Рудименты и атавизмы. В чем отличие атавизма от рудимента

Крылья нелетающей птицы и глаза глубоководной рыбы – это все проявления эволюционной причуды под названием «рудимент». Существование подобных излишеств в организме ничем не обосновано, но устойчиво передается из поколения в поколение. Мы расскажем о самых известных рудиментах человека, и о том, как они возникли.

Копчик

Самым известным рудиментом, доставшимся человеку от давних предков, является копчик (coccyx) – треугольная кость, образованная срастанием 4-5 позвонков. Когда-то он образовывал хвост – орган поддержания равновесия, который также служит для передачи социальных сигналов. По мере того, как человек становится прямоходящим созданием, все эти функции перешли на передние конечности, и потребность в хвосте отпала.

Тем не менее, на ранних стадиях развития человеческий эмбрион обладает хвостовым отростком, который, нередко, сохраняется. Примерно один из пятидесяти тысяч младенцев рождает с хвостиком, который может быть легко удален без последствий для организма.

Аппендикс

Червеобразный отросток слепой кишки (appendix vermiformis) давно перестал играть хоть какую-нибудь роль в человеческом организме. Предположительно, он служил для длительного переваривания твердой пищи – например, круп. Вторая теория гласит, что аппендикс играл роль резервуара для пищеварительных бактерий, где они размножались.

Аппендикс взрослого человека имеет длину от 2 до 20 сантиметров, однако в большинстве случаев его длина примерно равна десяти сантиметрам. Воспаление червеобразного отростка (аппендицит) является очень распространенным заболеванием – на него приходится 89 процентов всех хирургических операций брюшной полости.

Зуб мудрости

Третьи моляры (коренные зубы) получили свое название по той причине, что прорезаются гораздо позднее всех остальных зубов, в том возрасте, когда человек становится «мудрее» - 16-30 лет. Основная функция зубов мудрости – жевательная, они служат для перетирания пищи.

Однако у каждого третьего человека на Земле они растут неправильно – им не хватает места на челюстной дуге, в результате чего они или начинают прорастать в стороны, или травмируют своих соседей. В подобных случаях, зубы мудрости приходится удалять.

Синтез витамина С

Нехватка витамина С (аскорбиновой кислоты) в организме может привести к заболеванию цингой с последующим летальным исходом. Однако, человек не может самостоятельно синтезировать этот витамин в своем организме, в отличие от большинства приматов и других млекопитающих.

Ученые давно предполагали, что у человека существовал орган, отвечающий за выработку аскорбиновой кислоты, однако подтверждение этому было обнаружено лишь в 1994 году. Тогда был найден псевдоген, отвечающий за выработку витамина С, аналогичный тому, что есть у гвинейский свиней. Но у современного человека эта функция отключена на генетическом уровне.

Вомероназальный орган (ВНО)

В социальном поведении животных феромоны играют доминирующую роль. С их помощью самки привлекают самцов, а сами кавалеры помечают подконтрольную им территорию. Большинство эмоций сопровождается выбросом феромонов – страх, злость, умиротворение, страсть. Человек же больше полагается на вербальную и визуальную составляющие социального общения, поэтому роль распознания феромонов сведена к минимуму.

Гусиная кожа

Мурашки (cutis anserina) возникают при срабатывании пиломоторного рефлекса. Основными побудительными мотива этого рефлекса являются холод и опасность. При этом спинной мозг производит возбуждение периферических нервных окончаний, которые приподнимают волосяной покров.

Так в случае холода, приподнятые волосы позволяют сохранить больше теплового воздуха внутри покрова. Если же возникает опасность, увеличение волосяного покрова придает животному более массивный вид. У человека пиломоторный рефлекс остается рудиментом, поскольку густой волосяной покров был утерян в процессе эволюции

Мужские соски

Одна из ранних научных теорий предполагала, что соски являются признаком способности мужчины к грудному вскармливанию, которая была утеряна в процессе эволюции. Однако позднее исследования показали, что никто из мужских особей наших предков не обладал такой функцией организма.

В настоящее время принято считать, что соскиформируются еще на той стадии развития эмбриона, когда его пол не определен. И лишь позднее, когда зародыш начинает самостоятельно вырабатывать гормоны, можно определить кто родится – мальчик или девочка.

