Жизнь до человека - Коллектив авторов - Страница 26

Гораздо позднее, в пермском периоде, у млекопитающеподобных рептилий зубная кость стала гораздо больше остальных шести костей челюсти, типичной для пресмыкающихся, и в ней появилось сходство с изогнутой костью, которая стала нижней челюстью человека и других млекопитающих.

Своими конечностями, благодаря которым он может передвигаться по земле, человек обязан плавникам древней пресноводной рыбы, и это много очевиднее, чем происхождение его черепа, челюстей и зубов. В мультфильмах нередко можно увидеть рыбу, которая шагает, опираясь на задние плавники, а передними помахивает, точно крошечными руками. Путь от плавников такой вставшей на дыбы рыбы до человеческих рук и ног кажется совсем коротким и простым - достаточно удлинить пару-другую костей и добавить кое-какие суставы.

В кино это, конечно, вполне осуществимо, но в реальном мире все происходило по-другому. Если бы древняя рыба действительно встала на дыбы, кости ее плавников, как и у современной рыбы, оказались бы направленными вбок под таким углом, что не смогли бы удержать тело в вертикальном положении, а место, где предстояло развиться ногтям, было бы обращено назад, а не вперед. Прежде чем рыбьи плавники превратились в человеческие руки и ноги, произошли некоторые из самых поразительных изменений за всю историю эволюции (см. рис. на стр. 106). Короткие, относительно широкие и неподвижные кости плавников удлинились, сузились, умножились в числе и приобрели суставы. Развились плоские кости таза и плеч, обеспечивая опору мышцам и соединение между конечностями и позвоночником. И что самое странное, те костные соединения, которым в дальнейшем предстояло стать пальцами человеческих ног, изменили свое положение - к тому времени, когда появился человек, они повернулись почти на 90° по отношению к первоначальной своей позиции, так что стопы оказались обращенными вперед и находились прямо под туловищем, принимая на себя его вес при ходьбе, а руки свободно свисали по бокам, причем их можно было протянуть и изогнуть почти в любом направлении.

Процесс развития конечностей начался около 400 млн. лет назад. В начале девонского периода, который называют Веком Рыб, некоторые рыбы приобрели две пары мясистых подвижных плавников, которые помогали им плавать, хотя в подавляющем большинстве случаев служили только для сохранения равновесия. Задние плавники прикреплялись к маленьким костным пластинкам, которые не были связаны с позвоночником, так что они не имели опоры, а потому движениям их недоставало силы. Передние же плавники были прочно соединены с позвоночником, но в результате их подвижность была крайне ограничена.

Однако среди этих древних рыб была группа так называемых кистеперых, чьи плавники обслуживались более сильными мышцами, причем кости плавников имели суставы. На этих крепких плавниках кистеперая рыба могла с наступлением засухи выбраться из ила и переползти по сухому руслу к какому-нибудь омуту, в котором еще сохранилась вода. У почти неповрежденной окаменелой рыбы, найденной в Пенсильвании в 1971 г., четко видно начинающееся разделение тех костей, которые в дальнейшем образовали плечо, предплечье, запястье и кисть человеческой руки.

От этих рыб, которые могли существовать не только в воде, но и на суше, произошли земноводные. Самые древние из них все еще сохраняли сходство с рыбами: у них имелись рудименты рыбьего хвоста, удобного для плаванья, но прежние плавники стали короткими, широко расставленными ногами, пригодными для того, чтобы ходить, хотя этот глагол не точно описывает способ передвижения первых амфибий. Они неуклюже ковыляли подобно современным саламандрам, так как их ноги были расположены далеко по бокам, отходили от тела горизонтально и поддерживали туловище не слишком надежно, да и шажки они делали очень маленькие.

