Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

У птиц и летучих мышей передние конечности модифицировались в крылья, и в случаях, когда птицы теряли зрение, эти крылья уменьшались. А у новозеландской птицы киви они почти исчезли. У животных, которые скачут или прыгают, таких, например, как кенгуру, в виде излюбленного средства передвижения несколько увеличились задние конечности, а у тех, которые качаются на ветках деревьев, подобно гиббону, сильнее развиты передние конечности.

Однако все животные сохранили одинаковую базовую костную схему. Именно основное сходство кости человеческой руки, китового плавника, крыла летучей мыши и медвежьей лапы одно из наиболее поразительных проявлений близкого родства у позвоночных.

И в случае с конечностями, так же как с зубами, человеческое существо не специализировано. За исключением удлинения некоторых костей, руки современного человека остаются в высшей степени подобны конечностям, которые имели древние четвероногие.

Кости руки соединены с осевым скелетом посредством двух пар костей в верхней части туловища – одной пары впереди и другой сзади. Те, что расположены сзади, – это лопатки – широкие плоские кости, которые выступают под кожей, подобно сложенным крыльям. Официальное название лопатка получила из-за схожести с рабочей поверхностью лопаты. Лопатка проходит дорсально относительно ребер, но не соприкасается с ними, поскольку между ними находится связывающий слой мышц.

Пара костей впереди, проходящая вентрально по отношению к грудной клетке и сразу же над первым ребром, – это ключицы. Вы можете нащупать их у основания шеи. Это длинные узкие кости, слегка изогнутые, подобно латинской строчной букве « f », изображенной курсивом. Некоторым кажется, что по форме они походят на старомодный ключик, что и отразилось в ее общеизвестном названии – ключица. Конец ключицы рядом со средней линией тела примыкает к верхнему краю грудины, а другой ее конец примыкает к лопатке. Ключица – это важный элемент детского суеверия, так как у птиц эта пара косточек крепко соединена, образуя всем знакомую V-образную дужку – «косточку загадывания желаний».

Если вы посмотрите на эти кости сверху, они покажутся образующими двойной серп, почти окружающий верхнюю часть тела. Это не полный круг, поскольку имеется небольшой пробел размером около дюйма между двумя ключицами и несколько больший – между двумя лопатками. Однако если вы примете во внимание грудину и позвонки между ними, то можете считать все кости грудным поясом.

К грудному поясу примыкают кости самой руки. Руки делятся на три сегмента – плечо, предплечье и кисть. Ноги человека и фактически все конечности четвероногих точно так же делятся на три части.

При описании строения конечностей полезны прилагательные «проксимальный» (что по-латыни означает ближайший) и дистальный (возможно, этот термин произошел от слова «дистанция»). Та часть конечности или любого вытянутого органа, которая является ближайшей к туловищу или середине тела, – это проксимальная часть. Противоположный конец будет дистальной частью. Так, плечо – это проксимальная часть, кисть – дистальная, а предплечье – промежуточное звено.

У всех четвероногих проксимальная часть конечности содержит только одну кость, в то время как промежуточная – две. Это правило верно и для человеческой руки. По мере того как удлиняются конечности, эти кости тоже удлиняются и становятся длинными костями тела.

Плечо содержит одну длинную кость – humerus (что по-гречески означает «плечо»), или плечевую кость [6] Почти невозможно удержаться, чтобы не предположить, не плечевая ли кость, случайно, дает нам то самое неприятное ощущение покалывания, когда мы ударяемся локтем. Без всяких сомнений плечевая кость заканчивается рядом с тем местом, каким мы обычно ударяемся, но источником этого ощущения является вовсе не кость, а нерв. . Предплечье содержит две длинные кости – radius (от латинского слова «луч»), или лучевую кость , и ulna (что по-латыни означает «локоть»), или локтевую кость. Лучевая кость, что следует из ее названия, исходит из центра наружу, а слово «radius» изначально обозначало спицу колеса. Лучевая кость предплечья явно кажется достаточно прямой, чтобы быть такой спицей, отсюда и ее название. Локтевая кость тоже названа соответственно – она действительно та самая кость, что заканчивается локтевым суставом.

Дистальная часть конечности содержит много костей, точнее, 27. Такая ситуация восходит к тем временам, когда похожие на обрубки конечности были сглажены большим количеством небольших, неправильной формы косточек. Всего одна кость превратила бы плавник в негибкое и неэффективное весло. Одиночная цепочка костей позволила бы ему сгибаться точно так же, как сгибается наш позвоночный столб, но только как единое целое. Некоторые кости развернулись в две плоскости – в длину и ширину – и приобрели способность скользить друг относительно друга до определенной степени, что ввело двухмерную гибкость и обеспечило сложность маневра, необходимого для эффективного управления. Три из этих костей удлинились и образовали более вытянутые верхние и нижние конечности, необходимые четвероногому животному, но дистальная часть конечностей сохранила оставшиеся косточки.

Когда первые амфибии выбрались на грязные приливные просторы и стали жить на суше, им потребовалась не только более энергичная поддержка их конечностей, но также и расширенная поверхность там, где конечность соприкасалась с землей, чтобы предохранить ее от погружения в жидкую грязь, – эффект, похожий на тот, что дают снегоступы.

Для этой цели небольшие косточки в дистальном конце конечности расплющились (вероятно, между ними имелись перепонки), чтобы более равномерно распределять массу тела при наступании на грязь. У каждой конечности появилось несколько косточек-пальцев, и изначальное их число у примитивных животных было по пять на каждой конечности. Кажется, особой причины, почему их должно быть именно пять, нет, но так уж получилось, и ни одно четвероногое не имеет больше пяти пальцев на любой из конечностей.

Зачастую в процессе эволюции наблюдается тенденция к снижению числа пальцев. Тем, кто обитает на твердой почве, расширенная конечность нужна в гораздо меньшей степени. Вместо этого куда важнее обзавестись мясистой подушечкой или ороговевшей оболочкой, чтобы они смягчали толчки и удары, позволяли совершать скачки, которые сопровождают быстрый бег. У тех, у кого развилась подушечка, пальцы уменьшились в размере и стали простым устройством для когтей, как у кошки. У тех же, у кого образовалась ороговевшая оболочка (копыта), число пальцев имеет тенденцию снижаться, чтобы отдельное копыто могло стать больше и сильнее. У носорога осталось всего три пальца, у крупного рогатого скота, оленей и жвачных животных их в основном по два, лошадь и родственные им животные довели этот процесс до логического завершения и имеют всего один ороговевший палец на каждой конечности.