Уши, чтобы слышать. Глаза, чтобы видеть. Нос, чтобы дышать и нюхать. И так далее. Однако предназначение некоторых частей человеческого организма объяснить непросто. Зачем, к примеру, нужен копчик, волосы на ногах?

Считается, что они досталось человеку в наследство от далеких предков. Когда-то давно они приносили человеку пользу, но со временем необходимость в них уменьшилась или вовсе отпала – а сами «необязательные» структуры остались. Их назвали рудиментами (от лат. rudimentum- зачаток, первооснова).

До Чарльза Дарвина ученые на полном серьезе полагали, что рудименты «созданы для симметрии» или «чтобы дополнить схему природы». Дарвин же дал более логичное объяснение: органы, которые не помогают, но и особо не мешают в процессе естественного отбора, и постепенно вырождаются. Кстати, рудименты послужили одним из доказательств теории эволюции.

Если рудименты есть у всех без исключения людей, то атавизмы – удел избранных. Речь о признаках, полностью утраченных в процессе эволюции (например, хвосте или густом волосяном покрове по всему телу наподобие меха животных). Ученые объясняют появление атавизмов тем, что их гены не исчезают полностью в ходе эволюции, а только теряют активность, и могут при определенных условиях проявлять себя. В старину от людей с атавизмами шарахались или же показывали их за деньги на ярмарках: «Спешите видеть удивительного человека-зверя и хвостатого ребенка!». Сегодня все понимают, что атавизм не делает человека неполноценным. При этом зачастую такие люди прибегают к услугам пластических хирургов.

Рудименты и атавизмы интересны и полезны биологам. Исследуя их, можно проследить путь эволюции. Теоретически рудименты и атавизмы могут принести пользу человечеству как виду: наличие в генотипе «лишних» записей делает вид более гибким в приспособлении к меняющимся условиям. Однако зачем нужны малофункциональные, а то и вовсе бесполезные органы простому человеку? Есть ли от них какой-то толк или только лишь хлопоты?

Рудименты

Рудимента́рные о́рганы, рудиме́нты (от лат. rudimentum - зачаток, первооснова) - органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма.

Термин «рудимент» в таком значении широко употребляется в русской научной литературе, несмотря на то, что он противоположен своему первоначальному значению в латинском языке. В англоязычной литературе наряду с ним употребляется более адекватный термин vestige, образованный от лат. vestigium - след (в прямом и переносном смыслах слова). Целесообразно в русском языке также использовать термин вестигий для обозначения органа, вторично уменьшившегося и/или упростившегося в ходе эволюции, чтобы не путать его с зачатком - органом, еще не достигшем окончательного размера и строения.

Анализ Чарльзом Дарвином рудиментарных (то есть вестигиальных) органов и частей организма во многом способствовал формированию доказательной базы происхождения человека от других представителей животного мира.

В XIX веке ученые насчитывали около 180 рудиментов. К ним причисляли органы, которые в настоящее время признаны жизненно важными: коленные мениски, щитовидную, вилочковую и шишковидную железы. Сегодня список рудиментов значительно сократился. Противники теории эволюции утверждают, что у человека нет ни одного ненужного органа. Тем не менее, большинство ученых сходятся на том, что некоторые органы по большей части утратили функцию, что позволяет отнести их к рудиментам.

Человеку, в отличие от обезьяны, хвост не нужен. Его и нет. Однако часть позвоночника, поддерживающая хвост, осталась - это копчик. Копчик состоит из четырех-пяти маленьких позвонков, располагающихся ниже крестца. У взрослого человека эти позвонки срастаются в единую малоподвижную структуру.

Большинство людей не задумываются о своем копчике. Этот рудимент не помогает, но и не мешает жить. У женщин во время родов копчик отгибается назад, пропуская плод. Однако иногда копчик, будучи богато иннервированным, становится источником весьма неприятных болей. Они возникают при его избыточном загибе вперед вследствие индивидуальных особенностей строения либо травмы. Что характерно: боль возникает после длительного сидения, особенно на мягком стуле. Обычно для устранения боли бывает достаточно рекомендовать пациентам сидеть на жесткой поверхности (при этом опора идет на седалищные бугры, а не на копчик) и пройти курс физиотерапии. В редких случаях, когда консервативное лечение не помогает, приходится хирургически удалять копчик.

