене положения или при малейшем движении. Человек не может ходить или даже стоять до тех пор, пока спазмы или боль не пройдут, на что иногда требуется несколько дней. Но даже тогда мышцы полностью не восстанавливаются, и спина у человека остается слабой. Боль в пояснице — одна из самых частых причин невыхода на работу во всем мире. Мы всегда должны беречь свои позвоночник и спину, а для этого нужно сидеть, стоять и ходить в удобных позах.

Спина доставляет столько проблем в области поясницы, потому что в процессе эволюционного развития изначально она не была предназначена для того, чтобы находиться в вертикальном положении. По этой же причине возникают проблемы и в верхней части спины.

Обычно голова млекопитающего расположена в горизонтальном положении впереди позвоночника. Когда его что-то ударяет сзади, то все части тела как бы выстроены в одну линию, и неожиданное ускорение поглощается всей длиной скелета. В конструкции тела людей произошло несколько важных изменений: позвоночник вытянут вертикально; появился крупный и тяжелый мозг; в наследство от приматов досталась очень гибкая шея. Люди изобрели массивные средства передвижения, способные развивать неестественно большую скорость и врезаться в живые и неживые объекты.

Если стоящего или сидящего вертикально человека ударить сзади, то его позвоночник уже не поглощает всей силы удара и легко устремляется вперед. При этом наша тяжелая голова задерживается и отстает от него. Гибкая шея не способна удержать череп в прежнем положении относительно позвоночника. Вместо этого она действует как шарнир, позволяя голове свободно отклоняться назад. Удар может переломать шейные позвонки и серьезно повредить мышцы и нервы шеи.

Сердце

Из-за того что мы относительно недавно приняли вертикальное положение, наше сердце вынуждено перекачивать кровь по организму вертикально, а не горизонтально, причем так, чтобы она достигала мозга. Хождение на двух ногах сделало мышцы на этих ногах очень крепкими и сильными. В них постоянно содержится большое количество крови, которая должна вернуться обратно в сердце, несмотря на силу тяжести.

Во время эмоционального переживания рекомендуется менять позу. Лучше всего в состоянии волнения или слабости сидеть, а еще лучше — держать голову между коленями, чтобы кровь легче поступала к голове. Когда кто-то падает в обморок, мы кладем его горизонтально, лучше на бок — опять таки, для того, чтобы помогать сердцу перекачивать кровь.

Зубы

Пока мы были приматами, наши челюсти постоянно уменьшались вместе с крупными клыками. Теперь у нас гораздо более плоское лицо по сравнению с лицами наших предков. К сожалению, путем естественного отбора гораздо легче изменить форму чего-либо, чем количество. Некоторые из наших зубов стали меньше, но их по-прежнему 32, как у шимпанзе и горилл. Теперь этим зубам приходится тесниться в гораздо меньшем пространстве, поэтому они часто «выбиваются из строя» и принимают неестественное положение. Многие современные люди в детстве носят металлические скобки, призванные восстановить положение зубов.

Последними у нас вырастают четыре коренных зуба по краям рта — так называемые зубы мудрости. Когда они появляются, во рту уже бывает очень мало места, поэтому они сжимают расположенные рядом зубы или выбиваются из ряда.

Грыжи

 Грыжа — это выход или выпячивание какого-либо органа из полости, где он расположен, через врожденное или приобретенное отверстие, например части кишечника между мышцами брюшной полости. Такого рода повреждение возникает вследствие резкого повышения давления на органы в случае сильного кашля или поднятия тяжестей.

Одна из самых распространенных видов грыж возникает как раз из-за того, что мы млекопитающие. Когда во время развития организма мужские яички опускаются из брюшной полости в мошонку, с каждой стороны в брюшной стенке остается слабое место. Впоследствии, при неблагоприятных условиях, такой участок может прорваться, и часть тонкой кишки выйдет через отверстие, образуя болезненное утолщение под кожей.

Обычный способ лечения грыж — хирургическое вмешательство, при котором вправляют кишку и закрывают отверстие. В крайнем случае оно может сузиться, и выступающая часть кишки окажется сжатой. Происходит так называемое ущемление грыжи — более серьезное повреждение, при котором может развиться непроходимость кишечника и нарушение его кровоснабжения.

