26.06.2013

Зачем нам рудименты эволюции?

Мы прошли длинный путь, и то, что несём с собой, напоминает о важных вехах антропогенеза.

Зубы мудрости, сухожилие длинной ладонной мышцы, шевеление ушами — всё это требовалось миллионы лет назад, но из-за изменения нашего рациона, образа жизни и среды обитания нужда в этих вещах отпала. Впрочем, и совсем уж бесполезными их не назовёшь, ведь они помогают прояснить аспекты человеческой эволюции.

Одна из самых живучих абстракций Чарльза Дарвина — это концепция общего предка, которая гласит, что эволюцию можно представить в виде древа с единым для всех форм жизни корнем, стволом, толстыми суками, ветвями потоньше и т. д. Иными словами, мы должны нести в себе нечто, объединяющее нас с другими организмами. Поход в прошлое начинается для нас с неандертальцев — наших ближайших родственников по роду Homo — и шимпанзе — ближайших к нам приматов. Затем мы проходим через единого предка млекопитающих, животных вообще и так далее до того предка, который является общим для всего живого на Земле.

Действительно, за последние полтораста лет биологи обнаружили в человеке немало рудиментарных органов, доставшихся нам в наследство в качестве эволюционного багажа. По-видимому, они отражают наше общее с другими существами происхождение от единого предка или даже целые этапы эволюции.

Когда палеонтологи начинают разбираться с окаменелостями, как можно быть уверенным в том, что перед ними не такие же рудиментарные черты? Этот вопрос особенно важен для изучения эволюции человека. Например, многие скелеты австралопитеков (в том числе «Люси») обладают чертами, одни из которых указывают на обезьяноподобное лазание по деревьям, а другие — на передвижение на двух ногах, как подобает человеку. Действительно ли Люси ещё карабкалась по деревьям или же это унаследованные примитивные черты, давно вышедшие из употребления? Неизвестно.

В работе «Происхождение человека» (1871) Дарвин перечислил немалое количество человеческих черт, которые являются абсолютно или почти бесполезными, ибо условия, при которых они возникли, больше не существуют. Тем не менее современные исследования показали, что в действительности они нам всё ещё нужны. Вот некоторые из них.

Обоняние. Люди, будучи приматами, полагаются в основном на зрение, тем не менее обоняние по-прежнему очень хорошо развито — за него отвечают более 300 генов. Нос человека способен определить некоторые пахучие соединения в концентрации нескольких частей на триллион.

Вместе с тем обоняние тесно связано со вкусом: 80–90% вкусовых ощущений — это ароматы. Кроме того, обоняние играет важную роль в социальных взаимодействиях (например, в выборе друзей и половых партнёров), а также предупреждает об опасности.

Волосы на теле. Нагота — одна из величайших тайн человеческой эволюции. Возможно, дело в том, что 2–3 млн лет назад перемена образа жизни (вместо того чтобы лазать по деревьям, наши предки стали бегать под солнцем саванны) повысила скорость конвекции. Но тогда непонятно, почему кое-какие волосы остались.

Вероятно, дело в целом наборе функций. Большинство учёных приписывает им прежде всего функцию гендерной сигнализации и помощи в выборе партнёра. Кроме того, рост волос увеличивается в период полового созревания, что тоже немаловажно. Наконец, одновременно с волосами в тех же областях тела (подмышки, пах) растут апокринные потовые железы, которые производят жидкости, содержащие феромоны, а последние оповещают окружающих об изменениях в поведении и физиологии человека.

Зубы мудрости. Почти все приматы обладают тремя коренными зубами на каждой стороне челюсти, причём и в верхнем, и в нижнем зубном ряду. Современные люди необычны тем, что один или несколько третьих моляров (именно их мы называем зубами мудрости) довольно часто не выходят на поверхность десны или отказываются развиваться.

Существует целый ряд причин этого явления: небольшая челюсть, скученность зубов и т. д. Наиболее распространёнными кажутся врождённые факторы. Отсутствие зубов мудрости у других приматов тоже встречается, хотя и реже (у людей — с частотой 20%, у остальных — 5%), и зарегистрировано даже у других гоминидов — например, у человека прямоходящего.

