Эволюция органов движения животных и человека (10914)

Посмотреть архив целиком

-1-

Мир живой природы находится в непрерывном движении. Двигаются стада или стаи животных, отдельные организмы, двигаются бактерии и простейшие в капле воды. Растения поворачивают свои листья к солнцу, всё живое растёт. Способы движения за миллиарды лет прошли долгий путь эволюции. На нашей планете около 2 000 000 видов животных. Это различные беспозвоночные и позвоночные. В своём историческом развитии животные появлялись и развивались в определённой последовательности. Например, первые земноводные появились около 300 млн. лет назад от древних рыб, а первые пресмыкающиеся возникли примерно 200 млн. лет назад от древних земноводных. Палеонтологические находки доказывают, что животный мир непрерывно развивался, а вымершие животные оставили своих потомков.

Для многих животных ископаемые предки не найдены, помогают выяснить их происхождение данные, полученные при сравнении их строения с другими группами животных. Например, чешуйки на ногах птиц по форме и строению точно такие же, как чешуи ящериц и змей. Сравнение скелета передних конечностей различных наземных позвоночных показывает их сходство в строении отделов скелета, костей и др. Рудименты конечностей у китов, скрытые внутри тела, говорят, что предки китов были наземными млекопитающими. Для передвижения киты используют хвостовой плавник, поэтому в ходе эволюции задние ноги у них исчезли. Таким образом, путем сравнения животных можно выяснить конкретный ход их эволюции и родство. В животном мире движение является существенным фактором для выживания организмов, определяя различные процессы жизнедеятельности и поведения: защиту от врагов, поиски пищи и полового партнёра, освоение новых местообитаний др. Это позволяет лучше приспосабливаться к среде обитания, а многообразие условий среды обуславливает большое разнообразие форм животных.

Жан Батист Ламарк считал, что причина многообразия животных – воздействие различных факторов среды. Реакции организма на это воздействие соответствуют изменениям среды и передаются по наследству. Например, при скудном травяном покрове жирафы вынуждены ощипывать листья с деревьев, постоянно вытягивая шею, чтобы достать их. Действие из поколения в поколение подобной привычки привело к тому, что передние ноги жирафов оказались длиннее задних, а шея значительно вытянулась. Подобным образом объясняли и наличие перепонок между пальцами водоплавающих птиц.

С момента возникновения жизни развитие живой природы шло по пути приспособления живых организмов к среде обитания: от простого к сложному, от низко организованных форм к более высоко организованным – и имело прогрессивный характер. Изначальное сходство между зародышами позвоночных – это проявление сохраняющейся наследственной информации, полученной от единых предков.

Впервые человек стал задумываться о своём происхождении очень давно, в доисторические времена. Каждое племя имело свой тотем – священное животное, от которого, как считалось, оно вело свой род. Это могли быть птица, олень, медведь и т.д. Почитание тотемов и теперь сохранилось у некоторых племён, живущих по обычаям предков. Очевидно, что на заре своей истории человек не видел ничего задорного в том, что произошел от животных, и это даже являлось предметом своеобразной гордости. Но в христианских странах вплоть до 20-в. подобные предположения считались абсолютно не допустимыми.

Противники эволюционных идей даже создали особое учение – креационизм, научно обосновавшее акт божественного творения. В 20-в. креационизм составлял вполне серьёзную научную оппозицию теориям эволюции. Виднейшим из биологов креационистов был Жорж Кювье. Среди биологов по этому поводу бытует такая шутка: «Десять тысяч лет спустя существа, населяющие Землю, будут с негодованием отрицать своё происхождение от человека».

-2-

Как же вопрос о происхождении человека решается современной наукой? Человек разумный относится к семейству людей, подотряду человекообразных обезьян отряда приматов. Первые приматы появились около 70 млн. лет назад. Данные сравнительной эмбриологии и анатомии ясно показывают черты сходства с животными в развитии и строении тела человека. Как и у приматов, внутренний скелет человека представлен хордой, присутствует скелет парных свободных конечностей, передние конечности хватательного типа. Однако только человеку присуще истинное прямохождение. В силу вертикального хождения скелет человека имеет широкий таз, плоскую грудную клетку, резкие изгибы позвоночника, сводчатую стопу. Большой палец нижних конечностей у людей приблизился к остальным и принял на себя функцию опоры. Гибкая кисть руки – органа труда – способна выполнять разнообразные и высокоточные движения. Очерк истории позвоночных, из всего животного мира, как оказалось, наилучшим образом решивших задачу приспособления и развития, начну с упоминания еще о двух новшествах, возникших и развившихся как прямое следствие появления поперечнополосатой мышцы и всего того нового двигательного принципа, который мы только что назвали неокинетикой. Первым новшеством были сенсорные коррекции, подробно описанные нами в предыдущем очерке. У древнейших бесскелетных животных с медлительной гладкой мускулатурой и с большим преобладанием в их обиходе местных члениковых телодвижений еще не было потребности в том тонком управлении движениями, для которого нужен непрерывный контроль со стороны органов чувств. К тому же для сверки текущего движения с тем, как оно было запланировано, - а в этом ведь и состоит работа сенсорных коррекций, - нужно уже, чтобы имелась такая предварительная планировка предпринятого движения, нужно, чтобы были и органы, способные его планировать. Когда еще не существует головного мозга, когда нет памяти в каком угодно виде, способной выдерживать и выполнять в правильном порядке части сложного цепного движения или действия, тогда с чем же и посредством чего сверять совершаемое движение? По какому признаку решать, течет ли оно точно так, как было намечено, или нет?

