Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека - Элис Робертс

Мы не рождаемся с поясничным лордозом. Весь позвоночник новорожденного ребенка изогнут большой дугой выпуклостью назад. Когда возраст ребенка приближается к одному году, начинает формироваться лордоз (направленный выпуклостью вперед изгиб) поясничного отдела позвоночника. Другой подобный лордоз формируется в шейном отделе позвоночного столба – для того, чтобы обеспечить уравновешенное положение головы над туловищем. В конечном счете человеческий позвоночник приобретает красивую форму двойной буквы S, с лордозами в шейном и поясничном отделах и с кифозами (изгибами, направленными выпуклостью назад) в грудном отделе позвоночника и в области крестца.

Изгибы позвоночника человека

История о поясничном отделе позвоночника приобретает весьма неожиданный поворот, если мы присмотримся к позвоночному столбу нашего ближайшего родственника – неандертальца.

Эти коренастые, приземистые люди жили в Европе и Азии в период от 300 000 до 30 000 лет назад. В нашем распоряжении очень много костных останков неандертальцев – было обнаружено более 275 скелетов разной степени сохранности – и, несмотря на то что так и не удалось пока обнаружить ни одного полного скелета, его удалось сконструировать на основании имеющихся костей, найденных в разных местах. Среди костных останков неандертальцев, обнаруженных в Шанидаре (Ирак), Кебаре (Израиль) и в Ла-Шапель-о-Сен (Франция), очень хорошо сохранились поясничные позвонки. В ходе недавно проведенного исследования, к материалу которого добавили и другие позвонки, принадлежавшие другим, более древним гоминидам, а также – для сравнения – позвонки современных людей, были измерены величины лордоза у представителей всех исследованных видов. Результаты оказались удивительными. Средний угол поясничного лордоза у современного человека равен 51°. У нечеловекообразных обезьян угол лордоза равен 22°. У африканского австралопитека угол был уже ближе к человеческому – 41°, у человека прямоходящего (Homo erectus) и вовсе 45°, а вот у неандертальцев он оказался совсем небольшим – всего 29°.

Это означает, что по сравнению с нами неандерталец обладал очень прямым поясничным отделом позвоночника. В противоположность тенденции к увеличению изгибов позвоночника в эволюции человека, у наших ближайших родственников позвоночник был более прямым, чем у их предков.

Лордоз поясничного отдела позвоночника помогает свободно поддерживать вертикальное положение тела, но это еще не все: добавление пружинящих изгибов помогает позвоночнику играть роль амортизатора. Вполне возможно, что лишенные поясничного лордоза неандертальцы ходили медленно, короткими шагами и слегка наклонившись вперед. Это кажется регрессом, но у прямого позвоночника все же есть свои преимущества, и одно из них – устойчивость.

Угол поясничного лордоза (ПЛ) (Been et al. 2012)

Прочный прямой позвоночник, возможно, уменьшал напряжение в межпозвоночных суставах, что позволяло неандертальцам выполнять более тяжелую работу и носить большие тяжести, чем их более хрупким сородичам, предкам современного человека. Кто знает, если бы мы произошли от неандертальцев (у некоторых из нас, включая и меня, в геноме есть небольшой процент неандертальской ДНК, но, очевидно, недостаточный для того, чтобы снабдить нас прямым позвоночником), то, возможно, не страдали бы так сильно от боли в спине.

Несмотря на то что скелеты неандертальцев во многих отношениях были похожи на наши, между ними были и важные различия, отражавшие, вероятно, разницу в образе жизни между нами и нашими предками. Помимо более прямого поясничного отдела позвоночника, неандертальцы отличались от нас большой бочкообразной грудной клеткой. Впрочем, у нас грудная клетка тоже имеет необычную форму – она отличается от грудных клеток остальных млекопитающих, включая и других человекообразных обезьян.

Начиная изучать человеческий скелет, обнаруженный во время археологических раскопок, я первым делом раскладываю в надлежащем порядке его кости. Скелет лежит на спине с вытянутыми вдоль тела руками, ладонями кверху. После этого я определяю полноту комплекта костей и только потом начинаю описывать каждую кость, обращая внимание на признаки, позволяющие определить возраст и пол изучаемого индивида и выяснить, какими болезнями он страдал при жизни.

Ребра – очень сложный объект для изучения: часто они бывают сломаны и представляют собой мелкие фрагменты, однако, приложив некоторые усилия, эту головоломку все же удается сложить в нечто цельное. Человеческая грудная клетка напоминает формой бочонок, сплюснутый в направлении спереди назад. Форма каждого отдельного ребра определяется его положением в грудной клетке. Суставные поверхности на головке и шейке ребра позволяют понять, с каким ребром имеешь дело – с правым или левым. Сильно отличаются друг от друга верхнее и нижнее ребра. Первое (самое верхнее) ребро – это маленькая С-образная кость, уплощенная в верхне-нижнем направлении, в то время как все остальные ребра уплощены с боков.

Подобно многим другим костям нашего тела, ребра образуются из хрящевых «моделей», которые, в свою очередь, развиваются из эмбриональной соединительной ткани – мезенхимы. Клетки, образующие ребра, происходят из того же источника, что и грудные позвонки: из сомитов (ряда бугорков, расположенных вдоль продольной оси тела на спине эмбриона) грудной области плода. Точно так же, как существуют 12 грудных позвонков, есть и 12 пар ребер (их число одинаково у представителей обоих полов, вопреки мнению некоторых креационистов). Грудина образуется из мезенхимы, возникающей по краям эмбриона в тот период, когда он представляет собой зародышевый диск. Когда эмбрион сворачивается в трубку (это происходит на четвертой неделе беременности), эти края сходятся впереди, на срединной линии. Сначала в этом месте образуется хрящевая модель грудины, а затем она окостеневает, то есть превращается в кость.

Ребра верхних семи пар начинаются от семи верхних грудных позвонков и, охватывая полукругом органы грудной полости, прикрепляются, на передней поверхности тела, к грудине. На самом деле это не совсем так, потому что костная часть каждого ребра заканчивается, не доходя до грудины, и реберную дугу, соединяющуюся с грудиной, завершает реберный хрящ. Однако, поскольку все ребра первоначально целиком состоят из хряща, который затем превращается в кость, реберный хрящ является, по сути, всего лишь неокостеневшей передней частью ребра. Реберные хрящи придают грудной клетке известную подвижность и гибкость, и это свойство спасает нас в тесной толпе, например на рок-концертах. Кроме того, податливость грудной клетки делает возможной сердечно-легочную реанимацию: грудину можно ритмично отжимать вниз у лежащего человека на 5 см и отпускать, что выдавливает кровь из сердца и позволяет поддерживать кровообращение до тех пор, пока не подоспеют медики с дефибриллятором.