Грудной отдел позвоночника у человекообразной обезьяны

Сравнительная анатомия человека
и человекообразных обезьян

«The Cambridge Guide To Prehistoric Man»
by David Lambert and the Diagram Group, 1991

Сравнение анатомических особенностей убедительно говорит в пользу того, что тело человека — не что иное, как тело человекообразной обезьяны, специально приспособленное для хождения на двух ногах. Наши руки и плечи мало чем отличаются от рук и плеч шимпанзе. Однако, в отличие от человекообразных обезьян, ноги у нас длиннее рук, а таз, позвоночник, бедра, ноги, ступни и пальцы ног подверглись изменениям, которые позволили нам стоять и ходить, держа тело в вертикальном положении. (Крупные человекообразные обезьяны могут стоять на двух ногах, только согнув колени, и ходить на ногах, пошатываясь из стороны в сторону.)

Приспособление ног к новой функции означало, что мы уже не могли использовать большие пальцы ног подобно большим пальцам рук. Большие пальцы на наших руках сравнительно длиннее, чем у человекообразных обезьян, и могут, согнувшись над ладонью, прикоснуться своими кончиками к кончикам других пальцев, что обеспечивает точность хватания, которая нам нужна при изготовлении и использовании орудий.

А — человека. Расширяющийся таз, бедренная кость под углом внутрь, прочный коленный сустав и стопа в виде «платформы» — все это способствует ровной ходьбе на двух ногах.
Б — шимпанзе. Удлиненный таз, бедренная кость под углом наружу, форма коленного сустава и оттопыренные большие пальцы позволяют ходить на четвереньках или ковылять вразвалку на полусогнутых задних ногах.

а — таз
б — бедренная кость
в — коленный сустав
г — ступня

Сокращения средней и малой ягодичных мышц человека, изменяя наклон таза и положение ног, помогают удерживать тело в вертикальном положении.
а — Средняя ягодичная мышца, б — Малая ягодичная мышца

Хождение на двух ногах, более развитый интеллект и разнообразная пища — все это способствовало появлению различий черепа, мозга, челюстей и зубов у человека и обезьян. Сравнительно с размерами тела мозг и черепная коробка человека значительно больше, чем у обезьяны; кроме того, мозг человека более высокоорганизован, а его сравнительно более крупные лобные, теменные и височные доли совместно осуществляют функции мышления, управления общественным поведением и человеческой речью.

Челюсти современного всеядного человека значительно короче и слабее, чем у человекообразных обезьян, которые придерживаются в основном вегетарианской диеты. У обезьян есть амортизирующие удары надглазочные валики и костные черепные гребни, к которым прикреплены мощные челюстные мыщцы. У человека отсутствуют толстые шейные мышцы, которые у взрослых обезьян поддерживают выступающую вперед морду. Ряды наших зубов расположены в виде параболы, отличаясь этим от расположенных в виде латинской буквы U зубных рядов человекообразных обезьян; кроме того, клыки обезьян значительно крупнее, а коронки коренных зубов значительно выше, чем у нас. Но зато коренные зубы человека покрыты более толстым слоем эмали, что делает их более износостойчивыми и позволяет пережевывать более твердую пищу.

Различия в строении языка и глотки у человека и шимпанзе позволяют нам издавать более разнообразные звуки, хотя как у человека, так и у шимпанзе черты лица могут принимать различные выражения.

А — Особенности анатомии человека
а — череп с короткой лицевой частью и большой округлой мозговой коробкой, вертикально сбалансированный на позвоночнике.
б — Небольшие челюсти, маленькие зубы, покрытые толстым слоем эмали, коренные зубы с низкой коронкой; зубная дуга, имеющая форму параболы.
в — длинные пальцы руки, позволяющие точно захватывать мелкие предметы.
г — короткая поясница.
д — широкий короткий таз.
е — ноги длиннее рук.
ж — большой палец ноги расположен параллельно прочим пальцам и помогает во время ходьбы переносить вес тела.

Б — Особенности анатомии гориллы
а — череп с выступающей вперед удлиненной лицевой частью расположен спереди от спинного хребра и имеет костистый гребень, поддерживающий мощную челюсть и мышцы спины.
б — массивные челюсти с большими клыками, крупными коренными зубами, которые имеют высокие коронки и тонкий слой эмали, и с зубными дугами в форме латинской буквы U.
в — короткий большой палец и длинные прочие пальцы рук.
г — поясница сравнительно более длиннее, чем у человека.
д — удлиненный таз.
е — ноги короче рук.
ж — отставленный в сторону большой палец ступни приспособлен для хватания.