Аппендикс представляет собой отросток слепой кишки. Его средняя длина - 10 см (впрочем, в книге рекордов Гиннеса зарегистрирован аппендикс длиной 23,5 см). Какие от аппендикса бывают проблемы, знают все: ежегодно 1 из 200–250 человек заболевает острым аппендицитом и производится более 1.000.000 операций (аппендэктомий). Меньше известно о пользе аппендикса. Считается, что он может участвовать в пищеварении - в нем живут полезные бактерии, а также выполнять иммунную и эндокринную функции.

Что делать с аппендиксом, чтобы он не причинял забот? В настоящее время профилактическое удаление аппендикса считается неоправданным: оно приводит к снижению иммунитета, кроме того, как и любая операция на брюшной полости, может вызывать образование спаек. Остается жить с аппендиксом и надеяться, что он не воспалится. Кстати, итальянские ученые показали, что кормление грудью снижает риск аппендицита: при сроке кормления от 4 до 7 месяцев риск снижается на 10%, а при сроке кормления более 7 месяцев - почти в 2 раза!

Молочные железы у мужчин

Упомянутый способ профилактики аппендицита нельзя рекомендовать мужчинам: их молочные железы представляют собой чисто рудиментарные органы. Пользы от них никакой, а вот вред не исключен.

При гормональных нарушениях (например, как побочный эффект приема некоторых лекарств или вследствие алкоголизма) грудь у мужчин может увеличиваться и даже выделять молоко. Лечение заключается в устранении причины, вызвавшей нарушение.

Также мужчин возможен рак груди, хотя встречается он в 100 раз реже, чем у женщин и имеет намного меньшее социальное значение. Мужчины, как правило, раньше, чем женщины, замечают изменения в размере груди, поэтому лечение оказывается своевременным. Да и косметический эффект от удаления груди для мужчин имеет меньшее психологическое значение.

Волосы на теле

Волосы на теле - безобидный рудимент, который, тем не менее, доставляет женщинам бесчисленное количество хлопот. Во-первых, это неэстетично. Во-вторых, волосяные фолликулы могут воспаляться, однако такое заболевание несложно вылечить. Зато волосы - какая-никакая, а все-таки шерсть, которая немного греет. Недаром при холоде по коже идут мурашки - это поднимаются волосы.

Зубы мудрости

С одной стороны, зубы мудрости современному человеку ни к чему - хватает и основного набора зубов. Да к стоматологу лишний раз ходить не хочется. С другой стороны, для размельчения грубой пищи иногда бывает полезно иметь побольше зубов.

Ушные мышцы

У человека имеются передняя, верхняя и задняя ушные мышцы. Нашим предкам они нужны были для того, чтобы приводить уши в движение. Некоторые люди тоже умеют шевелить ушами, но данный навык рассматривается как всего лишь забавное дополнение к мимике.

Единственный плюс этого рудимента - ушные мышцы можно использовать для естественной подтяжки лица с помощью точечного массажа.

Дарвинов бугорок (также бугорок ушной раковины, лат. tuberculum auriculae) - рудиментарное образование, небольшой бугорок на завитке ушной раковины человека и некоторых обезьян, являющийся гомологом заостренной верхушки уха примитивных приматов и других млекопитающих. Подобная структура имеется не у всех людей; по некоторым данным, частота её встречаемости - лишь около 10%.

Своим названием эта анатомическая структура обязана тому, что Чарльз Дарвин упомянул ее в своей работе «Происхождение человека и половой отбор» как пример рудимента. При этом сам Дарвин назвал его вулнеровской верхушкой в честь английского скульптора Томаса Вулнера, который обратил внимание на наличие этого образования, работая над скульптурой Пака.

Ген, определяющий наличие дарвинова бугорка, является аутосомно-доминантным, однако обладает неполной пенетрантностью (то есть, не у каждого лица, имеющего данный ген, будет иметься бугорок).

