Люди размышляли о природе, казалось бы, бесполезных физических характеристик у живых существ на протяжении тысяч лет. Хотя идея рудиментарности охватила человеческое воображение только в конце 18-начале 19 вв., благодаря трудам двух французских натуралистов и предшественников дарвинизма Этьена Жоффруа Сент-Илера и Жана-Батиста Ламарка. Дарвин продолжил совершенствовать знания в области биологии человека, спустя пол века написав свой труд "О происхождении видов”, но это уже была его вторая книга. Его первым трудом было - "Происхождение человека” 1871 года, где он впервые рассказал о некоторых структурах, в настоящее время известных нам как рудименты, среди которых аппендикс, зуб мудрости и копчик.
Немецкий анатом Роберт Видершайм, в конечном итоге, придумал термин в своей книге 1893 года "Строение человека”, описывающей 86 органов, называемых "остатки" человеческой эволюции. Теперь мы понимаем, какое количество структур из этого списка имеет жизненно-важное значение (например, тимус и гипофиз), но другие появились, чтобы занять их место. Мы представляем вам шесть самых удивительных примеров рудиментов у человека.
1. ГУСИНАЯ КОЖА
Известная в медицине как cutis anserina, гусиная кожа (так назвали за сходство с кожей гуся) может быть вызвана рефлекторно целым рядом причин, в том числе страхом, радостью, удивлением, ностальгией и холодом. Механизм, который вызывает эту реакцию (пилоэрекцию) заставляет крошечные мышцы у основания каждого волоска на теле сокращаться, вызывая маленькие мурашки. Рефлекс сыграл решающую роль в выборе бороться-или-бежать у наших предков по эволюции, тела которых были полностью покрыты волосками: стоящие волосы помогали первобытному человеку казаться больше для хищника, возможно даже, полностью предотвращали угрозу его нападения. Если, будучи ничем не защищенной, ваша кожа попадает на холод, мурашки будут выступать в качестве дополнительной изоляции, поднимая волоски, чтобы создать дополнительный слой утепления. Хотя пилоэрекция остается полезным защитным механизмом для многих видов животных, (вспомните о разозленном дикобразе или загнанной в угол кошке), люди, лишившись большей части волосяного покрова на теле, сохранили ее исключительно как эмоциональную реакцию.
2. МУСОРНАЯ ДНК
Этот термин относится к участку человеческого генома, роль которого до сих пор не обнаружена. Хотя это спорный факт, многие ученые считают, что большая часть нашей ДНК раньше служила для каких-либо целей. Некоторые последовательности ДНК у человека имеют т.н. псевдогены и транспозоны, что указывает на дефект в цепи, который может быть вызван вирусом или какой-либо неизлечимой мутацией, возникшей в ходе эволюции. Как и любые другие рудименты, у нас все еще сохраняются эти участки генома, потому что они не причиняют ровным счетом никакого вреда: из века в век "мусорные” последовательности дублируются и передаются по наследству, несмотря на свою бесполезность.
3. ПОЛУЛУННАЯ СКЛАДКА
Эта крошечная складка кожи в уголке глаза является пережитком мигательной перепонки (третьего века), существующей с того времени, когда мы нуждались в чем-то на подобие. Сохранившаяся у птиц, рептилий и рыб, полностью функционирующая складка используется, чтобы поверхность глаза оставалась влажной и невредимой. В какой-то момент она стала ненужной примитивным людям, но у них сохранился небольшой кусочек этой складки, соединенный с мышцами (также рудиментарными). Полулунная складка является одним из немногих рудиментов, которые являются наиболее выраженными или распространенными в некоторых этнических группах, в данном случае, у африканцев и коренных австралийцев.
4. МЫШЦЫ
В ходе эволюции человеку приходилось все меньше и меньше полагаться на тело, поэтому некоторые мышцы по всему телу утратили свои функции, хотя многие из них все еще сохранились. Эта категория рудиментов определяется этнической принадлежностью. Малая затылочная, например, это тонкая ленточная мышца в основании черепа, которая двигает скальп. Демонстрируя широкий географическое разнообразие, все малайцы рождаются с ним, половина всех японцев и треть европейцев тоже, но меланезийцы – никогда. Малая затылочная мышца присоединяется к ушной мышце, которая когда-то позволяла нам двигать ушами, чтобы лучше слышать хищника, но сейчас функционирует в меньшей степени. Существуют и другие рудиментарные мышцы: длинная ладонная, которая напрягается в нижней части запястья, когда вы сжимаете руку; пирамидальная в животе, которой нет у 20 процентов людей; подошвенная в ноге, которая немного помогает сгибать колено, но ее вклад настолько мал, что хирурги обычно удаляют ее, во время операций на соседнем участке ноги.
