Айзек Азимов – Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела (страница 2)

Тип echinodermata (что по-гречески означает «кожа, покрытая иглами»), то есть иглокожие, хотя и относятся к более сложным типам в том, что касается их строения, отличаются от всех других типов похожей сложности тем, что обладают радиальной симметрией. Это – примитивная характеристика; та, что, иначе говоря, обычно ассоциируется с совсем простыми организмами.

Большинство типов имеют билатеральную симметрию, то есть можно с помощью воображаемой плоскости разделить их тело на две половины, которые являются зеркальным отражением друг друга. Таким образом, у них есть правая и левая сторона, и, если нельзя провести никакой другой плоскости симметрии, также есть явная передняя и явная задняя стороны, или, если вам больше нравится, голова и хвост. Ясно, что человек – представитель типов с билатеральной симметрией. Его парные органы – глаза, уши, ноздри, руки, ноги и так далее – расположены симметрично по обе стороны средней плоскости, проходящей с головы до ног. Его одиночные органы – нос, рот, пупок, анус и так далее – располагаются посередине.

При радиальной симметрии такой уникальной плоскости провести нельзя, есть центральная точка, из которой расходятся структуры. В случае с иглокожими обычно имеется пять равноценных структур, расходящихся от центра. Наиболее наглядный пример – морская звезда – самая известная представительница иглокожих.

Два типа – кольчатые черви (по-латыни «annelida», что значит «маленькое колечко») и членистоногие (от греческого слова «arthropoda», что значит «сочлененные ноги») – демонстрируют схему строения, присущую еще одному типу, о котором я расскажу позже. Это сегментарное строение, когда организм разделен на несколько сегментов одинаковой структуры и немного напоминает железнодорожный состав, состоящий из одинаковых пассажирских вагонов.

Самый известный из кольчатых червей – земляной червь – разделен на отчетливо заметные сегменты – небольшие последовательные колечки ткани, именно отсюда и произошло название этого типа. У некоторых членистоногих, таких, как многоножки, наличие сегментов столь же заметно, как у земляных червей. У других сегментация может быть замаскирована, но все-таки проявляется в виде повторения структур по всей длине животного, как, например, многочисленные конечности омара. Два типа, хотя и обладают этой очень существенной характеристикой – сегментацией, явно отличаются друг от друга тем, что кольчатые черви не имеют твердых тканей, в то время как членистоногие имеют твердую оболочку (раковину, панцирь). Конечно, имеются также дополнительные отличительные характеристики.

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.

Развитие 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.