Читать онлайн «Странности нашей эволюции»

В природе для нас нет ничего более очевидного и привычного, чем наше собственное тело. Но что мы знаем о нем? Почему у нас две руки и две ноги, а не четыре руки и не шесть ног? Почему ребра прикрывают наши легкие, а живот – нет? Почему наши локти и колени сгибаются в противоположных направлениях (и вообще, обращали ли вы внимание на этот факт)? Эта книга как раз отвечает на эти и другие, подобные им вопросы, прослеживая эволюцию человека не только от его ближайших родственников обезьян, но и от более далеких предков – рыб.

История человеческого тела начинается далеко не с того момента, как наши обезьяноподобные предки слезли с деревьев. К тому времени их эволюция насчитывала по меньшей мере 500 миллионов лет, начиная с эпохи первых рыб, от которых и произошли все когда-либо существовавшие позвоночные животные, от маленьких лягушек и ящериц до огромных слонов и динозавров.

После того как в первобытных морях появились рыбы, они быстро распространились по всей планете. Некоторые заселили пресные водоемы, другие даже выбрались на сушу. Естественный отбор не прекращался ни на мгновение, и благодаря ему со временем возникли первые земноводные. Некоторые из земноводных превратились в первых наземных животных, пресмыкающихся, часть видов которых становились все крупнее и крупнее, пока не стали динозаврами. Другие виды пресмыкающихся эволюционировали в млекопитающих, животных более мелких размеров. Когда динозавры исчезли, оставив после себя только своих потомков в виде птиц, установивших господство в небе, млекопитающие стали полноправными хозяевами земли и деревьев. Время шло, и одна из популяций млекопитающих встала на задние ноги и вышла из леса. Далее, как говорится, началась история.

Здесь мы поведем речь о том, что послужило подоплекой этой истории. Мы вернемся к временам рыб и проследим развитие отдельных частей человеческого тела через прохождение стадий развития земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих. Каждая из этих стадий оставила свой след в организме человека. Ответить на вопрос «Почему мы выглядим так, а не иначе?» можно, только узнав об особенностях нашей эволюции.

У нас, как у позвоночных, много общих особенностей с рыбами, но в целом принцип строения нашего тела гораздо древнее. Пятьсот миллионов лет назад моря планеты, как и сейчас, кишели разнообразными животными, но все они были беспозвоночными. Всем нам знакомы их родственники: насекомые, паукообразные и ракообразные (тела которых заключены в твердую оболочку); моллюски (включая устриц с двумя створками, улиток со спиральной раковиной, садовых слизней и кальмаров с внутренней раковиной, а также осьминогов без раковины); иглокожие, названные так из-за иголок на теле (морские звезды, морские ежи, морские огурцы); кольчатые черви и их родственники (дождевые черви, нереиды, пескожилы, пиявки); круглые и плоские черви; морские анемоны, коралловые полипы, медузы и другие животные, менее известные и слишком многочисленные, чтобы их здесь перечислять.

И вот в тех древних морях у некоторых животных, предков рыб, появилось одно приспособление, которому суждено было навсегда изменить облик природы. Это была хорда – жесткая струна, проходящая по всему телу. Позже эта хорда в процессе эволюции превратилась в ряд костей, то есть позвонков, по которым все подобные животные и получили свое название. Ученые до сих пор не выяснили, какой именно группе беспозвоночных мы обязаны этим важным приобретением, которое называем одним словом – «позвоночник» (или «хребет»), хотя на самом деле он состоит из 26 разных костей. Но для начала стоит сделать несколько важных замечаний о строении тел беспозвоночных животных.

Тела животных имеют самые разнообразные формы. Некоторые как бы устремляются во все стороны из центра, как у морских звезд или коралловых полипов, но в большинстве случаев одна сторона тела служит зеркальным подобием другой стороны. Все внешние черты, расположенные на одной стороне, имеют свое отражение на другой; внутренние органы также часто бывают парными, а то, что существует в одном экземпляре (например, кишечник), обычно расположено вдоль центральной линии.

Беспозвоночные, ставшие впоследствии рыбами, обладали как раз такой двусторонней симметрией. Любое когда-либо существовавшее позвоночное животное, в том числе и мы, следовало тому же самому образцу. У нас две руки, две симметричные ноги, два симметричных глаза, два уха, две ноздри, два легких, две почки, по два яичника или яичка, а вдоль центральной линии расположен один мозг (с кое-какими парными деталями), один позвоночник, одно сердце (слегка сдвинутое к левой стороне), один репродуктивный орган и один кишечник (с большим количеством витков и изгибов, поскольку его длина до шести раз превышает наш рост) с одним входом и одним выходом.