Атавизмы

Атави́зм (от лат. atavus - отдалённый предок) - появление у данной особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших.Это длинные клыки и ногти (похожие на когти животных), добавочная пара молочных желез, волосы на всем теле, аналог хвоста.

Рудиментарными называют органы, которые утратили свое значение в ходе эволюционного развития. Они закладываются еще во внутриутробном состоянии и сохраняются на всю жизнь в отличие от так называемых провизорных (временных) органов, которые есть только у зародышей. От атавизмов рудименты отличаются тем, что первые встречаются крайне редко (сплошной волосяной покров у человека, дополнительные пары молочных желез, развитие хвоста и т. д.), вторые же - присутствуют почти у всех представителей вида. О них - рудиментарных органах человека - и поговорим.

Вообще вопрос о том, какова роль рудиментов в жизни того или иного организма и что, собственно, считать таковыми, все еще остается довольно сложным для физиологов. Ясно одно: рудиментарные органы помогают проследить путь филогенеза. Рудименты показывают наличие родства между современными и вымершими организмами. А еще эти органы в числе прочего являются доказательством действия естественного отбора, удаляющего ненужный признак. Какие же человеческие органы можно считать рудиментами?

Это нижний отдел позвоночника, который состоит из трех или пяти сросшихся позвонков. Он представляет собой не что иное, как наш рудиментарный хвост. Несмотря на рудиментарный характер, копчик является довольно важным органом (как и другие рудименты, которые, хоть и утратили большую часть своего функционала, все еще остаются весьма полезными для нашего организма).

Передние отделы копчика необходимы для прикрепления мышц и связок, которые участвуют в функционировании органов мочеполовой системы и дистальных отделов толстого кишечника (к ним крепятся копчиковая, подвздошно-копчиковая и лобково-копчиковая мышцы, которые формируют мышцу, поднимающую задний проход, а также заднепроходно-копчиковая связка). Помимо того, к копчику прикрепляется часть мышечных пучков большой ягодичной мышцы, которая отвечает за разгибание бедра. А еще копчик нужен нам для того, чтобы правильно распределять физическую нагрузку на таз.

Зубы мудрости

Это восьмые зубы в зубном ряду, в простонародье именуемые восьмеркой. Как известно, свое название «восьмерки» получили в связи с тем, что прорезаются значительно позже остальных зубов - в среднем в возрасте от 18 до 25 лет (у некоторых людей не прорезаются вообще). Зубы мудрости считаются рудиментами: в свое время они были необходимы нашим предкам, но после того как рацион питания Homo sapiens значительно изменился (уменьшилось потребление твердой и жесткой пищи, люди стали употреблять еду, подвергшуюся термической обработке), а объем мозга увеличился (вследствие чего природе «пришлось» уменьшить челюсти Homo sapiens ) - зубы мудрости решительно «отказываются» вписаться в наш зубной ряд.

Эти «хулиганы» среди зубов то и дело норовят вырасти вкривь и вкось, из-за чего изрядно мешают другим зубам и общей гигиене полости рта: вследствие неправильного расположения «восьмерок» между ними и соседними зубами то и дело застревает пища. Да и зубной щетке добраться до зубов мудрости не так-то просто, поэтому их часто поражает кариес, что приводит к удалению больного зуба. Однако при правильном расположении зубов мудрости они, к примеру, могут служить опорой для мостовидных протезов.

Аппендикс

В среднем длина придатка слепой кишки у человека составляет около 10 см, ширина - всего 1 см. Тем не менее он может доставить нам много хлопот, а в средние века «болезнь кишок» и вовсе являлась смертным приговором. Нашим предкам аппендикс помогал переваривать грубую пищу и, конечно, играл очень важную роль в функционировании всего организма. Но и сегодня этот орган вовсе не так бесполезен. Серьезную пищеварительную функцию он, правда, давно не выполняет, зато выполняет защитную, секреторную и гормональную функции.

