Шрифт:
Развитие позвоночника
Простой по строению и функциям позвоночник древней рыбы развился у человека в сложную опору для тела и головы и сделал возможными различные движения.
Эустеноптерон, древняя костная рыба, 375 млн. лет назад обходился недифференцированным позвоночником. Одинаковой формы позвонки, соединенные с короткими ребрами, обеспечивали опору плавательным мышцам
Одинаковые ребра (серо-зеленый цвет) эустеноптерона допускали только волнообразные движения по длине тела
Большие ребра ихтиостеги, возможно, служили опорой не только ее туловищу, но и голове
Позвонки млекопитающеподобной рептилии дифференцированы по форме и размерам: тринаксодона соединены даже еще более плотно, чем у ихтиостеги, и они крупнее возле конечностей и 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 редукции шейных ребер, от которых остались только бугорки
Древний четвероногий примат мезопитек был способен некоторое время стоять на задних конечностях, пока тянулся передними к чему-то или хватал что-то, и его позвоночник ооеспечивал достаточную жесткость при вертикальном положении тела, сохраняя при этом гибкость, необходимую для передвижения по деревьям. Его позвонки отличались разнообразием 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 отталкивании
Движения головы мезопитека зависели, в частности, от системы 'атлант-эпистрофей', как называются два первых шейных позвонка. Верхний, атлант, названный так потому, что он поддерживает череп, как мифологический великан Атлант поддерживал небо, дает голове возможность двигаться вверх и вниз, а второй, 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. Позвоночник человека должен обладать крепостью, достаточной, чтобы выдеражать его вес, и в то же время гибкостью, позволяющей сохранять равновесие на двух ногах. Эта дилемма не всегда разрешается удачно - позвонки человека разделены хрящевыми прокладками, которые легко травмируются, что вызывает столь распространенные болезни спины
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 почти прямо под череп. В результате голова человека хорошо сбалансирована на вершине вертикального позвоночника, а полное отсутствие шейных ребер позволяет ей поворачиваться во все стороны
От плавников к конечностям
Бесценная способность человека ходить на двух ногах и действовать руками порождена изменениями, преобразовывавшими кости плавников в соответствии с новыми потребностями.
Ранние предшественники рук и ног вроде плавников эустеноптерона больше помогали древним рыбам удерживать равновесие, чем двигаться вперед. Каждый задний плавник (слева) прикреплялся к тазовой кости (серо-зеленый цвет), но кость эта не соединялась с позвоночником, а потому у плавников не было достаточной опоры. Передние плавники соединялись с плечевым поясом (справа), который был прикреплен к относительно неподвижному черепу
У древней амфибии ихтиостеги бывшие плавники сдвинулись вбок и, получив суставы, превратились в ластообразные ноги, пригодные для ковыляния. Задние ноги уже соединены тазовым поясом с позвоночником, который обеспечивал достаточную опору для движения вперед. Плечевой пояс, соединенный с передними конечностями, отделился от черепа, что придавало ему гораздо большую подвижность
Тринаксодон, млекопигпающеподобная рептилия, передвигался быстро и уверенно. Его тазовый пояс соединялся с позвоночником на большом протяжении, что обеспечивало добавочную опору мощным задним конечностям. Плечевой пояс стал легче, и передние конечности обрели большую подвижность. И обе пары конечностей переместились из бокового положения, типичного для амфибий, почти под туловище, что типично для млекопитающих