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.

Художники и мыслители Возрождения вслед за древними греками любовались выразительными формами человеческого тела, точностью и скоординированностью его движений. Восхищение, даже благоговение звучит в словах Леонардо да Винчи: «Рассмотри эти прекрасные мускулы, и если кажется тебе, что их много, попробуй, убавь, если мало — прибавь, а достаточно, — воздай хвалу Первому строителю столь дивной машины». В XVI—XVIII вв. многие исследователи продолжали считать, что изучение природы и человека — это чтение книги, созданной Творцом. Вряд ли кто-то из них решился бы говорить о несовершенстве творения.

Неужели в нашем теле действительно нет ничего лишнего? Ответ на этот вопрос был получен лишь в начале XIX в., когда накопились данные о строении не только человека, но и других существ. Сравнительная анатомия, ставшая к тому времени самостоятельной дисциплиной, помогла понять, что человек устроен по тому же плану, что и позвоночные животные. (Правда, проект, по которому Бог или природа творили мир, допускал, по мнению многих учёных, бесчисленные вариации.) Анатомы не могли не заметить, что одни и те же части тела — кости, мышцы, внутренние органы у разных организмов различаются по размерами форме. Иногда какие-то «детали» совсем отсутствуют, иногда очень малы и относительно плохо развиты по сравнению с подобными частями у других видов. Недоразвитые органы, представлявшиеся бесполезными, стали называть рудиментарными или рудиментами (от лат. rudimentum — «зачаток», «первооснова»). По-видимому, первым этот термин употребил в 80-х гг. XVIII в. французский натуралист Жорж Луи Бюффон.

Рудименты обнаружили не только у животных, но и у человека. Например, во внутреннем уголке глаза есть едва заметная складка, именуемая полулунной. Это остаток третьего века — мигательной перепонки, хорошо развитой у пресмыкающихся и птиц. Она служит для смазки глазного яблока жирным секретом, который выделяет специальная железа. У человека подобную функцию выполняют верхнее и нижнее веки, так что полулунная складка оказалась лишней и редуцировалась (от лат. reductio — «возвращение») — уменьшилась.

Лишними оказались также некоторые кости, мышцы, внутренние органы и их отдельные части. Например, кости копчика остатки хвостовых позвонков, которые срослись, уменьшились в размерах и упростились. Вороновидная, или коракоидная (от греч. «коракоидес» — «похожий на ворона»), кость нужна земноводным, пресмыкающимся и птицам для прикрепления передних конечностей. Млекопитающие же обошлись без неё, и у них небольшие остатки этой кости срослись с лопаткой. Утратили млекопитающие и шейные рёбра — от них остался продырявленный поперечный отросток шейных позвонков.

Классический пример рудиментарных мыши человека — ушные мышцы. Они хорошо развиты у многих млекопитающих и нужны, чтобы направлять ушные раковины на источник звука. Ещё одна рудиментарная мышца человека — пирамидальная мышца живота. А хорда — эластичная ось, благодаря которой возникли хордовые животные (человек также принадлежит к их типу), у людей превратилась в студенистую массу внутри межпозвоночных дисков.

Учёные находили всё больше «лишних органов» у человека, и предположение о совершенстве «венца творения» перестало казаться незыблемым. Рудименты не остались частностью, интересной только анатомам, а послужили для широких научных обобщений. Так, Чарлз Дарвин использовал их как одно из доказательств происхождения человека от животных. Он объяснил присутствие рудиментов тем, что в ходе эволюции некоторые органы уменьшились и почти исчезли за ненадобностью. Отсюда следует, что человек не сотворен раз и навсегда совершенным и неизменным, а рудименты лишь остатки ненужных частей тела, которые ещё не успели исчезнуть. Эволюционное учение позволило по-новому взглянуть на известные факты и уточнить, какие органы у человека следует считать рудиментами.