Редукция третьего моляра действительно может быть примером недавней эволюции. Вопрос о том, можно ли рассматривать зубы мудрости в качестве рудимента, ещё открыт, но нет сомнений, что современная диета и успехи стоматологии вполне позволяют нам обходиться меньшим количеством зубов.

Червеобразный отросток. Аппендикс в течение долгого времени считался классическим примером рудиментарного органа. Но теперь известно, что он играет важную роль в иммунной системе (содержит лимфатические сосуды, которые помогают бороться с патогенами) и участвует в управлении пищеварительной системой (контролирует движение её содержимого и удаляет жировые отходы).

Копчик. Сегодня он уже не принимает на себя массу тела, ведь мы ходим вертикально, и таз с остальными отделами позвоночника справляются самостоятельно. Тем не менее у копчика есть ряд важных функций: к нему крепятся мышцы, которые поддерживают органы малого таза (например, лобково-кобчиковая мышца), а также мышцы опорно-двигательного аппарата, в том числе большая ягодичная.

Предстательная железа. Функция этого мужского органа (одна из дополнительных половых желёз) ныне хорошо известна, но во времена Дарвина оставалась тайной за семью печатями. Она вносит фундаментальный вклад в производство спермы, а также содержит антимикробные компоненты, которые защищают уретру от инфекций.

Вомероназальный орган. Многие млекопитающие обладают парой органов по обе стороны от носовой перегородки в нижней части носовой полости, которые используются для обнаружения феромонов. До недавнего времени считалось, что они отсутствуют у людей, но теперь ясно, что они есть у большинства из нас.

Хотя их точная функция остаётся спорной, вполне вероятно, что, как и у других млекопитающих, их роль, по крайней мере частично, заключается в обнаружении феромонов других людей и тем самым в регулировании аспектов репродуктивной физиологии и поведения. Другими словами, они, кажется, фиксируют феромоны, произведённые апокринными потовыми железами других людей, которые влияют на выбор сексуального партнёра и супруга.

Стопа. Во время ходьбы одна нога человека несёт на себе вес тела, в то время как другая отталкивается, чтобы привести тело в движение. Чтобы рычаг был эффективным, он должен быть жёстким, это обеспечивают связки и мышечные сухожилия. У других приматов эта нога намного подвижнее — она активно изменяет положение, чтобы приспособиться к неровным поверхностям. Происходит это благодаря так называемому разрыву средней предплюсны (или изгибу в середине стопы).

Считается, что разрыв средней предплюсны был потерян людьми в ходе адаптации к прямохождению. Действительно, он отсутствует у большинства видов австралопитеков (в том числе у «Люси»), хотя, по-видимому, есть у Australopithecus sediba. Недавнее исследование, однако, показало, что почти 10% современных людей обладают этим разрывом.

Это идёт вразрез со всем, что мы до сих пор знали о человеке и его эволюции, и это не так-то легко объяснить. Хотя эта черта чаще встречается у людей со сравнительно плоской аркой стопы и с привычкой поворачивать ногу внутрь при ходьбе, эти особенности компенсируются обувью, поэтому почти никакого реального влияния на наше перемещение не оказывают.

Разрыв средней предплюсны больше, чем какая-либо другая черта, изучалась эволюционной биологией в течение последних 150 лет и, вероятно, оправдывает звание рудимента. Наверное, это самый убедительный пример эволюционной обузы.

Но даже в этом случае дальнейшие исследования могут показать, что эволюция приспособилась к двум ногам неожиданным образом. Возможно, это даже выгодно.

Хотя Дарвин ошибся в мелочах, в целом его идея выдержала испытание временем. По меньшей мере всё перечисленное ещё раз демонстрирует наличие у нас общего предка с другими обезьянами в дополнение к данным ДНК, а также физиологическому и поведенческому сходству. Человек — вчерашняя обезьяна!

Подготовлено по материалам The Conversation.

Дмитрий Целиков

Источники:

1. compulenta.computerra.ru