У мужчин и женщин встречаются различные типы грыж. Чтобы их не было, лучше воздерживаться от поднятия слишком тяжелых вещей и от видов физической активности, при которых сокращаются мышцы живота и возникает сильное давление на брюшную полость.

Изнашивание органов

Все мы, за исключением обитателей самых бедных стран, живем гораздо дольше своих предков, ведь современные жизненные условия, виды нагрузок, эффективные лекарственные средства далеко превзошли все, что было раньше. К сожалению, многие части нашего тела изнашиваются, подобно тому, как изнашиваются детали механизмов. Похоже, что у них имеется некий «срок годности», после которого они уже работают не так хорошо, как прежде.

Особенно это касается суставов ног. Опять-таки, это связано с переходом к хождению на двух ногах. На протяжении большей части эволюционного развития каждая из наших четырех конечностей приспосабливалась выносить нагрузку тела. Сейчас же его вес приходится всего на две ноги, а во время ходьбы — и на одну, которая постоянно меняет положение и суставы которой вращаются под таким грузом. Мы также за последние несколько миллионов лет стали крупнее и тяжелее своих предков; многие из нас, живущих в современных городах, потребляют много легкодоступной жирной пищи и недостаточно двигаются, от чего, конечно, нашим ногам нисколько не становится легче.

Концы костей в суставах покрыты гладким хрящевым слоем и смазаны особой жидкостью, уменьшающей трение. С возрастом хрящевой слой стирается, и обнажается кость, из-за чего сила трения в суставе повышается. Такое состояние называется «остеоартрит» (буквально «воспаление суставов»). Остеоартрит может наблюдаться и между позвонками шеи или поясничными позвонками, а также в суставах пальцев рук и ног.

В экстремальных случаях помогает хирургическое вмешательство (если, конечно, оно доступно). Иногда позвонки в позвоночнике срастаются между собой, что ограничивает его подвижность, но препятствует взаимному трению позвонков. Чтобы восстановить подвижность ног, концы костей в коленном или тазобедренном суставах удаляются хирургическим путем, а на их место вставляются металлические или пластиковые суставы. Они не так крепки, как естественные, но значительно улучшают состояние пациента.

Ближе к старости слабеют и наши мышцы, но они никогда не изнашиваются подобно костям, особенно если их регулярно тренировать. Еще ни один человек не утратил способности говорить только из-за того, что его язык износился.

С возрастом ухудшается состояние не только суставов — разрушаются и выпадают зубы, органы чувств теряют свою былую остроту. И опять-таки, мы единственный вид, который решает все эти проблемы с помощью технических средств — люди изобрели зубные протезы для жевания; очки, контактные линзы и лазерную коррекцию для улучшения зрения; слуховые аппараты (и менее удобные для окружающих регуляторы громкости бытовых приборов) для улучшения слуха. Все эти приспособления и хирургические операции — впечатляющие примеры уникальной способности нашего вида придумывать хитроумные решения для преодоления своей природной ограниченности и воплощать задуманное в жизнь. Пересадка органов, переливание крови, хирургия головного мозга и множество других примеров, которые мы сейчас воспринимаем как данность, — все они свидетельствуют о том богатом воображении и умении приспосабливаться, недоступных большинству других видов на протяжении последних трех с половиной миллиардов лет. Кто хотя бы тысячу лет назад мог представить, что жизнь человека будут спасать путем пересадки сердца другого, погибшего человека или что можно выкачать из человека всю кровь, очистить ее и снова закачать — и все это, пока он спокойно сидит и читает книгу? Мы и в самом деле удивительный вид.

Старение

Старение — это не только постепенное изнашивание некоторых наших органов, это более глубокая и общая проблема. С возрастом слабеет наша иммунная система; ухудшается пищеварение; теряют упругость легкие, затрудняя дыхание; сердце все хуже справляется со своей работой; артерии утолщаются; нарушается температурный режим, из-за чего мы ощущаем холод даже в теплую погоду. Потеря нервных клеток в мозгу влияет на память, почки хуже фильтруют кровь, а мочевой пузырь теряет мышечный тонус, вследствие чего нам приходится чаще ходить в туалет, особенно по ночам. Меняется и наша внешность — кожа становится тоньше, на ней появляются морщины; волосы седеют или выпадают, мышцы слабеют; нам становится труднее избавляться от излишков жира, особенно в талии. Уши удлиняются и утолщаются, у мужчин там вырастают неопрятные на вид волосы, особенно у входа в слуховой проход. Кости становятся более пористыми и теряют свою массу; позвонки становятся тоньше, как и диски между ними, из-за чего рост человека уменьшается, а сам он сутулится.

