Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно

Если вы поймаете школьника и тряхнете его как следует с вопросом, что такое рудиментарный орган, он вам, скорее всего, ответит, что это что-то ненужное. Если перед вами советский школьник, то мне хочется верить, что ответ будет полнее — вам расскажут, что “рудиментарный” значит орган, утративший свое значение в процессе эволюции, от латинского “rudimentum” — зачаток, первооснова.

Как бы то ни было, большинство статей о рудиментах начинаются с самых очевидных примеров. Один из популярных, в духе нашего времени, в пятой точке — копчик. Утраченный хвост. Первое, что приходит на ум воспаленному воображению SV, это милая японская школьница с декоративным хвостиком и в варежках-лапках. Но жизнь она не такая. На самом деле у всех млекопитающих есть хвост, но только в какой-то момент их развития. Конкретно в организме человека он присутствует на стадиях эмбриогенеза с 14 по 22 — это с 33й по 51й дни развития плода. А те, у кого он не редуцируется по мере созревания, внешне настолько далеки от милоты, что предпочитают удаление.

Считается, что копчик, расположенный в конце позвоночника, утратил свою первоначальную функцию по поддержанию равновесия и подвижности, перестав быть хвостом. Но здесь-то и кроется проблема редуцированности. Действительно ли у нас всех есть лишние запчасти? Внутренний хвост всё ещё на что-то годится. Он выполняет второстепенные функции, являясь точкой привязки мышц тазового дна, сухожилий и связок. Что, в принципе, объясняет, почему он не исчез окончательно.

Для того, чтобы убедиться, что мы такие не одни, нужно нырнуть поглубже в науку и в море. Нас интересуют усатый кит, северный гладкий кит и/или дельфины. У них в процессе спуска в море ноги полностью исчезли. Если Джорджиацеты (древние предки китообразных) плавали на всех четырех, то, чтобы найти у кита остатки тазовых костей, придется изрядно покопаться в его анатомии.







У дельфинов примерно всё то же самое — крохотные тазовые кости спрятанные где-то в туше. “Руки” и у тех, и у других переросли в ласты. Но, как и у человека, встречаются мутации. У дельфинов, например, иногда отрастают стопы. Вот вам четвероногий дельфин, пойманный рыбаками у западного побережья Японии. Ага, внезапно четырёхногий дельфин.



Если покопать чуть глубже, то увидим, что проблемы с попой или, если угодно, с местом, откуда растет хвост и ноги, а у некоторых и руки, есть у многих видов. Удавообразные змеи и питоны тоже имеют рудиментарные остатки таза, которые внешне выглядят как маленькие тазовые шпоры с каждой стороны от клоаки. Они, как у китов и дельфинов, ни к чему не прилеплены, и просто есть в теле. Эти шпоры иногда используются в совокуплении, но не являются уж сильно необходимыми, поскольку ни одна здоровая змея у большинства видов не обладает этими наростами. Чувствуете разницу? У нас редуцировался хвост, а не копчик. Копчик как раз штука нужная. И да, змеи-мутанты тоже бывают.



Но как определить, является ли орган рудиментарным? Четырёхногий дельфин ведь гребет всеми ластами, даже теми, которые у него случайно выросли. Может ещё и быстрее, чем его “нормальные” товарищи. Или, например классически рудиментарными ушными мышцами и мышцами ноздрей ваш SV владеет как заправский шимпанзе, и двигает ими при каждом удобном случае. Зубы мудрости у многих растут, колосятся, ничему не мешают и даже иногда участвуют в жевании. Не так активно, как у наших брутальных предков, но всё-таки их не постигла судьба китового уса. Да-да, ус это вполне себе зубы, такие же как у нас. Лунки-соцветия зубов видно у детенышей кита в стадии эмбриона. Вот фото. Это дальше они срастаются и принимают странную форму.



Пойдем изучать наше бренное тело дальше. Куда менее популярная тема, чем хвост с ушами, это нюх. У некоторых животных есть такая замечательная штука, как вомероназальный орган (ВНО) или орган Якобсона — в честь хирурга, открывшего его. Ну как открывшего. Де-факто о нем уже знали почти столетие, но Якобсон в эпоху наполеоновских войн посетил пару госпиталей, вскрыл пару трупов и описал открытие снова и в красках, за что ему тут же выдали серебряную медаль, звание полкового хирурга и королевскую стипендию. А раз медаль выдали, значит важный человек, и вот он уже вписан во все учебники и вхож в научные общества. Это вам не 6 лет мед. института, плюс ординатура, рабство, галеры и прочее, это заря научной эры.