Кроме того, наши беспозвоночные предки явно передвигались в своей среде обитания, поскольку мы унаследовали от них переднюю и заднюю части тела (правда, после того, как мы встали на две ноги, они превратились в верхнюю и нижнюю часть). Любое движущееся животное – будь то червь, креветка или улитка – имеет органы чувств спереди, то есть на том конце тела, которым оно движется вперед и которым в первую очередь воспринимает окружающую среду. И в самом деле, органы восприятия, расположенные, допустим, на хвосте, вряд ли представляют большую эволюционную ценность. Животному жизненно необходимо заранее знать, не движется ли оно в сторону пасти хищника, потому что, когда оно туда попадет, будет слишком поздно. По той же причине рот животного обычно расположен в передней части тела, потому что именно здесь происходит первый контакт с пищей. Особенно важно это для хищников, ведь потенциальная пища убегает, завидев своего преследователя (если бы львы прыгали на зебр задом, то вряд ли бы им удавалось так часто лакомиться мясом).

Все это способствовало тому, что в процессе эволюции животные почти всех групп приобрели головы, у нас голова закреплена посредством шеи над туловищем, но у других животных она находится спереди тела. На ней расположены органы зрения, обоняния, вкуса и слуха; через нее же мы поглощаем пищу. Внутри головы также расположен обрабатывающий информацию мозг, связанный нервами с находящимися поблизости органами чувств. Так что вовсе не удивительно, что в процессе эволюции он сформировался именно здесь. Всеми этими чертами нашего тела мы обязаны своим беспозвоночным предкам.

Книга едва началась, а я уже вовсю разглагольствую об эволюции, почти ничего не рассказав о ней. Прежде чем продолжить историю рыбы, давайте остановимся и немного поговорим о масштабе времени, о научности и о естественном отборе, важнейшем принципе эволюции. Начнем с временной шкалы, которой оперируют все, кто изучает эволюцию.

Земле примерно 4 550 000 000 (четыре с половиной миллиарда) лет. Если сжать все это время в один год и представить, что Земля сформировалась 1 января, а сегодня полночь 31 декабря, то первые микроскопические клетки появились 1 марта, тогда как наши рыбы-предки – ранние позвоночные – появились не ранее 21 ноября. Для того чтобы жизнь из простых химических соединений эволюционировала до клетки, потребовалось 750 миллионов лет, а затем еще 3 миллиарда (две трети возраста Земли) на то, чтобы из клеток возникли рыбы. После этого дело пошло быстрее, но все равно первые рыбы освоили сушу лишь в декабре. Земноводные возникли 2 декабря, а вслед за ними, 8 декабря, появились рептилии. Млекопитающие возникли 13 декабря, но оставались на заднем плане, пока 26 декабря, ближе к вечеру, не вымерли все динозавры. Люди же появились лишь за несколько часов до конца года.

В этой книге мы исследуем историю человеческого тела. Поскольку все открытия в этой области сделали несколько поколений ученых, то стоит поподробнее разобраться с тем, что же представляет из себя наука.

Наука, как это следует из самого слова, означает то, чему учатся и посредством чего получают знания. На протяжении человеческой истории способы получения знаний неоднократно менялись и не всегда были одними и теми же. В средневековой Европе, например, тоже были любознательные люди, которые задавались вопросами о происхождении мира, но вместо наблюдения за окружающей действительностью и опытов они предпочитали искать знания в старых книгах или обсуждали свои теории в ходе споров на абстрактные темы, пытаясь убедить друг друга в своей правоте. Постепенно такие споры и методы теоретического убеждения вышли из моды, в XVII столетии уступив место научным методам.

Научный метод можно схематически представить в виде треугольника. Сначала мы наблюдаем мир (или ту его часть, которая нас интересует). Затем мы составляем теорию, объясняющую наблюдаемые явления – гипотезу. Пока что это не слишком сильно отличается от прежнего подхода, но после этого мы переходим к совершенно иной, третьей, стадии. Вместо того чтобы обсуждать сильные и слабые стороны теории, мы ставим эксперименты и проверяем все на практике. Наблюдая за результатами эксперимента, мы возвращаемся к первой стадии, то есть к наблюдению за окружающим миром.