Почему у людей волосы не как у обезьян

Опубликовано: 17.09.2024

Все за сегодня

Политика

Экономика

Наука

Война и ВПК

Общество

Культура
История
Религия
Спорт
Россия глазами иностранцев

ИноБлоги

Подкасты

Мультимедиа

Фото
Инфографика
ИноВидео
ИноАудио

Миллионы людей задаются одним и тем же вопросом, глядя на себя по утрам в зеркало: зачем мне вся эта растительность? Мы как общество тратим миллионы долларов в год на восковую депиляцию «усиков», коррекцию бровей нитью, лазерное удаление волос, бритье растительности на лице и ногах, не говоря уже о суммах, которые мы выкладываем в парикмахерских салонах. Но, оказывается, мы неверно формулируем вопрос — по крайней мере, с точки зрения ученых, занимающихся исследованиями в области генетики и эволюции человека. Для них самая большая загадка состоит в том, почему у нас так мало растительности.

Теоретики эволюции выдвигали многочисленные гипотезы о том, почему люди стали голыми землекопами среди приматов. Мы адаптировались к земноводной окружающей среде? Голая кожа способствует охлаждению организма при охоте в жару? Утрата шерстяного покрова позволила нам считывать эмоциональные реакции друг друга, например, когда мы краснеем или закипаем от ярости? Ученые точно не уверены, но биологи начинают понимать, за счет какого физического механизма люди стали голыми обезьянами. В частности, в недавнем исследовании в журнале «Селл репортс» (Cell Reports) эта загадка начала «обнажаться» на молекулярном и генетическом уровнях.

Сара Миллар (Sarah Millar), один из ведущих авторов нового исследования и профессор дерматологии Медицинского института Перельмана при Университете штата Пенсильвания, объясняет, что ученые в целом не могут ответить на вопрос, почему тела людей покрывает разный объем растительности. «На голове у нас растут по-настоящему длинные волосы, а на других частях тела — короткие, у нас лысые ладони, тыльные стороны запястий и подошвы ступней, — говорит она. На самом деле, никто не понимает, с чем связаны эти различия».

У многих млекопитающих зона, известная под названием «подошвенной поверхности», схожая с тыльной стороной запястья у людей, не покрыта растительностью, также как и подошвы ступней. Но у некоторых видов, в том числе у белых медведей и кроликов подошвенные зоны покрыты мехом. Исследователь, занимающийся изучением плантарной зоны кроликов, отметил, что белок-ингибитор под названием «Диккопф 2» (Dickkopf 2), или Dkk2, не присутствовал у кроликов в большом количестве, что дало команде первый ключ к основополагающей роли Dkk2 для роста волос. Когда команда проанализировала безволосые плантарные зоны у мышей, она отметила, что у них наблюдается высокий уровень Dkk2. Это позволило предположить, что этот белок может оставлять участки кожи не покрытыми шерстью, блокируя сигнальный путь WNT, отвечающий, как известно, за контроль роста волос.

В процессе исследования команда сравнила нормально развивающихся мышей с группой, отмеченной мутацией, в результате которой Dkk2 не вырабатывается. Они выяснили, что у мышей-мутантов плантарная кожа была покрыта шерстью, и это послужило очередным доказательством роли белка-ингибитора в определении волосистых и не волосистых частей тела.

Однако Миллар подозревает, что вопрос не ограничивается белком Dkk2. Шерсть, появившаяся не плантарной коже мышей с мутацией, была короче, тоньше и менее равномерно расположенной по сравнению с остальной шерстью животных. «Dkk2 достаточно, чтобы он предотвратил рост волос, но не для избавления от всех механизмов контроля. В расчет необходимо брать множество других факторов».

Даже в отсутствие полной картины этот результат исследования может сыграть важную роль в будущем изучении таких состояний, как облысение, так как путь WNT может все равно присутствовать у лысых людей, но блокироваться белком Dkk2 или подобными ему ингибиторами у людей. Миллар говорит, что понимание функционирования системы ингибиторов может также помочь в исследовании других кожных заболеваний, таких как псориаз и витилиго, приводящих к нарушению кожного покрова и изменению его цвета.

При большем понимании причин, по которым кожа остается не покрытой волосами, остается важный вопрос, почему люди стали почти полностью безволосыми обезьянами. Миллар утверждает, что есть ряд очевидных причин: например, наличие растительности на ладонях и запястьях могло значительно усложнить производство каменных инструментов и применение других приспособлений, поэтому люди, лишившиеся этой растительности, могли иметь преимущество. Причина же, по которой мы лишились растительности на всем теле, однако, в течение десятков лет вызывала оживленные дискуссии.

Одна популярная идея, то пользовавшаяся фавором, то лишавшаяся его после ее выдвижения, называется теорией водной обезьяны. Согласно этой гипотезе, предки людей жили в африканских саваннах собирательством и охотой. Но в период засухи они перебирались на оазисы и берега озер, заходили в мелкие воды, собирая в них водные корнеплоды, моллюсков и другие источники пищи. В рамках гипотезы предполагается, что, поскольку волосы являются не лучшим утеплителем в воде, наши предки утратили растительность, а в организме выработался слой жира. Предполагается также, что мы встали на две ноги благодаря преимуществам прямохождения при вхождении в мелкую воду. Однако эта идея, существующая уже несколько десятилетий, не получила значительной доказательной основы из палеонтологической летописи, и большинство ученых не относятся к ней серьезно.

