Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека - Элис Робертс

Концевые отделы предплечий, кисти, невероятно подвижны и предназначены для хватания. Эта невероятная подвижность позволяет нам делать столь же невероятные вещи, которые нам кажутся само собой разумеющимися – закинуть руку назад и почесать себя между лопаток, плавать брассом или кролем (а не барахтаться по-собачьи), крутить отвертку, а также держать мяч или тарелку с супом на повернутой кверху (супинированной) ладони – на такие подвиги подавляющее большинство млекопитающих попросту неспособны. Нам стоит благодарить наших обезьяньих предков за такую почти сверхъестественную подвижность верхней конечности – плечевого сустава, плеча, локтевого сустава, предплечья, запястья и кисти, но есть и важная разница между нами и другими обезьянами.

Внимательно посмотрите на человекообразных обезьян, и вы увидите, что они как будто все время «пожимают плечами». Их плечи подтянуты вверх почти до ушей. Внутри плечевого сустава его суставная поверхность ориентирована краниально, то есть по направлению к черепу (cranium) – вверх, что идеально для вытягивания рук вверх. Наши обезьяньи родственники, человекообразные обезьяны, проводят достаточно много времени на деревьях, причем почти все они карабкаются вверх по ветвям и часто повисают на руках, а гиббоны еще и регулярно раскачиваются на руках.

Напротив, наши плечи опустились вниз, и в состоянии покоя наши ключицы расположены практически горизонтально, а не круто поднимаются вверх, а плечевые суставы у нас ориентированы кнаружи (вбок), а не вверх. Сразу появляется искушение подумать, будто наши плечи резко опустились вниз сразу после того, как наши предки спрыгнули с деревьев и перестали постоянно тянуть руки вверх. Но это лишь поверхностное рассуждение с точки зрения эволюции. Почему плечи должны были «вдруг» резко опуститься вниз? Надо поискать какую-то вескую причину такого быстрого опускания плеч. Каким образом широкие плечи и горизонтально ориентированные плечевые суставы могли создать нашим предкам преимущества в сравнении с их предшественниками? И когда произошло это изменение?

Можно считать, что постепенной трансформации обезьяньих плеч в плечи, характерные для людей, не было, а вместо нее имело место значительное разнообразие в строении плеч гоминид, хотя для окончательного вывода в нашем распоряжении пока слишком мало ископаемых костных останков. Однако похоже, что современные человекоподобные плечи появились на сцене эволюции очень поздно.

Мы располагаем всего несколькими ископаемыми лопатками австралопитеков – ранних гоминид, живших в период от четырех до двух миллионов лет тому назад – включая Люси и других представителей ее вида. Эти останки позволяют предполагать, что суставная поверхность лопатки у них была ориентирована вверх, то есть как у человекообразных обезьян, а не как у нас с вами. Другие признаки позволяют утверждать, что эти древние лопатки были расположены на грудной клетке довольно высоко. К тому времени, когда на эволюционной сцене появился Турканский мальчик со своими длинными ногами, а случилось это 1,5 миллиона лет назад, его плечевые суставы смотрели уже не вверх, но пока еще и не в сторону. У Турканского мальчика были очень короткие ключицы – такие же короткие, как у человекообразных обезьян. Правда, Турканский мальчик – это всего-навсего ребенок, но, даже если бы он дожил до взрослого возраста, его ключицы все равно остались бы короткими в сравнении с нашими. Итак, несмотря на то что плечевые суставы его, возможно, сместились вниз по грудной клетке до уровня, характерного для современных людей, суставные поверхности лопаток были направлены не в стороны, а скорее вперед.

Некоторые ученые утверждали, что низко расположенные широкие плечи развились, потому что создавали преимущество в беге, так как позволяли разворачивать верхнюю часть туловища в сторону, противоположную движению вынесенной вперед ноги, что позволяло сохранять равновесие при беге на двух ногах. Мы видели другие признаки приспособления к бегу на примере скелета Турканского мальчика, так что, возможно, его плечи – это одно из них. Однако в качестве противовеса движущейся ноге такие плечи едва ли могли оказаться сколько-нибудь эффективны, потому что были для этого слишком узки. Такие узкие плечи не в состоянии придать устойчивость во время бега даже голове.