Всем этим напастям ученые предлагают различные объяснения. Некоторые утверждают, что клетки имеют ограниченный срок активной жизни и что они на самом деле (а не метафорически) имеют «срок годности». Как только жизнь клетки заканчивается, ее гены автоматически ее разрушают. Примерно то же самое происходит во многих тканях на ранней стадии жизни, когда одни клетки отмирают, а им на смену приходят новые. Процесс замены клеток происходит в коже, где новые клетки постепенно выходят на поверхность и образуют защитный слой, который постоянно стирается (пыль в доме отчасти состоит из таких опавших с нас клеток кожи). Согласно одной из теорий, такое отмирание рано или поздно ожидает все наши клетки.

Среди других предполагаемых виновников старения — так называемые свободные радикалы (электрически заряженные молекулы). Свободные радикалы образуются в клетках в результате естественных химических процессов с выделением энергии. Это своего рода химические отходы клетки, и если их ничто не нейтрализует, то они могут стать очень опасными. В молодости организм производит естественные антиоксиданты, которые нейтрализуют свободные радикалы, но позже он уже не справляется со всем загрязнением, и радикалы постепенно разрушают наше тело, повреждая гены, следящие за правильной работой клеток. Некоторые исследователи считают, что это главная причина старения.

Старение и гены

Некоторые ученые полагают, что старение — это результат действия генов, оказывающих вредное влияние на организм (возможно, посредством сокращения производства антиоксидантов), но проявляющих свою активность только на поздней стадии жизни человека.

Не все гены активны с момента оплодотворения яйцеклетки в матке. Некоторые находятся в спящем состоянии до позднего срока, когда они «включаются». Период полового созревания, когда ребенок превращается во взрослого, — хороший пример того, как спящие до поры до времени гены просыпаются и начинают свою работу по выработке изменяющих тело гормонов.

Все наши гены в процессе эволюции произошли от более древних генов. Со временем гены меняются (мутируют), и эти изменения не всегда бывают благоприятными для их владельца. Но даже вредные гены могут сохраняться в популяции; все зависит от того, когда они включаются.

Мутировавшие гены, которые включатся до наступления репродуктивного возраста, то есть до периода размножения, и которые мешают их владельцам взрослеть или заводить детей, исчезают из популяции быстро. Если же ген включается до репродуктивного возраста, но при этом не мешает заводить детей или даже увеличивает их количество, то он легко передается следующему поколению. Но если ген включается ближе к концу жизни, то он всегда передается следующему поколению, независимо от того, благоприятная это мутация или неблагоприятная. Следовательно, гены-разрушители, проявляющие свою активность в старости, сохраняются всегда. Некоторые ученые предполагают, что старение связано с тем, что в организмах накопились именно такие типы генов.

Старость и естественный отбор

Если некоторые гены могут сохраняться, несмотря на то что доставляют вред своему владельцу, получается, что естественный отбор не делает их владельцу никаких поблажек. Так и есть. Лучше всего объяснить это с помощью следующей аналогии.

Эволюция это как эстафета, в которой роль эстафетной палочки исполняют гены. Во время спортивного забега все внимание комментатора сосредоточено на спортсмене с палочкой, но только до тех пор, пока он не передаст палочку следующему бегуну. Как только спортсмен номер один передает эстафету номеру два, комментатор тут же переключается на второго, и его не интересует, как первый спортсмен замедляет движение, как он тяжело дышит, наклоняется вперед и опирается руками о колени. Все внимание теперь обращено на второго бегуна с палочкой в руке. Комментатору все равно, упал ли первый бегун или остался стоять на ногах. Эволюция действует так же. Как только гены переданы следующему поколению и его представители стали независимыми от родителей, эволюции все равно, упали родители или нет. О них теперь можно не заботиться. Они уже выполнили свою задачу и передали палочку. На этой стадии им уже не обязательно оставаться сильными и здоровыми. Естественный отбор переключился на их детей.