Более широко принимается теория о том, что, когда предки людей перебрались из прохладных и тенистых лесов в саванны, у них выработался новый метод терморегуляции. Утрата меха дала гоминидам возможность охотиться днем в жарких травянистых участках и не перегреваться. Увеличение потных желез, которых у людей значительно больше, чем у других приматов, также способствовало охлаждению организмов людей. Добыча огня и изобретение одежды означали, что люди могли спокойно существовать днем и утепляться вечером.

Но это не единственные возможности, и, возможно, утрата растительности связана с комбинацией нескольких факторов. Ученый-эволюционист Марк Пейджел (Mark Pagel) из университета Рединга также предположил, что исчезновение шерсти снижало воздействие на людей блох и других паразитов. Люди сохранили несколько волосистых участков, например, волосы на голове, предохраняющие нас от солнца, или лобковый участок, сохраняющий выделяемые феромоны. Но по мере того, как мы становились все менее волосистыми, утверждает Пейджел, тем это было привлекательнее, и участок безволосой шкуры превращался в мощную рекламу здорового самца без паразитов.

Одна из самых интересных теорий состоит в том, что утрата волос на лице и некоторой части волос в зоне гениталий могла способствовать облегчению эмоциональной коммуникации. Марк Чангизи (Mark Changizi), нейробиолог-эволюционист и руководитель отдела когнитивистики в исследовательской компании «2AI», изучает зрение и цветотерапию и утверждает, что причиной отсутствия на наших телах волосяного покрова может быть наше зрение. В то время как у многих животных может быть два типа колбочек, или рецепторов, распознающих цвет, у людей их три. Другиe животные с тремя колбочками и более, например, птицы и рептилии, обладают способностью видеть широкий разброс волн в видимом световом спектре. Но наша третья колбочка необычна: она дает нам ряд дополнительных возможностей распознавать оттенки в самом центре спектра, и это позволяет людям выбирать широкий спектр оттенков, которые представляются совершенно ненужными для охоты или выслеживания.

Чангизи предполагает, что третья колбочка позволяет нам вести невербальную коммуникацию, наблюдая за изменениями цвета лица. «Наличие двух колбочек, определяющих длину волны рука об руку, требуется для чувствительности к оксигенации гемоглобина под кожей, чтобы понимать изменения состояния здоровья или эмоций», — говорит он. Например, зеленоватый или голубоватый оттенок кожи младенца может говорить о заболевании, розовый румянец может указывать на сексуальную привлекательность, а лицо, наливающееся красным цветом, — на гнев, даже у людей с более темным тоном кожи. Но единственный способ увидеть все эти эмоциональные состояния для человека — это лишиться шерсти, особенно на лице.

В статье в журнале «Байолоджи Леттерс» (Biology Letters) 2006 года Чангизи отмечал, что приматы с непокрытыми шерстью лицами и иногда задами также имели тенденцию к наличию трех колбочек, как и люди, в то время как обезьяны с шерстистыми мордами существовали с двумя. Согласно этой статье, безволосые лица и цветное зрение взаимосвязаны.

Миллар утверждает, что вряд ли ее работа сможет нам непосредственно помочь выяснить, являются ли люди плавающими обезьянами, потеющими обезьянами или краснеющими приматами. Однако в сочетании молекулярных доказательств нового исследования о том, как растут волосы, с физическими особенностями, отмеченными у людей, позволит нам приблизиться к правде — или, по меньшей мере, поможет сохранить на голове густые и блестящие волосы.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Потоотделение, солнечные ожоги и паразиты: плюсы и минусы гладкой кожи

Почему первобытные люди лишились шерсти?
Волосы на теле больше не нужны

Что происходит с человеком от момента зачатия до рождения? На кого похож будущий ребенок на разных неделях беременности? Маленькая Катарина Вестре любила рассматривать такие картинки в энциклопедии, а потом выросла и написала книгу "280 дней до вашего рождения" — о том, как развивается эмбрион и плод.

Вашим родителям во время УЗИ этого не видно, однако с вашим телом на пятом месяце произошло нечто странное: вы обросли волосами. Тоненькие белесые волоски спиральными узорами покрывают все тело. Они исчезнут еще до вашего рождения, но пока будут вас всячески выручать: например, они хорошо удерживают первородную смазку. Этот белый жирный крем, выделяемый кожей, выполняет роль своего рода увлажнителя, защищает нежную кожу от потертостей и трещин, а еще облегчает вам путь наружу во время родов.

На самом деле довольно странно, что у нас нет своей полноценной шерсти. У всех видов обезьян — наших двоюродных братьев — она имеется и прекрасно защищает их и от холода, и от солнечного ультрафиолета. Нам же приходится довольствоваться коротенькими, практически незаметными волосками, хоть и по всему телу. Мы получаем солнечные ожоги и мерзнем в зимнее время. Так какая же вообще польза от этой наготы?

Почему первобытные люди лишились шерсти?