Отрывок из книги антрополога Станислава Дробышевского, посвященный человекообразным обезьянам, прямохождению и строению стопы

Все же, сколько бы мы ни были похожи на своих родственников, нельзя отрицать, что есть и сугубо человеческая специфика. Для основных столпов человечности даже есть красивый термин «гоминидная триада».

Она включает, во-первых, прямохождение, или бипедию, и весь комплекс морфологических адаптаций к ней; во-вторых, кисть, приспособленную не только к использованию, но и к изготовлению орудий; в-третьих, высокоразвитый мозг и сложное поведение.

На самом деле, конечно, сугубо человеческие свойства гоминидной триадой не ограничиваются. К ней можно добавить такой надежный признак, как маленькие клыки, не выступающие за линию других зубов. Более того, видимо, именно эта особенность была первой в ряду тех, что определенно повели к появлению человека.

Современные и ископаемые человекообразные обезьяны имеют крупные клыки, далеко выступающие за край резцов и премоляров. Кроме того, для успешного смыкания зубных рядов имеются диастемы — промежутки между резцом и клыком на верхней челюсти и между клыком и премоляром на нижней. Чтобы огромному верхнему клыку было где поместиться, изменена форма первых нижних премоляров, они асимметричные — секториальные. Изменения размеров клыков можно подробно прослеживать, поскольку зубы — это то, что чаще всего сохраняется от приматов. Некоторая редукция клыков наблюдается у дриопитековых и сивапитековых приматов. Впрочем, еще вопрос, какой эволюционный процесс преобладал — редукция или увеличение клыков? Дело в том, что древнейшие человекообразные — проконсулы — имели не такие уж большие клыки. Если посчитать по модулю отличия размеров клыков в парах проконсул — шимпанзе и проконсул — человек, то в первой паре разница будет больше. Это значит, что если мы за меру прогрессивности будем брать размер отличий от предка, то клыки шимпанзе и гориллы прогрессивны, а наши — примитивны!

Древнейшие известные прямоходящие обладали клыками сравнительно небольшими по обезьяньим меркам, но внушительными в человеческих масштабах. Размеры клыков австралопитеков помещают их посередине между шимпанзе и человеком, причем в хронологическом ряду австралопитеков мы можем видеть закономерное приближение именно к человеческим значениям.

Большой вопрос — уменьшение клыков вызвало изменения в поведении или, напротив, этологические сдвиги привели к редукции устрашалок во рту. Как бы там ни было, с уменьшением размеров клыков в группах обезьян должна была возникнуть проблема недопонимания, поскольку демонстрация маленьких клыков далеко не столь впечатляюща: одно дело, если скалится павиан, чьи клыки длиннее, чем у иного леопарда, а другое — австралопитек, у которого не поймешь — он злится или просто дружелюбно улыбается? Но выражать свои богатые чувства хочется, что и привело к усилению и развитию других коммуникационных способов — мимики, жестикуляции и речи. Все они на порядок лучше развиты у человека, нежели у других приматов. Конечно, не стоит абсолютизировать значение именно клыков, были и другие причины. Но уменьшение размеров клыков имело грандиозные последствия, и его нельзя недооценивать.

Прямохождение

Широко известно полуанекдотическое определение человека как «двуногого без перьев». Но человеку мало двуногости — он еще и ходит выпрямившись, в отличие от, скажем, птиц или тушканчиков, позвоночник которых расположен горизонтально. Прямохождение обеспечивается целым рядом специальных признаков.

Первый — положение большого затылочного отверстия на затылочной кости, через которое спинной мозг соединяется с головным. У четвероногих животных оно находится в задней части основания черепа и повернуто назад, так как позвоночник прикрепляется если и не строго сзади, то по меньшей мере наискосок; у прямоходящих существ отверстие расположено в центре длины основания черепа и открывается вниз, так как позвоночник подходит снизу, а передняя и задняя части черепа должны быть уравновешены. Соответственно, существенно меняются и места прикрепления шейных и спинных мышц, конфигурация затылка, укорачивается основание черепа.

Вариант промежуточного типа известен уже у Sahelanthropus tchadensis около 7 млн лет назад, заметно более продвинутый — у Ardipithecus ramidus 4,4 млн лет назад, а окончательно «прямоходящий» — у Australopithecus afarensis 3,5 млн лет назад.

