Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Раковину членистоногих не нужно путать с раковинами моллюсков или руконогих. Защитная оболочка членистоногих состоит из хитина (от греческого слова, обозначающего тип одежды – «хитон»). Хитин – это органическое вещество, состоящее из молекул сложных Сахаров. Он твердый, легкий и гибкий, в то время как каменный углекислый кальций животных, принадлежащих к другому типу, твердый, тяжелый и ломкий.

Но человеческое существо также сегментировано, хотя у человека это не столь наглядно, как у земляного червя или у омара. Делает ли это его представителем типа кольчатых червей или членистоногих? Не обязательно. Как мы видели на примере моллюсков и руконогих, сходства в одном отношении еще недостаточно. Человеческое тело, кроме того, что оно сегментировано, имеет сложный внутренний скелет. Такого не имеют ни кольчатые черви, ни членистоногие, и разница эта столь значительна и фундаментальна, что не допускает отнесения человека к любому из этих типов.

По мнению биологов, в прошлом различные типы не были независимыми друг от друга, все произошли от одного общего предка. К несчастью, порядка возникновения типов и того, как из одного типа развился другой, никто не знает наверняка, хотя и существуют приемлемые предположения.

Прошлая история живых организмов наиболее наглядно прослеживается на примере ископаемых, окаменевших останков давно умерших существ, обнаруженных в глубоко залегающих горных породах. Первые ископаемые, четко показывающие строение животных, были найдены в скалах кембрийского периода, получившего такое название потому, что эти скалы находились в Кембрии – так римляне называли Уэльс, где впервые начали изучать эти скальные породы. Возраст скальных пород кембрийского периода миллиард лет и более, а в это время все типы, кроме одного, уже явно определились и связи между ними больше не были очевидными.

Следовательно, подробные заключения об эволюции типа должны основываться на косвенной информации. К примеру, поскольку и членистоногие и кольчатые черви обладают сегментацией и поскольку членистоногие в целом более сложные по структуре, целесообразно предположить, что давным-давно, более полумиллиарда лет назад, некая группа кольчатых червей обзавелась хитиновой оболочкой, и они стали первыми членистоногими.

Это предположение, само по себе приемлемое, подкрепляется существованием сегодня животного, которое называют peripatus. Оно классифицируется как членистоногое, но явно самое примитивное из членистоногих и обладает некоторыми характеристиками, которые зоологи обычно ожидают найти у кольчатых червей. Значит, это то самое потерянное звено – потомок линии существ, которые могли быть кольчатыми червями и все-таки не стали полноценными членистоногими.

Конечно, больше всего зоолога будет интересовать установление четкой линии потомков для типа, который включает в себя человека. Этот тип я еще (намеренно) не упоминал. Представители типов, о которых уже шла речь, явно и существенно отличаются от человека, и его нельзя отнести ни к одному из них. В отличие от простейших одноклеточных мы состоим из множества клеток. В отличие от руконогих, моллюсков и членистоногих у нас нет твердой оболочки. В отличие от кольчатых червей у нас нет твердых тканей. В отличие от иглокожих мы – существа с билатеральной симметрией.

Наш тип определенно должен был развиться из какого-то другого. Наше незнание того, как это произошло, особенно удручает, поскольку случилось это, так сказать, у нас на глазах. Я сказал, что к кембрийскому периоду все типы, кроме одного, уже возникли. Этот один, тогда еще не возникший, является нашим типом, и о том, как он возникал, не осталось никаких фактических свидетельств, а если и остались, то до сих пор не найдены. Ко времени сразу после кембрийского периода, когда появились первые животные ископаемые нашего типа, они уже были так хорошо развиты, как многие ныне живущие существа. Происхождение же их утрачено или в лучшем случае пока не открыто.

Тем не менее надежда есть. Прямые доказательства отсутствуют. В мышцах животных нашего типа есть соединение, называемое креатинфосфат, которое играет важную роль в химии мышечных сокращений. У всех других типов (за исключением одного) креатинфосфата нет, но подобную роль выполняет родственное соединение аргининфосфат. Исключением является тип иглокожих, ряд представителей которого также использует креатинфосфат. Это любопытно. А не могли ли мы произойти от иглокожих? Радиальная симметрия, похоже, отличает их от нас больше, чем животных почти любого другого типа.

К тому же наш тип объединяет сегментированных животных. В большинстве случаев это свойство хорошо замаскировано, но вы можете обнаружить его проявление в собственном теле. Проведя рукой вниз по позвоночнику, вы явственно почувствуете ряд одинаковых косточек, по одной в каждом сегменте, повторение структуры, столь же характерное для сегментации, как повторяющиеся кольца ткани у земляного червя или повторяющиеся конечности омара. Тогда не произошел ли наш тип, подобно членистоногим, от кольчатых червей?

Но не всегда можно воспользоваться схожестью, чтобы проследить происхождение. В процессе эволюционного развития часто случается так, что две совершенно разные группы обладают заметными сходными чертами, вовсе не являясь близкими родственниками. Так, киты обзавелись рыбообразной формой, но на основании других критериев гораздо ближе к человеку, чем к рыбам. У летучих мышей образовались крылья, но они гораздо ближе к человеку, чем к птицам. Такое развитие сходства у животных, не имеющих близкородственных связей, обычно возникающего по причине воздействия одинаковых условий окружающей среды, называется конвергенция.

Тогда, возможно, человеческий тип произошел от кольчатых червей, а наличие креатинфосфата, как у нас, так и у некоторых иглокожих, – пример конвергенции. Но мы могли произойти и от иглокожих, а существование сегментации у нас, так же как у кольчатых червей и членистоногих, результат конвергенции. Или же наше происхождение и вовсе совершенно иное, а креатинфосфат и сегментарность представляют собой конвергенцию. К счастью, имеются иные доказательства, которые помогут нам принять решение. Часто случается так, что на самых ранних стадиях развития особи животное обладает строением, которое отражает строение его далеких предков. К примеру, даже самые развитые многоклеточные животные начинают жизнь в виде одной клетки, что может послужить указанием несомненного происхождения всех многоклеточных типов от простейших одноклеточных.

По мере того как эта единственная клетка делится на множество дочерних клеток, клеточная масса образует чашеобразную структуру, состоящую из двух слоев. Внешний слой – эктодерма (что по-гречески означает «внешняя оболочка»), а слой, выстилающий внутреннюю часть чаши, – эндодерма (от греческого слова «внутренняя оболочка»). Существует тип животных, тела которых представляют собой вариацию такой чашеобразной структуры. Этот тип – кишечнополостные – coelenterata (что по-гречески значит «полая кишка», потому что процесс пищеварения происходит у них внутри чаши, которая таким образом становится кишкой).