Решение проблемы оказалось в качественном потоотделении. Просто и гениально — обзавестись огромным количеством потовых желез по всей коже, чтобы капельки пота испарялись, отводя от тела тепло. Если другие животные задыхаются, когда им становится слишком жарко, то мы, люди, способны преодолевать довольно большие расстояния, не допуская перегрева тела.

Мы прямо-таки предназначены для марафонских забегов, и уже одно только это подарило нам гигантское преимущество во время охоты в саванне. Все, что от нас требовалось, так это преследовать добычу, пока она не окажется на грани теплового удара. Потоотделение и терпение — это был рецепт нашего успеха.

Вместе с тем лишившиеся волосяного покрова люди столкнулись с новой угрозой: солнечные лучи и ультрафиолет. Для защиты от них наша кожа стала вырабатывать темный пигмент. Более светлые разновидности кожи появились только после того, как первые люди переселились из Африки в северные регионы Европы и Азии. На светлой коже быстрее образуются солнечные ожоги, однако она более эффективно использует солнечный свет для получения витамина D.

Волосы на теле больше не нужны

Необходимость в отводе тепла — не единственное объяснение того, почему мы лишились шерсти. Ряд биологов предполагают, что мы сделали это еще и для того, чтобы избавиться от всего, что в нашей шерсти обитало. Волосатое тело — идеальное пристанище для вшей, блох и других малоприятных гостей, которые, помимо прочего, переносят опаснейшие вирусы и бактерии. Риск инфекционного заражения для социальных животных, коими мы и являемся, обитающих в тесном контакте друг с другом, особенно высок.

Когда мы научились разжигать костры, строить убежища и шить одежду, то перестали нуждаться в шерсти и даже самыми холодными ночами начали прекрасно обходиться без нее.

Победители эволюционной гонки должны быть не только самыми живучими, они обязательно должны оставить после себя потомство. Какой толк в том, чтобы жить 100 лет, если ты не обзаведешься детьми?! Гладкая кожа, возможно, была предпочтительней при поиске партнера, так как она сигнализировала о здоровом, лишенном паразитов теле, а это существенный плюс для тех, кто ищет себе пару.

А то, что у нас остались волосы в области гениталий и под мышками, можно объяснить необходимостью привлекать партнера: волосы отлично удерживают запахи, которые усиливают половое влечение.

У нас есть еще как минимум одно напоминание о волосатых предках: мурашки по телу, или гусиная кожа. Когда нам холодно, окружающие волосяные луковицы мышцы автоматически сокращаются, приподнимая волоски. Такой рефлекс важен для животных: приподнятая шерсть создает вокруг тела защитный теплоизолирующий слой, когда холодно, и зверь кажется более крупным и грозным, когда необходимо напугать противника. Для нас же этот рефлекс утратил всякую пользу: от бугорков на коже нам не согреться, и угрозы они никакой не представляют.

Информация на сайте имеет справочный характер и не является рекомендацией для самостоятельной постановки диагноза и назначения лечения. По медицинским вопросам обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Гипотез существует много. Я расскажу только о тех, что кажутся мне наиболее правдоподобными.

Сразу надо оговориться, что волосы никуда не исчезли. Количество их различается у людей разных рас (у негроидов и монголоидов их меньше, у европеоидов больше), размеры могут широко варьировать. Но в среднем волос на теле человека столько же, сколько и у других тропических млекопитающих сходного размера. У человека волосы просто сильно уменьшились в размерах.

«— Стоит ли рассуждать? Он умрёт от зимних дождей; солнце сожжёт его! Какой вред может принести нам безволосая лягушка? Пусть себе бегает со стаей.» Так кричали молодые волки, глядя на маленького Маугли. И впрямь можно только позавидовать волку или собственной собаке, когда они в своей «шубе» спокойно бегают по лесу при минус двадцати. Зачем же предки Homo sapiens избавились от этой шубы? Когда и почему, как написано в одной статье, пути человека и его шубы разошлись?

В период утраты шерсти люди жили там, где минус двадцати не бывает. На территории Кении, например, редко бывает даже плюс двадцать (обычно температура выше). И во времена, когда там жили далекие предки человека, климат был столь же жарким. Жили наши предки, утратившие шерсть, в саванне — на открытом пространстве, под палящим солнцем. Саванну они освоили как минимум 4–5 млн лет назад. До этого они жили в лесу на деревьях.

Предки человека стали прямоходящими, как сейчас считают, еще во время «древесной» жизни. Они двигались по веткам стоя, придерживаясь руками за другие ветки. И в саванне прямохождение им очень пригодилось.

Пока наши дальние предки (австралопитеки) питались в основном растительной пищей и мелкими животными, им не приходилось много бегать. Видимо, они были покрыты шерстью, защищавшей от солнечных ожогов и царапин. Но наш более близкий предок — человек умелый — освоил изготовление каменных рубил. С помощью орудий он смог разделывать трупы крупных травоядных, убитых хищниками или погибших от других причин. Тут уж пришлось побегать: желающих использовать такой ресурс, как трупы, — множество, и их нужно опередить. Бегать приходилось днем, чтобы не столкнуться со львом или саблезубой кошкой — они активны в сумерках. (Позднее другие виды людей, охотившиеся на крупную дичь, тоже были вынуждены много бегать за подранками. И в наши дни бушмены и другие охотники могут преследовать раненое животное сутками.)