Однако конечности некоторых амфибий уже завершались пятью четкими группами костей, образовывавших пальцы. Пальцы необходимы для бега, и более поздние позвоночные испробовали разные их количества. Например, у предка современной лошади, эогиппуса, было по четыре пальца на передних ногах и по три на задних. Его потомки постепенно утрачивали пальцы, и теперь у лошади есть лишь по одному полностью развитому пальцу на каждой ноге. Она опирается на кончики этих пальцев-это удлиняет ногу и обеспечивает длинный рычаг для быстрого бега. Когда человек бежит, он тоже удлиняет ноги, ступая на носки, однако чаще он ходит, а потому обычно использует всю стопу. Тут он явный приверженец старины - он все еще сохраняет пять пальцев, которые были у первых рыбообразных амфибий, когда они выкарабкались из ила на твердую землю.

Когда 350 млн. лет назад появились первые пресмыкающиеся, ноги у них, как и у их предков амфибий, были широко расставлены и они передвигались неуклюже, почти ползком. И почти все немногочисленные сохранившиеся представители некогда великого класса пресмыкающихся-например, крокодилы и ящерицы - почти так же неуклюжи. Но 225 млн. лет назад, в конце пермского периода, существовала группа пресмыкающихся, которые, по-видимому, вымерли после того, как от них произошли древнейшие млекопитающие. Эти млекопитающеподобные рептилии хорошо ходили и даже довольно быстро бегали. Их конечности претерпели еще одно смещение и находились не по бокам, как у амфибий, а уже почти под туловищем. Кроме того, бедренная кость их задних конечностей и "плечевая" передних с обоих концов завершались более совершенными суставами, а потому ноги этих рептилий двигались совсем не так, как торчащие в стороны конечности амфибий, которые были способны только описывать дугу. Ноги млекопитающеподобных рептилий могли двигаться вперед и назад параллельно продольной оси туловища, отчего шаг становился широким и уверенным. И лапы у них были уже повернуты пальцами вперед, что обеспечивало походке гибкость, пружинистость и ровность.

Рептилии были первыми настоящими обитателями суши. Они обладали легкими для подачи кислорода из воздуха в кровоток. Легкие пресмыкающихся очень далеко ушли от примитивных плавательных воздушных пузырей, которые у некоторых рыб появились, по-видимому, одновременно с жабрами, и заметно превосходили слабые легкие амфибий, нередко требовавшие дополнительного поступления кислорода в кровь через кожу из воды. Однако величайшим вкладом рептилий в эволюцию жизни на Земле была система размножения, пригодная для суши.

Амфибии вынуждены были размножаться в воде, подобно рыбам, своим предшественницам. Самки откладывали яйца в воду, и самцы оплодотворяли эти яйца уже в воде, чем вся родительская забота о потомстве, как правило, и исчерпывалась. Зародыш развивался, рос и в конце концов превращался в личинку, которая сразу начинала отыскивать пищу в воде самостоятельно. У пресмыкающихся система размножения претерпела радикальное изменение. Яйцо оплодотворялось внутри тела самки. Развивающийся в яйце зародыш находился в наполненной жидкостью полости (амнионе) и был снабжен желточным мешком с запасом питательных веществ, а также полостью для избавления от продуктов распада-аллантоисом. Все это окружала плотная скорлуповая оболочка. Только когда яйцо уже содержало все необходимое для питания и защиты зародыша, оно наконец откладывалось, и дальнейшее его развитие протекало вне тела самки.

Амниотическое яйцо остается основой и в размножении человека. Хотя после ряда важнейших изменений эта система у млекопитающих стала во многом совсем иной, чем у пресмыкающихся, между ними сохраняются и черты сходства, которых гораздо больше, чем может показаться на первый взгляд. Яйцеклетка по-прежнему оплодотворяется внутри материнского тела, и во время развития ее окружает амнион - полость, заполненная особой жидкостью, совсем как в яйце пресмыкающихся.

Чуть солоноватая амниотическая жидкость омывает эмбрион, защищая его от сотрясений и ударов. Это своего рода внутренний водоем, удивительно похожий на среду обитания рыб, которые были предками и человека и пресмыкающихся. Разумеется, скорлуповой оболочкой человеческий зародыш не окружен. Хотя снаружи амниона сохраняется желточный мешок, желтка он практически не содержит.