5. ЛАДОННЫЙ ХВАТАТЕЛЬНЫЙ РЕФЛЕКС
Если новорожденные и делают что-то хорошо, так это сжимают ваш палец, когда вы кладете его в ладошку (однажды было проведено исследование, которое продемонстрировало, насколько сильной может оказаться хватка). Хотя мы делаем это, в основном, чтобы привлечь внимание, ребенок просто реагирует на эволюционный стимул. Если бы на нашем теле все еще росла шерсть, новорожденный использовал бы это рефлекс, чтобы хвататься за шерсть матери. Это полезно для портативности, имея две свободные руки в случае опасности, мать может перенести ребенка, схватившегося за ее шерсть, на дерево. Этот рефлекс проявляется также и в движении ногами, например, новорожденный подгибает пальцы, когда сидит, но, как и движение руками, этот рефлекс тоже исчезает к шести месяцам.
6. ОБОНЯНИЕ
Назовем наше обоняние рудиментарным. Хотя мы все еще пользуемся им каждый день, его функции и роль имеют гораздо меньшее значение, чем раньше. Лучше всего обоняние развито у тех животных, которые используют его в поисках пищи, защите от хищников или для спаривания. Т.к. сейчас у нас есть продуктовые магазины, нет естественных врагов, и со всеми любовными делами справляется Купидон, обоняние, скорее, существует для удобства (хотя есть доказательства, что феромоны могут играть роль в общении между людьми). В отличие от других пунктов этого списка, способность различать запахи все еще может помочь в выживании, например, предупредить вас об утечке газа.
Наличие рудиментарных органов, как известно, является одним из доказательств теории эволюции Дарвина. Что же это за органы?
Рудиментарными называют органы, которые утратили свое значение в ходе эволюционного развития. Они закладываются еще во внутриутробном состоянии и сохраняются на всю жизнь в отличие от так называемых провизорных (временных) органов, которые есть только у зародышей. От атавизмов рудименты отличаются тем, что первые встречаются крайне редко (сплошной волосяной покров у человека, дополнительные пары молочных желез, развитие хвоста и т. д.), вторые же — присутствуют почти у всех представителей вида. О них — рудиментарных органах человека — и поговорим.
Витрувианский человек, Леонадро да Винчи Flickr
Вообще вопрос о том, какова роль рудиментов в жизни того или иного организма и что, собственно, считать таковыми, все еще остается довольно сложным для физиологов. Ясно одно: рудиментарные органы помогают проследить путь филогенеза. Рудименты показывают наличие родства между современными и вымершими организмами. А еще эти органы в числе прочего являются доказательством действия естественного отбора, удаляющего ненужный признак. Какие же человеческие органы можно считать рудиментами?
Копчик
Схема копчика человека / Flickr
Это нижний отдел позвоночника, который состоит из трех или пяти сросшихся позвонков. Он представляет собой не что иное, как наш рудиментарный хвост. Несмотря на рудиментарный характер, копчик является довольно важным органом (как и другие рудименты, которые, хоть и утратили большую часть своего функционала, все еще остаются весьма полезными для нашего организма).
Передние отделы копчика необходимы для прикрепления мышц и связок, которые участвуют в функционировании органов мочеполовой системы и дистальных отделов толстого кишечника (к ним крепятся копчиковая, подвздошно-копчиковая и лобково-копчиковая мышцы, которые формируют мышцу, поднимающую задний проход, а также заднепроходно-копчиковая связка). Помимо того, к копчику прикрепляется часть мышечных пучков большой ягодичной мышцы, которая отвечает за разгибание бедра. А еще копчик нужен нам для того, чтобы правильно распределять физическую нагрузку на таз.
Зубы мудрости
Рентгеновский снимок зубов мудрости, растущих неправильно / Flickr
Это восьмые зубы в зубном ряду, в простонародье именуемые восьмеркой. Как известно, свое название «восьмерки» получили в связи с тем, что прорезаются значительно позже остальных зубов — в среднем в возрасте от 18 до 25 лет (у некоторых людей не прорезаются вообще). Зубы мудрости считаются рудиментами: в свое время они были необходимы нашим предкам, но после того как рацион питания Homo sapiens значительно изменился (уменьшилось потребление твердой и жесткой пищи, люди стали употреблять еду, подвергшуюся термической обработке), а объем мозга увеличился (вследствие чего природе «пришлось» уменьшить челюсти Homo sapiens) — зубы мудрости решительно «отказываются» вписаться в наш зубной ряд.
Эти «хулиганы» среди зубов то и дело норовят вырасти вкривь и вкось, из-за чего изрядно мешают другим зубам и общей гигиене полости рта: вследствие неправильного расположения «восьмерок» между ними и соседними зубами то и дело застревает пища. Да и зубной щетке добраться до зубов мудрости не так-то просто, поэтому их часто поражает кариес, что приводит к удалению больного зуба. Однако при правильном расположении зубов мудрости они, к примеру, могут служить опорой для мостовидных протезов.
Аппендикс
Удаленный аппендикс / Flickr
В среднем длина придатка слепой кишки у человека составляет около 10 см, ширина — всего 1 см. Тем не менее он может доставить нам много хлопот, а в средние века «болезнь кишок» и вовсе являлась смертным приговором. Нашим предкам аппендикс помогал переваривать грубую пищу и, конечно, играл очень важную роль в функционировании всего организма. Но и сегодня этот орган вовсе не так бесполезен. Серьезную пищеварительную функцию он, правда, давно не выполняет, зато выполняет защитную, секреторную и гормональную функции.
Ушные мышцы
Схема мышц головы человека, над ушными раковинами видны ушные мышцы / Flickr
Представляют собой мышцы головы, окружающие ушную раковину. Ушные мышцы (точнее, то, что от них осталось) — это классический пример рудиментарных органов. Это и понятно, ведь люди, которые умеют двигать ушами, встречаются довольно редко — куда реже, чем люди, которые бы не имели копчика, аппендикса и т. п. рудиментов. Функции, которые выполняли ушные мышцы у наших предков, вполне понятны: разумеется, они помогали шевелить ушами для того, чтобы лучше слышать приближающегося хищника, соперника, сородичей или добычу.
Пирамидальная мышца живота
Схема мышц тела человека / Flickr
Относится к передней группе мышц области живота, однако в сравнении с прямой мышцей имеет очень небольшие размеры, а по внешнему виду напоминает небольшой треугольник из мышечной ткани. Пирамидальная мышца живота - рудимент. Она имеет значение только у сумчатых животных. У многих людей она отсутствует вовсе. У тех же, кто является счастливым обладателем этой мышцы, она натягивает так называемую белую линию живота.
Эпикантус
Эпикантус - кожная складка верхнего века / Flickr
Этот рудимент характерен только для монголоидной расы (или, например, для африканских бушменов — самого древнего народа на планете, потомками которого, по сути, все мы и являемся) и представляет собой кожную складку верхнего века, которую мы видим при восточном разрезе глаз. К слову, именно благодаря этой складке и создается эффект «узких» монголоидных глаз.
Причины возникновения эпикантуса точно не известны. Но большинство исследователей склоняются к версии о том, что кожная складка на верхнем веке возникла вследствие природных условий проживания человека — к примеру, в условиях суровых холодов или, напротив, пустынь и жаркого солнца, когда эпикантус призван защищать глаза.
Рудимент человека - часть тела или неразвитый орган, который утратил свою необходимость в связи с изменившимися условиями существования, но все еще присутствует в настоящем времени, при этом не неся никакой смысловой нагрузки.
Наличие рудиментов у человека абсолютно ничем не обусловлено, но существованиерудиментарных органов стабильно продолжает передаваться из поколения в поколение.
Самое первое, что приходит на ум при обсуждении рудиментарных органов человека - это копчик . Копчик у человека образуется при сростании нескольких позвонков (обычно от 4 до 5).
Были времена, когда копчик был частью хвоста - органа поддержания равновесия, а также он служил для того, чтобы подавать различные сигналы, выражая тем самым свои эмоции.
Со временем, по мере того, как человек становился прямоходящим существом, передние конечности постепенно освободились и взяли на себя многие функции, в том числе и те, которые выполнял хвост, таким образом, хвост утратил свое значение в передаче социальных знаков и в удержании равновесия, превратившись в рудиментарный орган человека .
Аппендикс - червеобразный отросток слепой кишки, также является рудиментом человека , не выполняющим абсолютно никаких функций.
Существует мнение, что раньше аппендикс служил для длительного переваривание твердой пищи (например, круп). По этому поводу есть и еще одно мнение - аппендикс служил своеобразным резервуаром и местом размножения пищеварительных бактерий.
Аппендицит - заболевание, при котором этот аппендикс (рудимент) воспаляется и его приходится удалять. Такая операция очень распространена.
Зубы мудрости так называются, потому что прорастают значительно позже остальных зубов, в том возрасте, когда человек как бы становится «мудрее» - 16-30 лет.
В большинстве случаев, зубам мудрости не хватает места и они начинают беспокоить, мешая соседним зубам и их, как и аппендикс, приходится удалять, что позволяет с уверенностью также отнести зубы мудрости к рудиментам человека .
Мурашки - очень интересная защитная функция организма, утратившая свою актуальность применительно к человеку, но все же существующая и по сей день. Мурашки появляются при срабатывании пиломоторного рефлекса , главными причинами которого, являются холод и опасность .
При появлении мурашек, поднимается волосяной покров на теле, который, кстати тожеявляется рудиментом человека , по той простой причине, что утратил какое-либо значение и не выполняет никаких полезных функций.
Можно привести еще множество различных рудиментов человека, таких как волосы на голове, ногти, пальцы на ногах, мышцы, шевелящие ушами и так далее.
Атавизм у человека - появление неких признаков, которые были свойственны нашим далеким предкам, но в настоящее время уже отсутствуют у других.
Главным отличием атавизма от рудимента человека считается то, что атавизм является определенным отклонением, возникающим в редких случаях, например обильный волосяной покров на лице или же подобие перепонок между пальцев (встречается очень редко), а рудименты есть у всех, просто они со временем утратили свое значение
Давайте, к примеру, рассмотрим волосы. Они играют важную роль в «работе» кожи. Рядом с волосяной луковицей расположены потовые и сальные железы. Выводные протоки части потовых и большинства сальных желез выходят на поверхность кожи вместе с волосом. Кожное сало препятствует развитию микроорганизмов, смягчает кожу и придаёт ей эластичность. Однако, если у какого-то человека все тело затянуто волосами, включая лицо, то такую патологию материалисты называют атавизмом и связывают с наследством от далеких предков. Почему? Да, потому что обезьяны и многие другие животные полностью покрыты волосами – шерстью.
Примеры рудиментов в животном мире
Что такое можно встретить повсюду. Например, одуванчики, хотя они размножаются без оплодотворения, они все еще имеют цветы и образуют пыльцу. Среди насекомых можно встретить нелетающих жуков, которые имеют вполне сформированные крылья, скрытые под твердыми сросшимися надкрыльями.
Такие пресмыкающиеся, как питоны, по-прежнему имеют рудиментарный таз, не прикрепленный к позвонкам (как у большинства позвоночных животных), ‒ он просто плавает в брюшной полости. Это является доказательством того, что змеи произошли от четвероногих рептилий. Некоторые ящерицы несут зачаточные, рудиментарные ноги под своей кожей, которые незаметны снаружи.
Многие животные имеют рудиментарные глаза. Например, пещерные подводные обитатели, такие как рыбы (мексиканская тетра и саламандра видов Typhlotriton spelaeus и Proteus anguinus), слепы, но имеют зачаточные рудиментарные глаза. Глаза мексиканской тетры имеют линзу, дегенеративную сетчатку и зрительный нерв. Слепые саламандры имеют глаза со зрачками, которые от внешнего света закрывают веки.
У китов есть рудиментарный таз и задние лапы. Кости ног присутствуют в теле кита, но не прикреплены к остальной части скелета. Вместо этого они просто внедрены в ткани животного. Это является свидетельством эволюции китов от сухопутных предков с последующей потерей задних конечностей и таза. Все, что осталось рудиментарного в современных китах, является остатками этих конструкций.
Человеческие рудименты
Что такое рудимент? Это часть тела, утратившая в процессе эволюции свое прямое предназначение, например, человеческий аппендикс, который когда-то выполнял важную функцию, а сейчас приносит больше вреда, чем пользы. Копчик является остатком хвостовой кости далеких предков приматов ‒ это остаточная часть эмбрионального хвоста, который формируется в организме человека, а затем разлагается и «поедается» иммунной системой. А некоторые люди до сих пор, хотя и чрезвычайно редко, рождаются с хвостами (атавизмы).
Некоторые люди могут шевелить ушами, хотя это свойство присуще кошкам и другим животным и необходимо для локализации звуков во время охоты. Предками людей, как известно, были травоядные, и зубы были необходимы для жевания и измельчения растительной пищи. Более 90% всех взрослых людей имеют так называемые зубы мудрости. Эти бесполезные зубы иногда растут неправильно и могут вызывать сильную боль. Часто люди от них просто избавляются.
Появление у человека также является рудиментарным признаком. Такая реакция обычно возникает, когда холодно или страшно. Мышцы в основании каждого волоска воздействуют, чтобы поднять волосы вверх. У животных такая функция связана с удержанием тепла. То же самое может происходить, если животное находится под угрозой. На этот раз «стоячий мех» дает возможность зверю выглядеть более грозно и угрожающе.
Неопровержимые доказательства эволюции
Для изучения стандартного филогенетического дерева можно отметить, что каждый вид имеет уникальную родословную. Каждый организм имеет свой неповторимый цикл общих предков, связывающий его с ними. Следует ожидать, что организмы несут доказательства этой родословной истории. Что такое рудимент? В биологии это анатомические и молекулярные особенности, являющиеся нефункциональными.
Что такое рудимент? Например, крылья птиц являются очень сложными с анатомической точки зрения, структурами, специально приспособленными для управляемого полета, но есть птицы, которым летать не дано. Яркий тому пример ‒ страусы, крылья которых с уверенностью можно назвать рудиментарными органами, так как они нужны не для полета, а скорее для балансировки во время бега и брачных танцев.
Недоумение ученых
Рудиментарные структуры приводят в недоумение натуралистов на протяжении всей истории. Этот вопрос интересовал ученых еще задолго до того, как Дарвин впервые предложил свою универсальную теорию происхождения видов. Многие ученые умы XVIII-XIX века, такие как (1749-1832), Жорж-Луи Леклерк, Комте де Бюффон (1707-1788) и Жорж Кювье (1769-1832) занимались изучением этой проблемы.
За шестьдесят лет до публикации «Происхождение видов» Дарвина, выдающийся французский специалист в области анатомии Жоффруа Сент Илер (1772-1844) занимался вопросом рудиментарных крыльев у казуара и страуса. Он был в недоумении, почему именно природа всегда оставляет «следы органа», который уже больше не нужен. Десять лет спустя Жан-Батист Ламарк (1744-1829) дал определение некоторым рудиментарным структурам в своей «Зоологической философии».
Атавизмы
Атавизмами являются определенные характеристики, присущие лишь небольшой группе организмов. Примерами могут служить человеческие хвосты (копчиковая проекция), дополнительные или перепончатые пальцы, аномальная волосатость, подъязычная мышца у собак и так далее. Некоторые гены, например, пушок у младенца, просто деактивируются после родов. Что такое рудименты и атавизмы? Это всего лишь верхушка айсберга доказательств эволюции.
Характеристиками атавизмов являются:
1) присутствие во взрослой стадии жизни;
2) отсутствие признаков у родителей или недавних предков;
3) крайняя редкость в популяции.
Одним из самых драматичных атавизмов являются человеческие хвосты. Некоторые их них мягкие, содержащие только мышцы, кровеносные сосуды и нервы. Иногда могут присутствовать хрящи. Эти хвосты могут быть удалены хирургическим путем. К атавизмам относят наличие большого количества сосков (более 2-х).
Загадки эволюции
Что такое рудименты в утратившие свое непосредственное предназначение и более не выполняющие свои прямые функции. Если все живые организмы произошли от общего предка, тогда потеря или приобретение различных функций и структур обуславливается исторической макроэволюцией.
Крылья нелетающей птицы и глаза глубоководной рыбы – это все проявления эволюционной причуды под названием «рудимент». Существование подобных излишеств в организме ничем не обосновано, но устойчиво передается из поколения в поколение. Мы расскажем о самых известных рудиментах человека, и о том, как они возникли.
Копчик
Самым известным рудиментом, доставшимся человеку от давних предков, является копчик (coccyx) – треугольная кость, образованная срастанием 4-5 позвонков. Когда-то он образовывал хвост – орган поддержания равновесия, который также служит для передачи социальных сигналов. По мере того, как человек становится прямоходящим созданием, все эти функции перешли на передние конечности, и потребность в хвосте отпала.
Тем не менее, на ранних стадиях развития человеческий эмбрион обладает хвостовым отростком, который, нередко, сохраняется. Примерно один из пятидесяти тысяч младенцев рождает с хвостиком, который может быть легко удален без последствий для организма.
Аппендикс
Червеобразный отросток слепой кишки (appendix vermiformis) давно перестал играть хоть какую-нибудь роль в человеческом организме. Предположительно, он служил для длительного переваривания твердой пищи – например, круп. Вторая теория гласит, что аппендикс играл роль резервуара для пищеварительных бактерий, где они размножались.
Аппендикс взрослого человека имеет длину от 2 до 20 сантиметров, однако в большинстве случаев его длина примерно равна десяти сантиметрам. Воспаление червеобразного отростка (аппендицит) является очень распространенным заболеванием – на него приходится 89 процентов всех хирургических операций брюшной полости.
Зуб мудрости
Третьи моляры (коренные зубы) получили свое название по той причине, что прорезаются гораздо позднее всех остальных зубов, в том возрасте, когда человек становится «мудрее» - 16-30 лет. Основная функция зубов мудрости – жевательная, они служат для перетирания пищи.
Однако у каждого третьего человека на Земле они растут неправильно – им не хватает места на челюстной дуге, в результате чего они или начинают прорастать в стороны, или травмируют своих соседей. В подобных случаях, зубы мудрости приходится удалять.
Синтез витамина С
Нехватка витамина С (аскорбиновой кислоты) в организме может привести к заболеванию цингой с последующим летальным исходом. Однако, человек не может самостоятельно синтезировать этот витамин в своем организме, в отличие от большинства приматов и других млекопитающих.
Ученые давно предполагали, что у человека существовал орган, отвечающий за выработку аскорбиновой кислоты, однако подтверждение этому было обнаружено лишь в 1994 году. Тогда был найден псевдоген, отвечающий за выработку витамина С, аналогичный тому, что есть у гвинейский свиней. Но у современного человека эта функция отключена на генетическом уровне.
Вомероназальный орган (ВНО)
В социальном поведении животных феромоны играют доминирующую роль. С их помощью самки привлекают самцов, а сами кавалеры помечают подконтрольную им территорию. Большинство эмоций сопровождается выбросом феромонов – страх, злость, умиротворение, страсть. Человек же больше полагается на вербальную и визуальную составляющие социального общения, поэтому роль распознания феромонов сведена к минимуму.
Гусиная кожа
Мурашки (cutis anserina) возникают при срабатывании пиломоторного рефлекса. Основными побудительными мотива этого рефлекса являются холод и опасность. При этом спинной мозг производит возбуждение периферических нервных окончаний, которые приподнимают волосяной покров.
Так в случае холода, приподнятые волосы позволяют сохранить больше теплового воздуха внутри покрова. Если же возникает опасность, увеличение волосяного покрова придает животному более массивный вид. У человека пиломоторный рефлекс остается рудиментом, поскольку густой волосяной покров был утерян в процессе эволюции
Мужские соски
Одна из ранних научных теорий предполагала, что соски являются признаком способности мужчины к грудному вскармливанию, которая была утеряна в процессе эволюции. Однако позднее исследования показали, что никто из мужских особей наших предков не обладал такой функцией организма.
В настоящее время принято считать, что соскиформируются еще на той стадии развития эмбриона, когда его пол не определен. И лишь позднее, когда зародыш начинает самостоятельно вырабатывать гормоны, можно определить кто родится – мальчик или девочка.