В этих условиях двуногость оказалась очень кстати. Расчеты показывают, что получаемая суммарная солнечная радиация при вертикальном положении тела меньше примерно на треть; а в полдень она меньше в целых четыре раза. К тому же в вертикальном положении тело лучше охлаждается ветром. Но даже двуногому существу, если оно покрыто шерстью, при долгом беге грозит перегрев. Поэтому от шубы пришлось избавиться.

Параллельно с утратой шерсти у человека увеличилось число потовых желёз, выделяющих водянистый пот (в меньших количествах такие железы есть у многих приматов). Для охлаждения лучше испарять пот с поверхности кожи, чем с мокрой шерсти. Так у предков человека появилась эффективная система охлаждения. Она не позволяла температуре тела сильно повышаться даже при длительном беге.

Под палящим солнцем голой коже грозит солнечный ожог, а из-за ультрафиолетового облучении может возникать рак. Поэтому в связи с утратой шерсти кожа у людей потемнела. Темный пигмент меланин поглощает опасное ультрафиолетовое облучение. У шимпанзе в большинстве популяций кожа светлая (хотя этот признак довольно изменчив); вероятно, и у общих предков человека и шимпанзе, покрытых шерстью, кожа была светлой. У всех аборигенных народов экваториальной зоны кожа темная. За цвет кожи отвечают многие гены. Изучение вариантов одного из них показало, что кожа потемнела, видимо, не позднее чем 1,2 млн лет назад.

Часто против всех этих объяснений выдвигают, казалось бы, убийственный аргумент — почему же не исчезла шерсть у других крупных млекопитающих саванны — зебр, жирафов, антилоп, львов и гепардов? Но убийственный он только на первый взгляд. Среди этих млекопитающих нет двуногих. Многие из них, как я уже отмечал, активны не днем, а в сумерках. У них отсутствуют или слабо развиты потовые железы, выделяющие водянистый пот — а именно они дают наибольшее преимущество в охлаждении тела при голой коже. Наконец, у некоторых из них есть особые механизмы охлаждения мозга, которых нет у человека. Например, у антилопы при беге температура тела может повышаться на 4-5°C; но из-за особого устройства сети кровеносных сосудов в голове температура мозга при этом почти не меняется. У человека нет такой системы сосудов, поэтому приходится охлаждать всё тело, чтобы не перегрелся мозг.

Есть и другие объяснения редукции шерсти у предков человека. Одна из них связывает «безволосость» человека с неотенией и действием полового отбора. Известно, что человек — «недоразвитая обезьяна». По многим признакам мы больше похожи на детенышей шимпанзе, чем на взрослых. В частности, детеныши шимпанзе рождаются с густыми волосами на голове, но с почти голым телом. «Детские» признаки у многих животных вызывают инстинктивное стремление заботиться об их обладателях. Иметь такие признаки выгодно самкам, чтобы о них лучше заботились самцы. (Девушки не только внешне больше напоминают детей, чем мужчины. Они нередко демонстрируют ухажёрам детские элементы поведения — потребность в ласке, «выпрашивание» пищи и т. п.). «Отбор на безволосость» среди женщин привел и к утрате шерсти у мужчин (правда, не столь полной).

Ещё одна гипотеза связывает утрату шерсти с избавлением от паразитов. Видимо, уже очень давно человек начал сооружать жилища и использовать пещеры как убежища. В этих условиях «гнездовые» паразиты (клещи, блохи, клопы) могли донимать наших предков гораздо сильнее, чем строящих только «одноразовые» гнезда шимпанзе. Искать и удалять присосавшихся паразитов при голой коже легче.

Видно, что все эти гипотезы не противоречат друг другу. Например, гипотезу о роли паразитов с предыдущей связывает идея о том, что демонстрация здоровой, чистой кожи могла играть важную роль при выборе полового партнера. Вероятнее всего, на утрату шерсти повлияло сочетание многих факторов.

А почему же волосы сохранились на голове, под мышками и в паху? Тут тоже есть разные объяснения.

Голову волосы греют вместо шапки, защищают ее от ударов, предохраняют от перегрева в солнечный день — особенно такие густые и курчавые, как у многих негроидов. Борода, усы и бакенбарды, судя по всему, служат для мужчин украшением. В. Р. Дольник предполагает, что пышная шевелюра у человека (как грива у старых самцов павиана) может повышать его статус в глазах сородичей. А Чарльз Дарвин считал, что борода возникла из-за полового отбора, так как служит украшением, увеличивающим привлекательность самцов. Современные исследования разных культур (в том числе «примитивных» племен) показывают обратное: женщины оценивают безбородые лица как более привлекательные. Зато мужчины считают лица с бородой более агрессивными, а оба пола оценивают бородатых людей как имеющих больший возраст и более высокий социальный статус. Так что борода явно какую-то сигнальную роль играет.

Брови отводят от глаз пот, стекающий по лбу. Ресницы прикрывают глаза от яркого света, а еще защищают их от пылинок, мошек и песчинок, которые могут им повредить.