Так вот, считается, что орган Якобсона является частью второго, совершенно отдельного вида обоняния, известного как дополнительная обонятельная система. Ученые обломали множество копий об эту тему. До сих пор, нет-нет, да раздаются звонкие фейспалмы об лысые ученые лбы в научной среде по абсолютно противоположным мнениям. Суть в том, что в среднем у каждого четвертого жителя планеты есть в носовых пазухах дополнительная камера (доп. периферический отдел), которая у более простых и древних животных, вроде змиев, всяких ящериц, ещё у коров, свиней, котанов, собак и некоторых, но не всех, приматов, улавливает феромоны. У человека эта камера есть в базовой комплектации в период, когда он ещё креветка (эмбрион). Но потом она у большинства людей пропадает. А у тех, у кого остается, толком узнать, что она делает, не удается. Вроде как на половое поведение влияет (Won, J; Mair, E. A.; Bolger, W. E.; Conran, R. M. (2000). "The vomeronasal organ: an objective anatomic analysis of its prevalence". Ear, Nose, & Throat Journal. 79). И всё. И туман. Как влияет, куда влияет… Вы вот можете сказать, что вас запах возбуждает? А вслух? А научное доказательство предъявить по требованию сможете? Нет. Только грустно разводя ушами скажете, что это больше психиатрия, чем анатомия…

И чем дальше тем интереснее. Эволюционисты уже давно настаивают на том, что волосы человеческого тела и прикрепленные к ним маленькие мышцы (эректор пили) являются бесполезными пережитками наших волосатых предков. Но человеческие волосы так же функциональны, как и у любого другого млекопитающего.

Тело человека покрыто волосками, за исключением ладоней и подошв. Но у человека, в отличие от других млекопитающих, шерсть выглядит откровенно убого — крошечные бесцветные волоски, называемые пушковыми волосами, едва покрывают то, где у любой уважающей себя гориллы уверенно колосится густой лес. Отсюда и растут ноги у мифа, что мы шерсть утратили. Визуальная убогость волосяного покрова создает у ощущение «безволосости» людей везде, за исключением кожи головы, подмышечной впадины, груди и половых органов.



Но на самом деле, если мы пересчитаем наши жалкие волосы поштучно, у людей будет столько же волос на квадратный сантиметр на носу, щеках и лбе, сколько и на макушке головы или в паху. И плотность посадки в целом такая же, как и у большинства приматов. Волосы растут из трубчатых структур в коже, называемых волосяными фолликулами. Большинство волосяных фолликулов способны создавать более одного типа волос, в зависимости от возраста, местоположения и гормональной стимуляции. Первые волоски, которые вырастают из фолликулов развивающегося ребенка, это длинные шелковистые волосы, или волосы лануго. Эти волосы, которые покрывают большую часть тела, обычно выпадают до рождения и заменяются как раз теми самыми крошечными пушковыми волосами, которые, к тому времени как при виде противоположного пола у вас начинает кружиться голова и чесаться в разных местах, начинают сменяться более жестким ворсом. Таким образом, новорожденный ребенок тоже может казаться лысым, но на самом деле он покрыт пушковыми волосами, ни больше и не меньше вашего.



Длинные пигментированные волосы на коже головы и в других местах на нашем теле называют терминальными волосами. Терминальные волоски растут из фолликулов, которые когда-то производили волоски лануго и пушок. Что самое интересное, возможен и обратный процесс. Когда мальчик достигнет половой зрелости, волоски станут терминальными, а затем снова начнут меняться в пух. И вот вы уже лысеете в свои ребячьи 40 лет, хотя вроде бы ничего не выпадает и шапка не жмет.

Некоторые отдельно радикальные эволюционисты утверждают, что почти все волосы на теле человека являются рудиментарными, потому что не выполняют большинство функций, свойственных им у других млекопитающих. К примеру, волосы служат теплоизоляцией, что очень важно — большинство животных не способны регулировать температуру своего тела путем потоотделения. Ещё они служат важным барьером для ультрафиолетового излучения солнца. У нас на эту роль едва претендуют волосы на голове. Зачем тогда нам эта пародия на мех? Важной ролью волос является их сенсорная функция. Все волосяные фолликулы, независимо от размера, снабжены сенсорными нервами, так что их можно считать механорецепторами.

Наши волосы похожи на маленькие рычаги, которые, будучи перемещенными любым физическим воздействием, включая воздух, посылают сенсорные сигналы в наш мозг. К примеру, именно приземление мухи на пятую точку вы не почувствуете, но если она заденет пару волосков, вы живо встрепенетесь от того, что кто-то по вам ползает. Это работает как для крошечных волосков пушка, так и для длинных концевых волосков. Так что сенсорную функцию вряд ли можно считать рудиментарной.

Другой важной функцией волосяных фолликулов является восстановление поверхности кожи эпидермиса после порезов и глубоких ссадин. Волосяные фолликулы человека, независимо от их размера, служат важным источником эпидермальных клеток для восстановления поверхности кожи (реэпителизации), когда теряются широкие участки эпидермиса.