У последующих гоминид, включая Homo antecessor (человека предшествующего), обнаруженного в Испании, в Сьерра-де-Атапуэрка, и датированного периодом около 800 тысяч лет назад, и неандертальца, ключицы были длинными, даже длиннее, чем у современного человека. Длинные ключицы отталкивают плечи кзади, развертывают их, делают шире и заставляют суставные поверхности плечевых суставов ориентироваться в стороны – вправо и влево от грудной клетки.

Высказывалось предположение, что такое изменение формы плеч появилось в связи с весьма специфическим их использованием – бросанием разных метательных орудий, в чем люди особенно преуспели.

Это, конечно, не значит, что человекообразные обезьяны не бросают время от времени всякие вещи, причем иногда они швыряют их очень точно. Я помню, как мы для программы «Горизонт» снимали фильм в Понголенде, обезьяньем питомнике научно-исследовательского центра по изучению приматов при Лейпцигском зоопарке. Один из орангутанов сильно невзлюбил нашего режиссера. В Лейпцигском зоопарке нет стеклянных ограждений, разделяющих обезьян и посетителей, которые проходят по Понголенду по подвесным дорожкам с довольно низкими перилами. Так вот, режиссер и звукооператор подверглись атаке орангутана, который очень метко швырнул в них несколько пригоршней кала.

Тем не менее в организме человека присутствует сочетание нескольких анатомических признаков, которых нет у человекообразных обезьян и которые позволяют предполагать, что именно такой должна быть анатомия существа, способного бросать предметы с выносом руки вперед через верх, и эта необходимость сформировала нашу анатомию. Данный признак состоит в боковом расположении плечевого сустава, и можно легко представить себе, как плечи, выступающие по сторонам грудной клетки, могут обеспечить преимущество при броске, позволяя отвести назад руку, готовя ее к броску. Однако только вместе с другими признаками – длинной гибкой поясницей, которая позволяет с большой амплитудой вращать торс, гибким вдоль продольной оси плечом, которое позволяет развернуть руку локтевым суставом кнаружи, – такое расположение плечевого сустава дает истинное преимущество при броске. Было экспериментально показано, что все эти признаки помогают растягивать сухожилия, связки и мышцы, окружающие плечевой сустав, когда рука отводится назад, готовясь к броску с выносом руки вперед. В процессе броска участвует множество мышц, которые каскадом активизируют одна другую, начиная с мышц туловища и бедра, после чего активизируются мышцы плечевого пояса, локтя и запястья. Если вы сознательно проанализируете свои движения в ходе броска, то почувствуете, сколько суставов в нем участвуют. Выполните бросок в замедленном темпе. Исходное положение: вы стоите, выставив одну ногу впереди другой и, готовясь к броску, отводите противоположную руку назад. Продолжение: движение начинается с бедра; таз неподвижно соединен с позвоночником в области крестцово-подвздошного сочленения, поэтому вращательное движение осуществляется за счет вращательного движения позвоночника вокруг своей продольной оси. Небольшие по амплитуде смещения соседних позвонков складываются в полноценный поворот, когда движение достигает уровня плеча. Амплитуда поворота достигает 90° или больше. Теперь вперед пошло плечо, совершая движение в шаровидном плечевом суставе с его невероятной подвижностью. Позвоночник начинает разворачиваться в противоположном направлении, сообщая плечу дополнительный момент силы. Выпрямляется шарнирный локтевой сустав и, наконец, разжимаются пальцы, отпускающие воображаемый мяч или копье. Сделайте то же самое, но в быстром темпе (лучше вне дома) с настоящим мячом или (если хватит храбрости) с копьем, и вы увидите, как энергия, запасенная в растянутых сухожилиях и связках вокруг соответствующих суставов, добавляет силы броску.