Позвоночник четвероногих получает примерно равную нагрузку спереди и сзади, отчего размеры позвонков вдоль длины более-менее одинаковы, а центральная часть представляет собой равномерную дугу — аналог арочного моста. Крестец — часть позвоночника, к которой крепится таз, — имеет сильно вытянутую узкую форму, а его позвонки могут либо вообще оставаться независимыми, либо сливаться не полностью. У прямоходящих позвоночник ориентирован вертикально, а потому имеет характерные изгибы — лордозы вперед и кифозы назад; в итоге вся конструкция становится более-менее устойчивой и работает как пружина, а нагрузка стучит не строго по нижележащим позвонкам, а частично распределяется в стороны. Размеры позвонков у прямоходящих закономерно увеличиваются сверху вниз, самыми крупными оказываются нижние поясничные и верхние крестцовые, так как тут расположен центр тяжести организма. Крестец широкий и короткий, его элементы капитально сливаются между собой. У австралопитеков Australopithecus afarensis и Australopithecus africanus изгибы, вероятно, были как у современного человека, но некоторые детали строения позвонков (например, вытянутость тела позвонков спереди назад) сближают их с обезьянами.

Строение крестца у австралопитеков — начиная с Ardipithecus ramidus и Australopithecus afarensis — типично гоминидное. Конечно, не стоит абсолютизировать помянутые признаки. Например, у гориллы есть поясничный лордоз, но его появление связано не с прямохождением, а с огромным весом животного.

Строение таза очевидно разное при разных типах передвижения: у четвероногих обезьян таз узкий, высокий и вытянутый вдоль позвоночника, а у прямоходящих — широкий и низкий. Конечно, стоит помнить, что форма таза обусловлена еще и нуждами деторождения, но, судя по тому, что у австралопитеков голова была фактически обезьянья (а проблемы при родах создает как раз голова — она большая и плохо сжимается), а таз — человеческий, фактор локомоции играл определяющую роль.

На человеческой тазовой кости отлично выражена передняя нижняя подвздошная ость (костный выступ на переднем крае таза, читатель без труда может найти у себя верхнюю подвздошную ость — на ней держится ремень, нижняя скрыта мышцами; у обезьян нижней подвздошной ости фактически нет), а ушковидная поверхность и подвздошная бугристость, обеспечивающие соединение с крестцом, занимают значительную площадь. Седалищный бугор у человека могуч, а седалищная ость длинна и остра, тогда как у других обезьян первый короток, а второй вообще почти нет.

На передней нижней подвздошной ости крепится прямая мышца бедра (часть четырехглавой мышцы бедра), разгибающая колено. Но она же сгибает бедро в тазобедренном суставе, то есть поднимает ногу вперед (или опускает тело, если нога прочно стоит на земле). Получается противоречие: одна и та же мышца одновременно держит тело вертикально в одном суставе, но наклоняет его в другом. У четвероногих животных такой странной проблемы нет, ведь у них нога вертикальна, а тело горизонтально, мышца совершенно логично выполняет шаг вперед. Чтобы нога у человека была выпрямлена и в тазобедренном суставе тоже, четырехглавой мышце бедра противостоят целых три ягодичные мышцы — большая, средняя и малая, которые разгибают бедро, удерживая тело в вертикальном положении. Особенно преуспевает в этом большая ягодичная мышца. Но у обезьян она расположена не сзади, а сбоку и занята иным делом — отводит бедро в сторону, а потому развита умеренно, почему и зад у обезьян тощий, совсем нечеловеческий, а выпрямить ноги они не могут. Кстати, совершенно обезьяний вариант типичен для новорожденных младенцев. Поэтому они лежат в позе «куренка табака» — растопырив в стороны согнутые ножки, а свести вместе их практически не могут. Только потом четырехглавая мышца «переползает» на человеческое место — в «пятую точку»; если же по какой-то причине замедленный рост сухожилий и фасций препятствует этому перемещению, могут возникнуть проблемы с умением ходить.

Раз у человека пропала отводящая функция большой ягодичной мышцы, должна быть какая-то компенсация: отведением бедра в сторону у него усиленно занимаются верхняя и нижняя близнецовые мышцы, отчего место их крепления на седалищной кости чрезмерно увеличивается и становится седалищной остью. Но еще важнее человеку приводить бедро, то есть сводить ноги вместе, чтобы стоять прямо; этим, среди прочих, заняты квадратная мышца бедра и большая приводящая мышца, крепящиеся к седалищному бугру, который оказывается заметно крупнее, чем у обезьян.

Тазовые кости сохраняются плохо, но радует, что у Ardipithecus ramidus 4,4 млн лет назад мы видим строго промежуточный «четвероного-двуногий» вариант — одновременно и широкий, и вытянутый в длину. У Australopithecus afarensis 3,5 млн лет назад таз был не только полностью «прямоходящий», но по расширенности пропорций даже более человеческий, чем у современного человека. Это не значит, что мы сколько-нибудь вернулись к четвероногости. Ясно, что сей парадокс связан с так называемыми аллометрическими закономерностями. При изменении общих размеров тела разные части тела меняются неодинаково: при росте от малых размеров к средним длиннотные размеры увеличиваются быстрее, чем широтные (а вот если увеличивать человека до масштабов слона, то, наоборот, широтные начнут расти быстрее, иначе скелет не выдержит огромного веса). Поэтому от австралопитеков к нам и высота таза несколько подросла.