В подмышечных впадинах и в паху расположены особые потовые железы, выделяющие более густой и маслянистый пот. Часто предполагается, что он содержит половые феромоны и что они постепенно испаряются с поверхности волос. Наличие половых феромонов у человека пока четко не доказано. Тем не менее, женщины могут различать запах подмышечного пота мужчин и реагировать на него по-разному в зависимости от его состава — это доказано вполне надежно (см., например, здесь). Кроме того, на этих участках кожа обычно касается кожи, и начиная с пубертатного периода (когда человек становится гораздо более потливым) волосы защищают кожу от потертостей и опрелостей. Да и сами по себе волосы на лобке и под мышками могут служить сигналом достижения половозрелости.

Кто волосатее – человек или шимпанзе?

Люди, может, и выглядят менее волосатыми в сравнении с шимпанзе, но на самом деле у нас одинаковое число волосяных фолликулов на теле, около 5 млн, из которых лишь 100 000 (2 %) находятся на наших головах.

В ходе эволюции человеческий волос стал тоньше и прозрачнее, чем у других приматов. Мы лишились меха, и никто не может ответить на вопрос: почему? Согласно одной из гипотез, для борьбы с вшами. Другая предполагает, что, когда около 1,7 млн лет назад наши предки сменили жизнь в лесах на саванну, нам пришлось лишиться волос на теле, чтобы не перегреваться. Мы становились менее волосатыми – и более темнокожими, для защиты кожи от солнечных лучей. Однако это не объясняет, почему у инуитов в Арктике волос на теле меньше, чем у многих африканцев, живущих южнее Сахары.

Как, собственно, не объясняет это, почему волосы на голове запрограммированы на рост в течение столь длительного времени; предоставленные сами себе, они отрастут ниже нашей талии. Шерсть других млекопитающих больше похожа на волосы на человеческом теле: она отрастает до определенной длины, после чего заменяется новой. (Еще один необъяснимый факт: почему у некоторых мужчин с пышной порослью в ушах, носу, на бровях и спине голова лысая, как бильярдный шар.)

Одна из гипотез связывает нашу потерю шерсти с увеличением размеров мозга. Чем больше мозг, тем больше тепла он выделяет; для того чтобы держать температуру под контролем, нам пришлось эволюционировать в обильно потеющих индивидов (потение бесполезно, если у вас есть шерсть). Так что чем меньше меха на нас оставалось, тем более эффективной становилась наша система охлаждения и тем больше разрастался наш мозг. Более того, поскольку человек стал прямоходящим, единственным местом, где ему еще требовались хоть какие-то волосы, была его голова – чтобы защитить увеличивающийся мозг от палящих солнечных лучей.

Еще одна, более экстремальная гипотеза допускает, что мы произошли от «обезьян-амфибий». Предполагается, что 8 млн лет назад предки современного человека вели полуводный образ жизни, добывая себе пищу на мелководье и по берегам рек. А поскольку в воде шерсть – изолятор не слишком эффективный, в процессе эволюции мы, подобно другим водным млекопитающим, постепенно накапливали подкожный жир. К несчастью, на сегодняшний день не найдено ни одного ископаемого, способного подтвердить теорию о гидропитеках – водных людях (или водных обезьянах).

И наконец, еще одна идея. Суть ее в том, что безволосость, по мере ее эволюционирования, усиливалась половым отбором, – иными словами, она становилась привлекательной для противоположного пола. С этой теорией соглашался сам Дарвин (хотя тогда его выбор столь окладистой бороды представляется весьма странным), и, возможно, именно этим объясняется, почему женщины менее волосатые, чем мужчины, и почему гладкая и чистая кожа стала признаком отменного здоровья.

Хотя в действительности никто не может ничего сказать наверняка. Как заметил недавно ведущий палеонтолог Иэн Тэттерсолл, «взглядов на преимущества безволосости великое множество, но это всё сказки».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Человек

Человек Символическое представление человека как Вселенной: квадрат в круге (Китай)Венец всего живого. Символ того, что способно к совершенствованию. Созданный по образу и подобию Бога, сочетает в себе материальное и духовное, небесное и земное. Это микрокосм,

Насколько геном человека отличается от генома шимпанзе?

Насколько геном человека отличается от генома шимпанзе? Геномом называют совокупность генов, содержащихся в гаплоидном (одинарном) наборе хромосом данного организма. Геном является характеристикой не отдельной особи, а вида организмов. В феврале 2001 года в американских

Человек

Человек Поэма (1916–1917)На голове Маяковского ладонь солнца — священнослужителя мира, отпустителя всех грехов. Земля говорит ему: «Ныне отпущаеши!»Пусть глупые историки, науськанные современниками, пишут, что поэт жил скучной и неинтересной жизнью. Пусть он знает, что так и

Человек и еда

Человек и еда Еще древние говорили, что человек есть то, что он ест. Верность этих высказываний подтверждают сейчас ученые. Они пришли к выводу, что пища самым удивительным образом влияет на наши умственные процессы. От того, что мы съели, зависят наши настроения, ясность

Шимпанзе

Шимпанзе Шимпанзе (Pan troglodytes) – крупная обезьяна. У нее сильные короткие ноги и длинные мускулистые руки. Когда обезьяна стоит на задних ногах, вытянувшись во весь рост, ее руки оказываются ниже колен. Шимпанзе покрыты негустой, довольно длинной черноватой шерстью, но

Является ли шимпанзе обезьяной?