Ушные мышцы

Представляют собой мышцы головы, окружающие ушную раковину. Ушные мышцы (точнее, то, что от них осталось) - это классический пример рудиментарных органов. Это и понятно, ведь люди, которые умеют двигать ушами, встречаются довольно редко - куда реже, чем люди, которые бы не имели копчика, аппендикса и т. п. рудиментов. Функции, которые выполняли ушные мышцы у наших предков, вполне понятны: разумеется, они помогали шевелить ушами для того, чтобы лучше слышать приближающегося хищника, соперника, сородичей или добычу.

Пирамидальная мышца живота

Относится к передней группе мышц области живота, однако в сравнении с прямой мышцей имеет очень небольшие размеры, а по внешнему виду напоминает небольшой треугольник из мышечной ткани. Пирамидальная мышца живота – рудимент. Она имеет значение только у сумчатых животных. У многих людей она отсутствует вовсе. У тех же, кто является счастливым обладателем этой мышцы, она натягивает так называемую белую линию живота.

Эпикантус

Этот рудимент характерен только для монголоидной расы (или, например, для африканских бушменов - самого древнего народа на планете, потомками которого, по сути, все мы и являемся) и представляет собой кожную складку верхнего века, которую мы видим при восточном разрезе глаз. К слову, именно благодаря этой складке и создается эффект «узких» монголоидных глаз.

Причины возникновения эпикантуса точно не известны. Но большинство исследователей склоняются к версии о том, что кожная складка на верхнем веке возникла вследствие природных условий проживания человека - к примеру, в условиях суровых холодов или, напротив, пустынь и жаркого солнца, когда эпикантус призван защищать глаза.

Морганиевы желудочки гортани

Этот орган представляет собой мешковидные углубления, находящиеся между истинными и ложными голосовыми складками по правой и левой сторонам гортани. Они имеют значение для создания так называемой общей резонаторной камеры, то есть резонансного голоса. Видимо, морганиевы желудочки нужны были нашим предкам для того, чтобы создавать серию определенных звуков и защищать гортань.

К рудиментарным органам можно отнести и некоторые другие, кроме того, у представителей определенных рас могут быть свои рудименты, не характерные для других рас. Например, стеатопигия у вышеупомянутых бушменов и родственных им готтентотов - отложение большого количества жира на ягодицах. Запасы жира при этом играют ту же функцию, что и горбы у верблюдов.

Стеатопигия / ©Flickr

Атавизмы и рудименты у человека рассматривают как один из аргументов эволюционной теории. Части тела, которые сформировались у предков современных людей под давлением окружающей среды, но теперь ставшие ненужными. Органы, которые утратили изначальное значение в процессе развития эволюции человека, называют рудиментарными. , которые были характерны далеким предкам, но отсутствовали у близких, называется атавизмом.

Список основных рудиментов:

ушные мышцы;
зубы мудрости;
копчик;
аппендикс;
пирамидальная мышца;
эпикантус.

Рудименты у современного человека

Аппендикс – остаток органа, который у предков людей обладал пищеварительными функциями. Сейчас аппендикс может защищать от потери симбиотических бактерий, которые помогают пищеварению организма. Впрочем, этой функцией он, вероятно, обладал и у предков человека.

Ушными являются височно-теменная, передняя и задняя мышцы. Они позволяют двигать в разные стороны ушную раковину. Современный человек обходится без шевеления ушами, но у некоторых представителей вида homosapiens эта способность выражена ярко.

У современных обезьян, особенно у макак, ушные мышцы развиты намного лучше. Это связано с тем, что приматы используют их, чтобы быть предупрежденными об опасности. Но ушные мышцы шимпанзе и орангутангов, как и у людей, стали минимально развитыми и не функциональными, однако полностью не исчезли.

Зубы мудрости устроены так, чтобы пережевывать жесткую и твердую пищу растительного происхождения. Считается, что предки людей обладали более мощными челюстями, которые давали им возможность пережевывать листву. Тщательное пережевывание компенсировало неспособность переваривать целлюлозу, входившую в состав растительной пищи. Изменения в структуре питания привели к тому, что естественным путем формировались менее сильные челюсти. Но зубы мудрости сохранились. У нового поколения людей зубы мудрости стали прорезаться реже, что подтверждает эволюционную теорию рудиментов. Из-за бесполезности и даже вредности этих частей тела существует возможность хирургического удаления зубов мудрости.