• крупный размер тела, отсутствие хвоста
• сходные формы ушной раковины, жевательных поверхностей коренных зубов
• 4 группы крови, 5 долей в легких, 7-8 сосочков в почке, червеобразный отросток
• сходные заболевания (СПИД, сифилис, проказа)
• сходная мимика, сложное поведение
• 46 хромосом у человека, 48 у понгид
• 91% генов одинаковы у человека и шимпанзе

Отличия
1) Скелет:

• в связи с большим объемом мозга мозговая часть черепа больше лицевой
• в связи с прямохождением

• сводчатая стопа
• расширенный таз
• изгибы в позвоночнике (S-образный позвоночник)
• грудная клетка расширена в стороны

2) Объем мозга в 2 раза больше, объем коры в 3 раза больше за счет извилин. Благодаря этому человек может вырабатывать вторую сигнальную систему, т.е. способность оперировать словами-понятиями, отделенными от конкретных предметов. (Например, слово «стол» обозначает понятие, которому может соответствовать множество очень разных предметов.)

Вторая сигнальная система не врожденная, она формируется в процессе обучения человека в детском возрасте. Таким образом, для формирования человека обязательно требуется общество.

Тесты

151-01. Что отличает человекообразную обезьяну от человека?
А) общий план строения
Б) уровень обмена веществ
В) строение передних конечностей
Г) забота о потомстве

151-02. Чем отличается человекообразная обезьяна от человека?
А) строением кисти руки
Б) дифференциацией зубов
В) общим планом строения
Г) уровнем обмена веществ

151-03. У человека, в отличие от млекопитающих животных, развиты(-а)
А) условные рефлексы
Б) вторая сигнальная система
В) органы чувств
Г) забота о потомстве

151-04. Человека отличает от человекообразных обезьян наличие
А) заботы о потомстве
Б) первой сигнальной системы
В) второй сигнальной системы
Г) теплокровности

151-05. Человек, в отличие от животных, услышав одно или несколько слов, воспринимает
А) набор звуков
Б) местонахождение источника звуков
В) громкость звуков
Г) их смысл

151-06. У человека, в отличие от человекообразных обезьян, есть
А) диафрагма
Б) S-образный позвоночник
В) борозды и извилины в конечном мозге
Г) стереоскопическое цветовое зрение

151-07. Речь человека отличается от «языка животных» тем, что она
А) обеспечивается центральной нервной системой
Б) является врождённой
В) возникает осознанно
Г) содержит информацию только о текущих событиях

151-08. Человек и современные человекообразные обезьяны сходны тем, что
А) владеют речью
Б) способны к обучению
В) способны к абстрактному мышлению
Г) изготовляют каменные орудия труда

151-09. Отличия человека от человекообразных обезьян, связанные с его трудовой деятельностью, проявляются в строении
А) сводчатой стопы
Б) S-образного позвоночника
В) гортани
Г) кисти

151-10. Чем отличается человек от шимпанзе?
А) группами крови
Б) способностьюк обучению
В) генетическим кодом
Г) способностью к абстрактному мышлению

151-11. У человека, в отличие от других животных,
А) развита вторая сигнальная система
Б) клетки лишены жёсткой оболочки
В) есть бесполое размножение
Г) две пары конечностей

151-12. У человека, в отличие от других представителей класса млекопитающих,
А) зародыш развивается в матке
Б) имеются сальные и потовые железы
В) имеется диафрагма
Г) мозговой отдел черепа больше лицевого

151-13. Сходство обезьяны и человека заключается в
А) одинаковой степени развития коры мозга
Б) одинаковых пропорциях черепа
В) способности к образованию условных рефлексов
Г) способности к творческой деятельности

151-14. Какая особенность скелета характерна для человека и человекообразных обезьян, в отличие от других млекопитающих?
А) большой палец руки противопоставлен всем остальным
Б) кисть крючкообразная, со слабо развитым большим пальцем
В) верхняя конечность состоит из плеча, предплечья и кисти
Г) нижняя челюсть соединена с черепом подвижно

151-15. Какая из перечисленных особенностей строения черепа человека является приспособлением к речи?
А) наличие выступающего подбородка
Б) вертикальный лоб
В) срастание костей черепа
Г) увеличенная по сравнением с лицевой мозговая часть черепа