Является ли шимпанзе обезьяной? Шимпанзе — это обезьяна, но особенная, самая умная из всех обезьян! Обезьяны принадлежат к самому высокоорганизованному отряду млекопитающих, называемому приматы, который включает и человека. Все тело обезьян покрыто шерстью, они обычно

Человек-лев

Человек-лев Лайонел родился в 1890 году в Польше, его настоящее имя Стефан Бибровский. Его внешний вид был своеобразным и первое, что приходило на ум, — это сравнение с королем зверей. Все его тело покрывали длинные волосы — свободны от них были только подошвы стоп и

Шимпанзе

Шимпанзе Это самая мелкая из человекообразных обезьян (не считая гиббона): рост не больше метра, вес до 80 кг. Ее волосяной покров черного цвета, довольно густой, только лицо с очень подвижными большими губами голое. По своему интеллекту и особенностям поведения она более

Человек он был

Человек он был С английского: Не was a man и This was a man.Выражение, которое встречается в двух пьесах английского драматурга Уильяма Шекспира (1564—1616) — в трагедиях «Гамлет (действ. 1, явл. 2), где Гамлет говорит об отце: «Человек он был» («Не was a man») и «Юлий Цезарь» (действ. 5, явл. 5), где

ЧЕЛОВЕК

ЧЕЛОВЕК - фундаментальная категория философии, являющаяся смысловым центром практически любой философской системы. Сложность философского определения Ч. состоит в невозможности однозначного подведения его под какое-либо более широкое родовое понятие (например,

Насколько геном человека отличается от генома шимпанзе?

Человек и нож

Человек и нож Первая доврачебная помощь Автор: Андрей (As(K)) Сейчас выпускается большое количество книг по выживанию, в которых затрагиваются вопросы оказания медицинской помощи. В данной статье кратко рассказывается о способах оказания мед помощи в самые первые минуты

Эволюция волосяного покрова и пигментации человека, невзирая на долгую историю исследований, для науки до сих пор остается территорией догадок и предположений. Об известных гипотезах и о том, как они конкурировали между собой в попытках объяснить утрату шерсти и изменение цвета кожи предков современного человека, в книге «Странная обезьяна: Куда делась шерсть и почему люди разного цвета» (издательство «Альпина нон-фикшн») рассказывает научный журналист и редактор портала Антропогенез.РУ Александр Соколов. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, посвященным ранней эволюции волос в эпоху предков млекопитающих.

Долгий путь шерсти

— Я ничего не понимаю, — растерянно сказал черный и обратился к первому милицейскому. — Это он?
— Он, — беззвучно ответил милицейский. — Форменно он.
— Он самый, — послышался голос Федора, — только, сволочь, опять оброс.

Михаил Булгаков. Собачье сердце

Эта часть книги в основном о том, почему шерсть у наших предков исчезла. Но мне кажется, стоит хотя бы кратко поговорить о том, по каким причинам и когда шерсть возникла. Сами понимаете, находка ископаемой шерсти — событие экстраредкое, поэтому палеонтологи стоят здесь на крайне зыбкой почве гипотез. Шерсть считается неотъемлемым атрибутом конкретного класса животных — млекопитающих, и происхождение волос, по идее, должно быть связано с возникновением этой группы четвероногих. Находки мезозойских млекопитающих с сохранившимися отпечатками волос говорят о том, что уже в юрском периоде под ногами у динозавров сновали зверьки, покрытые шерстью. Древнейшая находка такого рода — Castorocauda из Китая возрастом 164 млн лет, плавающий зверь с широким плоским хвостом, как у бобра. Вокруг его скелета сохранился след густой шерсти, можно даже различить длинные остевые волосы и подшерсток.

Очевидно, что к этому моменту шерсть должна была пройти долгий эволюционный путь. Что же нам известно о ранней эволюции волос в те времена, когда настоящих зверей еще не существовало? Палеонтологи уверены, что млекопитающие — это потомки зверообразных, необычных древних животных, которых раньше относили к рептилиям, а теперь рассматривают как самостоятельный класс. Если вы когда-нибудь интересовались палеонтологией, то наверняка видели изображения этих странных существ, непохожих на звезд шоу-бизнеса — динозавров. Помните диметродона с кожистым «парусом» на спине или жутковатую иностранцевию с огромными клыками?

Слишком многое отличало зверообразных от привычных нам пресмыкающихся, и специалисты полагают, что эти своеобразные четвероногие никогда не были, подобно ящерицам или крокодилам, покрыты чешуей. Судя по всему, как и их прямых предков — земноводных, зверообразных обтягивала гладкая кожа с большим количеством желез. Эти железы служили для смачивания покровов существ, недавно порвавших с водной средой, и, вероятно, защищали кожу от высыхания. Есть даже находки отпечатков кожи ранних зверообразных, подтверждающие эту версию. Судя по такому отпечатку, лишенную чешуи голову эстемменозуха, жившего 267 млн лет назад, покрывали вогнутые «линзообразные» структуры, строением очень напоминавшие железы амфибий.

Когда же на зверообразных «проросло» что-то похожее на волосы?