Также, например, все волосы связаны с мышцами, и такую фишку, как мурашки по коже, чуть ли не все поголовно считают стопроцентным рудиментом. Гуляют даже мифы, что так мы топорщили шерсть в случае опасности, или ещё чёрте что делали. На самом деле мышца, называемая эректор пили, действительно служит для перемещения волос из нормального наклонного положения в более прямое положение. И в случае пушковых волос человека это действительно приводит к тому, что обычно называют «мурашки по коже». Но вообще это побочный эффект, а не основной.



Мышца выжимает масло из сальных желез, которые также прикреплены к волосяному фолликулу. Мышцы эректора пили снабжаются нервами симпатической нервной системы, что часто связано с нашей реакцией на такие раздражители как «бегство и испуг». Таким образом, когда мы боимся, нервная система приходит в режим ахтунг, и случайно коротит микро мышцы фолликул по выталкиванию сала. То есть никого мы так не пугали и никакой холки не подымали — в лучшем случае так можно стать скользким и вонючим, но с какими хищниками это работает, а с какими нет, сказать сложно. Второй востребованной функцией после смазывания является выработка тепла. И если напряжения “мурашек” не хватает, нервная система усиливает сигнал, и мы начинаем дрожать, в действие постепенно включаются более крупные сегменты. Ну и так далее.

Думаете у нас одних такие проблемы? Ну конечно, на лысой обезьяне мир сошелся клином. Вот вам волосатое трио, раз уж мы говорили про морских жителей: ламантин, кашалоты и дельфины. Да, они тоже волосатые. Вот ласта. Если вы не видели её никогда раньше, то, скорее всего, подумаете, что перед вами не морское животное, и может поднимете голову вверх в надежде получить хоботом по лицу. Но нет, это не стопа слона, а ласта западно-индийского ламантина (Trichechus manatus). Волосатая ласта с ногтями. Ни то ни другое морской корове, на наш взгляд, не нужно. А вот сама корова с вами поспорит. Но речь не только про волосы. Вопрос усиков в животном мире особенно нежен и чувствителен.



Если вы внимательно посмотрите на морду дельфина (и некоторых китов), вы увидите два ряда крошечных ямок, известных как вибриссальные ямки. У новорожденных дельфинов там есть небольшие волосинки, которые быстро исчезают, оставляя пустые кратеры. Конечно хотелось бы думать, что эти ямки — живое доказательство того, что у дельфинов были усатые предки, причем с густой растительностью, как у Хайнемана, ну или хотя бы у Николаева (Выпьем за любовь!). Но это не так… вернее, не совсем так. Эти структуры далеко не бесполезны, как может показаться. Собственно, до недавнего времени всем так и казалось. По крайней мере, у одного вида дельфинов они могут чувствовать электричество. Николь Чех-Дамал из Университета Гамбурга обнаружила эту удивительную способность, изучая вид Sotalia guianensis. Он очень похож на хорошо знакомого нам дельфина-афалина, но его вибриссовые ямки намного больше.



При помощи тепловизора ученые определили, что эти области активно питаются кровоснабжением. Это их заинтриговало, они подождали, пока один из дельфинов склеил ласты, читай — умер по естественным причинам в зоопарке Мюнстера — и провели вскрытие. Оказалось, что каждая ямка выглядит как длинный кувшин, окруженный кровеносными сосудами. Они также обвиты ветвями тройничного нерва, который несет информацию от кувшинки прямо в мозг. Они мало того, что абсолютно точно походили на органы чувств, так ещё и выглядели точь-в-точь как структуры, которые позволяют акулам и утконосам чувствовать электрические поля. В рамках океанариума в зоопарке провели эксперимент и попробовали обучить дельфина действовать по команде, подаваемой на электроды, расположенные в воде. Нет это было не 220 вольт, они же ученые. Напряжение проверяли разное, и опытным путем нашли порог чувствительности в 4,6 микровольт на сантиметр — более чем достаточно для обнаружения даже мелкой рыбы. И это вытворяют усики, которые считали рудиментарной фигней.

Вернемся к Джейми. Не только у дельфинов, но и у многих млекопитающих верхняя губа и область носовых пазух связаны с усами или вибриссами, которые выполняют сенсорную функцию. У людей этих усов в общем-то больше не существует, но все еще встречаются спорадические случаи, когда можно обнаружить элементы связанных с ними вибриссальных капсульных мышц или синусовых волосковых мышц. То есть, чисто в теории, некоторые усы могут быть не редуцированным органом осязания.



Что я хочу сказать? Когда-то была популярна фраза про “неисповедимые пути метафизического”. Сейчас она, пожалуй, актуальна в отношении естественного отбора. Семь миллиардов цепочек наследственных мутаций, врожденных болезней и комбинаций иммунитета и анатомии находятся в свободном плавании. Что у них редуцировано, а что ещё вернётся и заиграет новыми красками сексуальной привлекательности и успеха в половом размножении — усики, маляры, виртуозные уши — предугадать невозможно.

Источник: Habr.com