Наконец, надо добавить и то, что сам двигательный аппарат у новых, неокинетических животных быстро становился все более трудным для управления, несравнимо с теми немудреными устройствами, какие имелись к услугам червя или устрицы. Дальнодействующие органы чувств - телерецепторы - вызывали к жизни переместительные движения всего тела, локомоции, как об этом уже говорилось. Для локомоции потребовалась дружная, согласованная работа мышц всего тела - синергии - оркестр, которому нужен был и дирижер в лице центрального мозга. При всем том каждый музыкант этого большого оркестра, каждая поперечнополосатая мышца представляла собой гораздо менее послушный и удобный для управления орган, нежели древние гладкие мышечные клетки. Мы уже говорили о тех сложных ухищрениях, на которые вынуждена пускаться центральная нервная система для того, чтобы получать от этой мышцы длительные сокращения, тетанусы, или плавные изменения силы. Здесь столкнулись между собой: и возросшая быстрота и сила движений, и их обширность и сложность, и капризность их главного исполнителя - мышцы, и все растущая требовательность животных к точности и меткости своих движений. Интересно отметить, что у древних бесскелетных животных все "рефлекторное кольцо", о котором также говорилось в предыдущем очерке, работает как раз в обратную сторону, чем у нас. Пронаблюдайте червя, наползшего на какое-нибудь препятствие, или улитку, добравшуюся до конца травинки. Как только дело доходит до какого-либо из затруднений в этом роде, начинаются беспорядочные и (сравнительно) оживленные ощупывания, "снующие" движения во все стороны. Важнейшая определяющая черта новодвигательных животных (как мы теперь будем называть обладателей поперечнополосатой мускулатуры) - центральная нервная система и головной мозг начали впервые с известной четкостью определяться уже у высших моллюсков (например, у головоногих - осьминога, каракатицы.) Однако только у позвоночных они нашли условия для бурного и безостановочного развития, продолжающегося и поныне. Это развитие, повело в конце концов к тому, что головной мозг, и в частности самая новая его, часть, так называемая кора больших полушарий, завладел у высших позвоночных верховной диктатурой по всем решительно физиологическим отправлениям. Это новая, только в последние годы приоткрываемая страница науки о мозге; высокие заслуги в ее открытии принадлежат крупнейшему русскому физиологу К. М. Быкову.

-3-

Беспозвоночные

Простейшие

Жгутики. В 1676 г. Антонии Ван Левенгук первым разглядел под микроскопом бактерии. Он написал, что эти крохотные существа быстро двигаются в капле воды, но каким образом – совершенно не понятно. Левенгук предположил, что бактерии имеют крошечные лапки.

В середине 20-г. ученые, наконец, увидели эти «лапки» под микроскопом и назвали их жгутиками. Они похожи на тонкие нити. Жгутики вращаются со скоростью около 50 оборотов в минуту. С силой «ввинчиваясь» в жидкость и отбрасывая её как гребной винт, жгутик тянет бактерию вперёд. Сенсацию вызвало то, что впервые в живой природе была обнаружена структура, действующая по принципу колеса. Природа «отобрала» у человека это изобретение.

Помимо бактерий огромная группа живых существ – жгутиковые, - а также некоторые клетки растений, животных и грибов имеют жгутики. Но движутся они с помощью их биения, а не вращения. Такие жгутики уже не заставляют вспомнить колесо. Короткие и многочисленные жгутики называются ресничками. У инфузорий их число превышает 10 тыс. Реснички движутся не беспорядочно, а волнообразно. Они похожи на гребцов, ритмично погружающих в воду свои вёсла. Умело ведут они свой огромный в сравнении с ним «корабль» - инфузорию, могут разворачивать его, «давать задний ход».






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.