Столь древними находками шерсти ученые не располагают, но кое-какие свидетельства есть. Дело в том, что у черепов многих зверообразных на конце морды располагаются ямки, отверстия и желобки, говорящие об усиленном кровоснабжении, наличии особых нервов и сосудов. Что бы такое они могли питать и о чем сигнализировать? Еще много десятилетий назад палеонтологи предположили, что на морде этих животных находились чувствительные волоски — аналоги вибрисс современных млекопитающих. У некоторых зверообразных, например у териогната, глубоких ямок на морде очень много, и если в эти углубления вставить щетинки, имитирующие вибриссы, то такие искусственные волосы будут «глядеть» в разные стороны, в виде расходящихся лучей, — разумное расположение, чтобы охватить максимальную площадь при ощупывании окружающего пространства. Судя по многочисленным находкам такого рода, вибриссы могли появиться у разных групп зверообразных еще в конце пермского периода, т. е. более 250 млн лет назад!

Еще один признак того, что у древних предков млекопитающих имелись вибриссы, — строение канала в черепе, по которому у этих животных проходил верхнечелюстной нерв. Этот нерв заведует чувствительностью кожи на морде. Соответствующий канал имеется как у млекопитающих, так и у рептилий, причем у последних он длинный и разветвленный, заканчивается множеством отверстий на верхней челюсти. У млекопитающих же этот канал (он называется «подглазничный») короткий и без ветвей. Дело в том, что у зверей, постоянно ощупывающих окружающее пространство с помощью усов, морда очень подвижна. Поэтому и нервы, связывающие усы с мозгом, должны быть гибкими, а это невозможно, если они проходят внутри костей черепа. Вот почему подглазничный канал у млекопитающих коротенький, а ветвление нервов происходит вне его, в мягких тканях.

В 2016 году ученые сделали компьютерную томографию 29 черепов зверообразных, чтобы изучить их внутреннюю структуру. Выяснилось, что у ранних представителей этой группы ископаемых животных подглазничный канал длинный и ветвящийся, но у поздних становится короче, а ветви исчезают. Исследователи считают это доводом в пользу того, что уже в начале триаса, более 240 млн лет назад, наши далекие предки обладали подвижной мордой с чувствительными вибриссами.

Авторы этого исследования приводят еще один любопытный довод: у продвинутых зверообразных из группы Probainognathia * исчезло теменное отверстие, которое связывают с наличием так называемого третьего глаза. Этот светочувствительный орган имеется у некоторых рыб, земноводных и рептилий, но у млекопитающих отсутствует, хотя у ранних зверообразных, он, судя по всему, был. О том, что когда-то у наших предков имелось теменное отверстие, напоминает родничок у младенцев, который, как правило, полностью зарастает. Генетики выяснили, что закрытием родничка заведует ген Msx2. У людей и мышей — носителей мутантного варианта Msx2 — отверстие между теменными и лобными костями не закрывается. Но некоторые мутации Msx2 приводят вдобавок к недоразвитию волосяных луковиц, молочных желез и мозжечка. Строение мозга ископаемых животных можно изучать по слепкам внутренней полости черепа. Оказывается, именно представители Probainognathia выделялись среди зверообразных крупным мозжечком. Исследователи выдвинули гипотезу: у какого-то предка млекопитающих 246 млн лет назад случилась мутация в гене Msx2, которая привела сразу к нескольким эволюционным изменениям. Теменное отверстие закрылось, мозжечок увеличился, а кроме этого, что-то произошло с молочными железами и, главное для нас, волосяной покров стал более густым. Всего одна мутация — и такой грандиозный результат!

По строению и составу вибриссы современных зверей очень похожи на волосы, но что появилось сначала? Чувствительные сигнальные волоски стали шерстью или сначала возник волосяной покров, а потом некоторые волоски специализировались на осязании? Если верна вторая гипотеза и протовибриссы на морде зверообразных — специализированные волосы, то и на других частях этих животных вполне могла расти шерсть. Некоторые исследователи полагают, что продвинутые «звероящеры» могли поддерживать постоянную температуру тела, для чего развили усиленный обмен веществ и покрылись неким аналогом шерсти. А как еще объяснить то, что часть зверообразных, судя по всему, проживала в холодном климате?

Есть и те, кто считает, что исходной функцией волос было осязание, и росли они поначалу исключительно на морде. Сторонником такой версии был выдающийся советский палеонтолог Леонид Татаринов. Посудите сами, с чего это корни волос и поныне связаны со сплетениями нервных волокон? Кроме того, первые протоволосы, скорее всего, еще не образовывали плотного покрова, так что шуба из них получалась так себе. Какие еще функции остаются, кроме осязательных? Даже у некоторых современных ящериц встречаются аналоги вибрисс — осязательные роговые придатки на морде, а иногда и сенсорные волоски по всему телу. Есть и еще более примитивные структуры — осязательные шипики на коже земноводных, возможные предшественники волос, по мысли Татаринова.

Исследователи, считающие, что волосы появились все же раньше вибрисс, полагают, что до того, как стать полноценной теплоизоляцией, эти структуры помогали их хозяевам по-другому. Возможно, поначалу волосы регулировали испарение, предохраняя кожу от высыхания, причем чем крупнее животное, тем больше жидкости оно теряло, так что необходимость в каком-то покрове возрастала * . Волосы могли защищать зверозубых от перегрева еще до того, как сформировался подшерсток и шерсть стала настоящей «одеждой».

