Книга Странности нашей эволюции - Кит Харрисон

Рука приматов

У большинства других млекопитающих хватательными органами являются пара челюстей с зубами или две передние лапы, которые прижимаются друг к другу. И только у приматов большой палец на руке отчетливо противопоставлен другим пальцам, что делает руку очень удобным хватательным приспособлением, в котором остальные пальцы действуют как единое целое. Вот вам демонстрация этого факта, но прежде, чем переходить к практическому эксперименту, прочтите следующее предупреждение:

Во время выполнения описанного ниже упражнения, сгибая указательный палец, НЕ ПРИДЕРЖИВАЙТЕ средний палец другой рукой, иначе можно повредить сухожилие предплечья.

Прочитав предупреждение, положите одну ладонь на ровную поверхность тыльной стороной вниз. Согните мизинец, постаравшись дотронуться им до ладони. Обратите внимание на то, что вместе с мизинцем приподнялся и безымянный палец, причем его движение происходит автоматически, независимо от вашей воли. И точно так же, если сгибать указательный палец, то вслед за ним двинется и средний. Это происходит по той причине, что рука в процессе эволюции приспособилась для захвата, а захватывать что-либо с минимальными усилиями и с максимальной скоростью можно, если пальцы связаны с одним и тем же механизмом. В нашей руке механизм захвата «возглавляет» мизинец. Если поставить себе задачу быстро сжать пальцы по очереди так, чтобы они касались ладони, то гораздо удобнее начинать с мизинца и закончить указательным пальцем, а не наоборот.

Этим пальцам противостоит большой палец. В царстве животных это не редкость, но у немногих групп такая особенность распространяется на всех представителей группы. Противостоящие пальцы имеются у птиц из отряда воробьинообразных, хотя у некоторых видов это один палец из четырех, а у других два пальца противостоят другим двум пальцам. У некоторых пресмыкающихся, например у передвигающегося по веткам хамелеона, также имеются противостоящие пальцы. У беспозвоночных хватательные органы принимают различные формы — прежде всего на ум приходят клешни крабов и скорпионов, а также передние конечности таких насекомых, как богомол. Все эти органы используются для манипуляции предметами (слово «манипуляция» происходит от латинского manus, что означает «рука»).

У нас большой палец противостоит другим пальцам только на руках; у других приматов эта особенность распространяется на все конечности. Люди утратили противостоящий палец на ногах, когда спустились с деревьев на землю, но размеры большого пальца на ногах до сих пор указывают на его особую роль в прошлом.

По сравнению со всеми обезьянами, у человека самая ловкая рука. Мы с легкостью дотрагиваемся до кончика большого пальца кончиками всех остальных пальцев, потому что он относительно длинный. Большой палец у шимпанзе значительно короче; они также могут манипулировать предметами, но в меньшей степени. Когда обезьяны висят и раскачиваются на ветке, их большой палец обычно не обхватывает ее. Они просто складывают остальные пальцы крюком и хватаются ими за ветку. Большой палец в образовании этого «крюка» участия не принимает. Шимпанзе обхватывает ветку всеми пальцами, только когда медленно передвигается по ней или стоит на ней сверху, но даже тогда, как и большинство человекообразных обезьян, она не столько хватается за ветку, сколько опирается на суставы пальцев, как и при ходьбе по земле.

Ладонь шимпанзе и ладонь человека.

У приматов на руках имеется еще одно эволюционное приспособление для манипуляции. У большинства их видов когти превратились в плоские ногти. Так, кончики пальцев защищены от повреждений, но при этом подушечки пальцев сохраняют чувствительность. Этими подушечками приматы могут надавливать на предметы, схватывать их и ощупывать любую поверхность, даже самую гладкую, и при этом не царапать ее. Для увеличения трения кожа в этой области покрыта тонкими морщинками. Именно поэтому мы оставляем отпечатки пальцев.

Подвижность руки

Приспособленная для хватания ладонь позволила нашим предкам легче передвигаться по ветвям деревьев, но это нельзя назвать предсказуемой средой обитания. Ветви растут в разные стороны, хаотично переплетаясь между собой. Для того чтобы приспособиться к передвижению по ветвям, приматы должны были научиться действовать своими цепкими руками практически в любом направлении, так что изменениям подверглось строение всей конечности в целом, а не только ладоней.

Руки приматов могут вращаться во всех направлениях. Лучше всего такие возможности видны на примере пловцов, выступающих в комплексных заплывах. Баттерфляй, брасс, кроль и плавание на спине демонстрируют почти полный комплекс движений, доступных для приматов. Единственное, что отсутствует в программе комплексного плавания, — это так называемый собачий стиль, доступный и для большинства других млекопитающих.

Помимо плавания, мы можем схватиться рукой за противоположное плечо и развернуть ее на три четверти так, чтобы указывать на точку позади себя. Мы можем описать полный круг рукой не только сбоку, но и перед собой. Если приматы и не могут дотянуться до какой-то точки вокруг себя, то в этом им на помощь приходит гибкий позвоночник, доставшийся от предков-млекопитающих. Но на этом история с ветвями не заканчивается, ведь они могут расти в любом направлении — вертикально, горизонтально, по диагонали, наклонившись от нас и наклонившись к нам. Для того чтобы ухватиться за них, приматам нужно сначала развернуть ладонь в нужном направлении. Естественный отбор привел к ослаблению связи между двумя костями предплечья, локтевой и лучевой. Эти кости могут вращаться друг относительно друга, благодаря чему мы можем хватать что угодно развернув ладонь как вниз, так и вверх. Другие млекопитающие так не могут. Когда ладонь направлена вверх, эти две кости идут параллельно друг другу. Когда ладонь направлена вниз, они перекрещиваются. Если к этому добавить подвижность других суставов руки, то получается, что мы можем развернуть свою ладонь более чем на 360°.

Но и на этом эволюция рук приматов не закончилась. Мы можем сгибать руку и вращать руку в одном лишь запястье. Такая способность помогала нашим предкам схватиться за вертикальную ветвь, а потом за горизонтальную, вовсе не двигая предплечьем. К тому же (как будто всего этого было недостаточно) мы можем двигать одной рукой независимо от другой почти в любом сочетании. Можно, например, одну руку вытянуть вперед и вверх, а другую назад и вниз, можно вытянуть их в разные стороны или в одну сторону на разных уровнях, а ведь наши предки хватались за ветви еще и ногами.

Такой чрезвычайно огромный диапазон движений совершенно не характерен для других животных. Лошади и собаки двигают передними конечностями только вперед и назад, и даже живущие на деревьях белки крайне ограничены в своих движениях по сравнению с людьми.

Жизнь в трех измерениях

Для любого животного, обитающего на деревьях и вынужденного прыгать с ветки на ветку, крайне важно не только знать, где находится следующая ветка, но и понимать, насколько далеко она расположена. Для оценки расстояния до предмета животное должно видеть его двумя глазами. Мозг получает информацию о взаимном расположении предметов в пространстве только тогда, когда в него поступает изображение с двух глаз, находящихся недалеко друг от друга. По этой причине глаза приматов стали располагаться на передней части головы рядом друг с другом. У других млекопитающих глаза также приспособлены к их образу жизни. Многие травоядные, например кролики, вынуждены спасаться от охотящихся на них хищников, поэтому их глаза располагаются по бокам головы и направлены в разные стороны. Так они замечают все, что находится вокруг них в пределах 360°, но пространственное зрение у них развито плохо.