Жизнь до человека - Коллектив авторов - Страница 25

Первый примитивный многоклеточный организм, у которого развился пищеварительный тракт, тем самым получил передний и задний конец в зависимости от того, с какого конца пища в 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 усложняется настолько, что для сортировки ее сигналов требуется подобие мозга, такой контролирующий центр возникает в близком соседстве с местом, где сосредоточены органы чувств, так как это обеспечивает наилучшее выполнение его функций. Тесное соседство рта, мозга и органов чувств равно характерно и для очень примитивных животных, и для человека.

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, а кроме того, поворачиваться во все стороны наиболее удобным образом. Впрочем, симметрия нужна только внешняя - внутренние органы, не связанные с передвижением, могут обладать самой разнообразной 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. Многие вроде современной каракатицы состояли 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 том, что такое животное, чтобы расти, время от времени вынуждено сбрасывать скелет и секретировать новый. 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 водорослями, пока его новая оболочка не затвердеет. Именно по этой причине ракообразные да и большинство других членистоногих невелики - большие размеры потребовали бы и большого 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-видимому, древнее рыбоподобное существо амфиокс, напоминавшее современного ланцетника, обитателя теплых морских мелководий, который похож на крохотного прозрачного пескарика. Но строение его много примитивнее, чем у пескаря. У него нет ни челюстей, ни зубов, ни парных плавников, ни костей. И в отличие от пескаря он не гоняется за добычей. Пищу он получает, процеживая воду, как двустворчатый моллюск, и почти все время проводит, зарывшись в песок или в ил передним концом вверх, чтобы втягивать воду вместе с различными мелкими организмами - они задерживаются у него во рту, а вода быстро извергается через жаберные щели.

Такой образ жизни не типичен для активных подвижных позвоночных. Однако внутреннее строение вялого ланцетника обладает чертами, сыгравшими в свое время огромную роль в эволюции. Например, вдоль его спины тянется пучок нервных волокон, соответствующих спинному мозгу человека. У переднего конца он слегка расширяется-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 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 костной 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 костными 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 создают 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 волнообразно изгибать свое тело, не сжимая его и не деформируя, что сильно мешало бы ей плыть. Обзаведясь позвоночником, 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 служить защитой от ракоскорпионов и других тогдашних хищников. 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 парных скелетных дужек, обращенных вершинами назад. Дужки эти поддерживали жабры - ими рыба дышала, а возможно, и захватывала при процеживании воды всякие мелкие организмы, которыми питалась. В ходе эволюции первые две дужки, по-видимому, исчезли, но третья увеличилась, приобрела шарнир в вершине и постепенно превратилась в костные 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 костных челюстей древней рыбы, но из чешуй - колючек, или "кожных зубов", которыми была усажена ее 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. По-видимому, эти колючки все увеличивались и увеличивались, пока не превратились в настоящие зубы, которые могут быть оружием, а также служить для захвата пищи и ее раздробления.