Интересно, что у разных народов развитие зубов мудрости не совпадает. Аборигены Тасмании сохранили мощные челюсти и хорошо развитые зубы мудрости. У жителей Мексики, напротив, они почти не растут.

Копчик – остаток рудиментарного хвоста, который в разные периоды развития имели все млекопитающие. В период пренатального развития плод человека около четырех недель имеет хвост. Он наиболее заметен у эмбрионов, которым исполнилось от 31 до 35 дней. Хвостовая кость, расположенная в конце позвоночника, утратила свое значение для содействия равновесию и подвижности. Сейчас копчик сохраняет значение как точка крепления мышц, сухожилий и связок. Иногда врожденный дефект приводит к появлению у человека при рождении короткого хвоста.

За период с 1884 года было зарегистрировано 23 случая рождения младенцев с хвостиком. Во всем остальном эти дети были нормальными. Всем им удалили хвосты хирургическим путем, и эти дети продолжили обычную человеческую жизнь.

Во внутреннем углу глаза есть небольшая складка, полулунной. Это остаток мигательной перепонки, полупрозрачного или прозрачного третьего века, которое позволяет некоторым видам животных увлажнять глаз, не теряя видимость. У кошек, тюленей, белых медведей и верблюдов мигательная перепонка сохранилась полностью. У других млекопитающих – только ее рудименты.

Атавизмы современных людей

Человек в месяцы своего пренатального развития частично проходит эволюционный путь своих предков. Известно, что человеческие эмбрионы в разные недели существования напоминают эволюционных предков людей. В отдельных случаях атавистические признаки могут сохраниться у родившегося ребенка.

Некоторые гены, исчезнувшие фенотипически, могут не исчезнуть из ДНК человека. Они сохраняются в неактивном виде на протяжении поколений. Недостаток генетического контроля может привести к возрождению у отдельного человека спящих генов. Также оно может быть вызвано внешней стимуляцией.

Один из самых ярких примеров атавизма – волосяной покров. Общие предки людей и обезьян имели тела, покрытые густой шерстью. И сегодня случается, что волосяной покров человека покрывает все его тело, оставляя гладким только ладони и ступни ног. Бывает, что и у мужчин, и у женщин появляется дополнительная пара сосков – это тоже наследие далеких предков.

Иногда микроцефалию (маленькая голова при нормальных пропорциях остального тела) тоже считают атавизмом. Обычно эта патология сопровождается недостатком умственных способностей человека. К атавизмам относят и заячью губу, аномалию человеческого развития, которую стараются устранить хирургически.

Некоторые человеческие рефлексы также относят к атавизмам. Икота – наследие предков-амфибий. Она помогала пропускать через жаберные щели воду. Новорожденные люди обладают хватательным рефлексом. Его считают атавизмом, который люди получили от предков-приматов. Так детеныши обезьян хватались за шерсть своих матерей.

Атавизмы и рудименты частично изменились, частично получили новое значение. Можно наблюдать, что некоторые рудименты отмирают у народов, в чьей среде они становятся ненужными, но сохраняются у других, где эти части тела не стали рудиментарными.

Витрувианский человек, Леонадро да Винчи

Наличие рудиментарных органов, как известно, является одним из доказательств теории эволюции Дарвина. Что же это за органы?

Схема копчика человека

Рентгеновский снимок зубов мудрости, растущих неправильно

Зубы мудрости

Это восьмые зубы в зубном ряду, в простонародье именуемые восьмеркой. Как известно, свое название «восьмерки» получили в связи с тем, что прорезаются значительно позже остальных зубов - в среднем в возрасте от 18 до 25 лет (у некоторых людей не прорезаются вообще). Зубы мудрости считаются рудиментами: в свое время они были необходимы нашим предкам, но после того как рацион питания Homo sapiens значительно изменился (уменьшилось потребление твердой и жесткой пищи, люди стали употреблять еду, подвергшуюся термической обработке), а объем мозга увеличился (вследствие чего природе «пришлось» уменьшить челюсти Homo sapiens) - зубы мудрости решительно «отказываются» вписаться в наш зубной ряд.

Удаленный аппендикс