Другие полагают, что волосы изначально возникли в протоках желез и играли роль «фитилей», доставляющих выделения к поверхности кожи. Факт, что связь волос с сальными и потовыми апокриновыми железами у млекопитающих сохраняется до сих пор. У однопроходных утконоса и ехидны это верно даже для молочных желез. О родстве потовых желез с волосами говорит и то, что при заболевании эктодермальной дисплазией у человека недоразвиваются не только потовые железы, но и волосы. Возможно, изначально железы на коже зверо образных сочетались с некими роговыми выростами, из которых впоследствии развились волосы. По одной из версий, железы служили в том числе для смачивания кладки яиц, а волосы, когда их хозяин восседал над кладкой, облегчали этот процесс и защищали яйца от перепадов температуры. В соответствии с такой схемой волосы сначала появились на грудной и брюшной частях тела, где как раз формировались прототипы будущих молочных желез.

Я не упомянул еще один важный источник сведений об ископаемых волосах — копролиты, т. е. окаменевшие фекалии. Копролиты были известны палеонтологам еще в XIX веке, такие находки высоко ценятся специалистами, так как могут много рассказать о рационе вымерших животных — древних рыб, динозавров и даже неандертальцев (да, есть и такие находки, с испанского памятника Эль-Салте). Поскольку волосы плохо перевариваются, они часто попадают в экскременты плотоядных, так что есть все шансы обнаружить в копролите остатки чьих-то доисторических волос, в том числе человеческих.

В 2009 году, например, волосы нашли в копролитах бурой гиены из южноафриканской пещеры Глэдисвэйл. Гиены сис тематически справляли нужду в пещере более 200 000 лет назад. Из окаменевших экскрементов извлекли 40 волос, 5 из которых по строению оказались очень похожи на человеческие. Но 200 000 лет в нашем случае — это «ни о чем». Вот если бы 200 миллионов…

В начале XXI века раскопки на востоке Владимирской области увенчались богатым урожаем копролитов, содержащих измельченные кости, чешую рыб и другие интересности. Находки, относящиеся к концу пермского периода, специалисты разделили на два типа: один явно произведен какими-то древними «классическими» рептилиями, а второй — вероятно, хищными зверообразными. В одном из копролитов второго типа обнаружились вытянутые полые структуры длиной до 5 мм, строением похожие на волосы! В тех же копролитах находились фрагменты костей каких-то зверообразных, возможно, растительноядных дицинодонтов. Гипотетически хищник закусил животным, покрытым шерстью, и случилось это 252 млн лет назад. Если исследователи правы и продолговатые объекты действительно являются шерстинками, это отодвигает появление волосяного покрова в пермский период.

И все-таки, что предшествовало волосам? Что общего в происхождении чешуи, перьев и шерсти? Эти кожные образования сильно различаются и строением, и составом. Палеонтологам не удалось найти никаких промежуточных форм между чешуей и волосами, да и трудно себе представить подобное. Анализ генома рептилий показал, что у ящериц встречаются гены некоторых кератинов волос, которые играют роль, правда, в росте когтей. Главное, что формирование волос у млекопитающих и перьев у птиц начинается с плакоды — особого утолщения эпидермиса. Никаких плакод при развитии чешуи пресмыкающихся обнаружить долго не удавалось. Нет плакод — нет и общего происхождения! Логично, что чешуя сформировалась у древних рептилий сама по себе, уже после того как их предки пошли своим путем, а предки зверей — своим. У рептилий — предков птиц плакоды затем возникли параллельно с плакодами в коже зверообразных.

Однако в 2016 году плакоды нашли и у пресмыкающихся. Оказывается, они оставались неуловимыми, так как очень быстро возникали и исчезали у эмбриона, и к тому же на разных частях его тела этот процесс происходил в разное время. Однако скрупулезный анализ эмбрионов крокодилов, агам и змей увенчался успехом: исследователи не только зафиксировали развитие чешуй из плакод, но и показали, что в них работают те же характерные гены, что и в кожных плакодах млекопитающих и птиц. В исследовании ученым помог замечательный организм — бородатые агамы-мутанты без чешуи. Удивительно, что бесчешуйные ящерицы получаются при мутации гена EDAR * — того же, мутации в котором вызывают эктодермальную дисплазию у человека. У млекопитающих поломки в этом гене приводят к отсутствию волос, недоразвитию ногтей, зубов и потовых желез. А у рептилий, плюс к недоразвитым зубам, не растет чешуя! (Зато, парадоксально, отрастают более длинные когти.) Представьте себе, диковинных бесчешуйных агам продают в зоомагазинах для любителей особенных питомцев. Как выяснилось, нарушение работы гена EDAR приводит к тому, что в коже ящерицы не образуются эти самые плакоды. Можно сделать вывод, что и чешуя, и волосы, и перья — по сути, результат эволюции неких роговых придатков, уже имевшихся на коже общего земноводного предка рептилий и млекопитающих. Может быть, это было что-то вроде бородавок у жабы?

Подробнее читайте:
Соколов, А. Странная обезьяна: Куда делась шерсть и почему люди разного цвета / Александр Соколов. — М.: Альпина нон-фикшн, 2020. — 574 с.

Читайте также: