Анатомия в наследство: 5 особенностей нашего тела, доставшихся человеку от невообразимо далеких предков

С точки зрения эволюции, у всех нас найдутся общие предки, если мы вернемся достаточно далеко в прошлое. Это означает, что многие черты нашего тела восходят к тысячам или даже миллионам лет назад в великом генеалогическом древе жизни.

В биологии термин «гомология» относится к сходству структуры, основанной на происхождении от общего предка.

Подумайте о сходстве человеческой руки, крыла летучей мыши и плавника кита. Все они имеют специальные функции, но основной план тела костей остается прежним.

Этим они отличается от «аналогичных» структур, таких как крылья насекомых и птиц. Хотя те выполняют схожую функцию, крылья стрекозы и крылья попугая возникли независимо и не имеют одного и того же эволюционного происхождения.

Сегодня мы рассмотрим пять примеров черт древних существ, которые до сих пор встречаются у людей.

Что делает нас людьми? Этот вопрос мучил ученых и философов на протяжении веков. Сегодня кажется относительно просто определить, кто человек, а кто нет, но если взглянуть на летопись окаменелостей, картина быстро станет намного менее ясной.

Начинается ли «человечество» с происхождения нашего собственного вида, Homo sapiens, 300 000 лет назад? Или нам следует опереться на существ, обитавших на Земле более чем три миллиона лет назад — например, на знаменитого афарского австралопитека «Люси» из Восточной Африки? Или следует заглянуть в историю еще глубже, к отделению наших далеких предков от других человекообразных обезьян?

Какую бы линию вы ни чертили на песке, определяя этап зарождения человечества, одно можно сказать наверняка. Привычное хождение на двух ногах, известное как «прямохождение», было одним из величайших достижений наших предков. Почти каждая часть нашего скелета была затронута переходом от ходьбы на четвереньках к прямохождению. Эти адаптации включали выравнивание и изменение размера костей стопы, тазобедренных костей, коленей, ног и позвоночника.

Важно отметить, что по ископаемым черепам мы можем отследить, что быстрое увеличение размера нашего мозга произошло вскоре после того, как мы начали ходить прямо. Потребовались даже изменения в области таза, чтобы дети с большим мозгом могли проходить через расширенные родовые пути. Наш расширенный таз (иногда называемый расширением подвздошной кости) — это гомологичная черта, присущая нескольким линиям ранних ископаемых людей, а также всем, кто живет сегодня.

Всем известно, что глазные яблоки сидят в глазницах, но лишь немногие знают, что у нас в черепе есть и другие крупные отверстия, известные как фенестры. На каждой стороне человеческого черепа находится одно окно, объединяющее нас с нашими общими предками, жившими более 300 миллионов лет назад.

Животные с подобным «окном» в черепе известны как синапсиды. Это слово означает «сросшаяся арка» и подразумевает костную арку, расположенную под отверстием в черепе за каждым глазом. Сегодня все млекопитающие, включая человека, являются синапсидами (но не рептилии и птицы).

Другие известные синапсиды доисторических времен включают диметродона — древнюю рептилию, которую часть ошибочно считают динозавров из-за характерного паруса на спине. Правда заключается в том, что из-за его широких конечностей и единственного височного отверстия он вместо этого принадлежит к линии, которую иногда называют «звереподобными рептилиями», хотя ученые предпочитают более точный термин — то есть «синапсид».

Наличие пяти пальцев на руке или ноге человека делает их «пятипалыми», и подобная анатомическая особенность встречается у большинства амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Однако у рыб, к примеру, нет пальцев на плавниках. Так когда же у живых существ впервые появились пальцы?

Недавнее исследование продемонстрировало, что прото-пальцы все-таки существовали внутри рыбьих плавников. Ученые использовали мощные методы визуализации, чтобы заглянуть внутрь окаменелости под названием Elpistostege возрастом 380 миллионов лет, и открытие произвело на них впечатление. Удивительно, но первые рыбы, у которых развились пальцы, все еще сохраняли плавниковые перепонки, поэтому снаружи данная анатомическая особенность была не видна.

Самые ранние четвероногие (четырехногие животные с позвоночником, которые в конечном итоге переместились из воды на сушу) «экспериментировали» с количеством пальцев: иногда их находили с шестью, семью или восемью пальцами.

Эти самые ранние четвероногие, вероятно, все еще жили в воде. Только когда они стали по-настоящему земными, появилась пятипальцевая конечность. Такое расположение, скорее всего, возникло как практическое решение для уменьшения нагрузки на землю.

Вы когда-нибудь задумывались, насколько эволюционно стары ваши драгоценные зубы, которые так легко испортить и так дорого лечить?

В 2022 году группа палеонтологов описала изолированные зубы ископаемых рыб из пород силурийского возраста в провинции Гуйчжоу, Китай. Это замечательное открытие отодвинуло минимальный возраст зубов еще на 14 миллионов лет назад по сравнению с предыдущими открытиями. Это означает, что наши зубы восходят к колоссальным 439 миллионам лет назад.

«Отрастить хребет» — значит стать смелее и увереннее. Первые животные, которые именно это и сделали, наверняка были смельчаками — им предстояло жить в кишащих опасностями океанах 500 миллионов лет назад.

Во-первых, у этих червеобразных животных развилась «хорда» — хрящевой стержень, проходящий вдоль задней части тела. Это позволило прикрепить сегментированные мышечные блоки и длинный хвост, выходящий за пределы ануса. Все животные с хордой называются хордовыми и включают в себя широчайший спектр живых существ, от асцидий до чаек, насчитывающий более 65 000 живых видов.

Чтобы получить представление о первых хордовых, сегодня мы можем взглянуть на таких животных, как ланцетник (известный как Amphioxus или Branchiostoma). Ланцетники немного похожи на крошечных примитивных рыб без плавников. Они плавают, покачивая телом из стороны в сторону. Далее идут те, у кого хорошо организовано строение головы (черепные), и те, у которых хорда заменяется позвоночником у взрослых особей (позвоночные).

Позвоночник состоит из отдельных сегментированных костей (позвонков), которые соединяются друг с другом в определенном порядке. Ученые раздобыли несколько окаменелостей, представляющих самые ранние известные образцы позвоночных, таких как Metaspriggina, известная из Канады, или Haikouichthys из Китая в породах возрастом более 500 миллионов лет.

Итак, будь то ваш большой мозг и широкий таз от прямохождения, череп с одним отверстием и костной дугой, ваши пальцы рук, ног, зубы или спинной мозг, знайте — все они пришли к нам из невообразимо далеких веков.