В 1902 г. германский анатом Роберт Видерсгейм (1848—1923) выпустил книгу, в которой перечислил не менее 107 рудиментарных органов человека, не пригодных для выполнения какой-либо функции или сильно упрошенных, способных действовать не в полной мере. К числу первых относятся волосы на теле, которые не могут защищать человека от холода; червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс), не способный переваривать грубую растительную пишу; а также копчик, полулунная складка, остатки хорды и др. Список вторых включает эпифиз — железу внутренней секреции. По-видимому, эпифиз — рудимент теменного глаза, который был у древнейших позвоночных. Утратив свою основную функцию (зрение), он приобрёл новую — производство гормонов. Есть мнение, что и самый известный рудимент — аппендикс является органом иммунной системы.

Помимо рудиментов учёные выделяют атавизмы (отлат. atavi — «предки») — признаки, утраченные человеком в ходе эволюции и встречающиеся как редкое исключение. Хрестоматийные примеры — густой волосяной покров на теле, хвост, дополнительные соски. Существует и понятие провизорные органы (от лат. provisor — «заранее заботящийся о чём-либо»): они есть только у человеческого зародыша, а затем исчезают; их функции выполняют уже другие части тела.

В центре внимания современной биологической науки оказались исследования генома человека и других живых существ. Данные о происхождении рудиментов, вероятно, помогут выяснить, какие гены включаются или, наоборот, блокируются при развитии и редуцировании тех или иных органов.

еще в двадцатых годах писали о том, какие важные функции выполняет так называемая мигательная перепонка.Как свидетельствуют исследования, это образование играет важную роль, и без нее «полноценная зрительная функция была бы сильно затруднена». В частности, «глазное яблоко человека способно поворачиваться на 180°-200°. Без полулунной складки угол поворота был бы гораздо меньше». Полулунная складка «является поддерживающей и направляющей структурой, увлажняет глаз, помогая двигаться более эффективно». «Еще одна функция полулунной складки – собирать инородный материал, который попадает на поверхность глазного яблока. Для этого складка выделяет клейкое вещество, которое собирает инородные частицы и формирует из них комок с целью легкого удаления без риска поцарапать или повредить поверхность глазного яблока». Это удаление происходит следующим образом: «Если глаз держать открытым, когда в него попадет инородное тело, глазное яблоко все время будет многократно поворачиваться внутри, пытаясь сбросить объект на полулунную складку и далее в область слезного мясца… После нескольких попыток ресница окончательно захватывается полулунной складкой и перемещается на кожу у внутреннего края глазной щели».

Копчик, который называется «остатком редуцированного хвоста», служит важным местом прикрепления определенных тазовых мышц: «три – пять маленьких копчиковых косточек, без сомнения, являются частью большой опорной системы, состоящей из костей, связок, хрящей, мышц и сухожилий».

Еще говорится, что к рудиментам относится «особая мышца, позволяющая некоторым людям двигать ушами и кожей головы» . На самом деле мышцы наружного уха, по свидетельству исследователей, «нужны для того, чтобы обеспечить органу усиленное кровообращение, уменьшая таким образом опасность обморожения… Мышцы – это не просто сократительный орган. Они служат хранилищем гликогена и активно участвуют в обмене веществ. Если бы в строении наружного уха отсутствовали мышцы, питание его было бы затруднено». Что же касается отдельных случаев сильного развития таких мышц, то это «всего лишь одно из тысяч мелких индивидуальных особенностей, которые делают каждого человека уникальным». При этом, говоря о таких случаях аномального развития подкожных мышц, следует помнить, что у обезьян – как считают эволюционисты, ближайших родственников человека – уши неподвижны.

Рудиментарные органы у человека – прямое доказательство выхода его из животного мира. Орган, который имеется у большинства людей и выполняет гораздо меньше функций, нежели у животных, называются рудимент. Не все люди различают атавизм и рудимент.

Орган человека, который обнаруживается у отдельных представителей и является обязательным для неродственных человеку видов, называют атавизм. Атавизм проявляется в «хвостатости» некоторых людей. Хвост – это копчик, более длинный, чем у остальных людей. Копчик большой длины не выполняет каких-либо функций в организме и часто подлежит оперативному удалению из эстетических соображений. У животных длинный копчик (хвост) выполняет функцию защиты от насекомых, а также играет роль в видовых специфических этологических реакциях. Редко возникающая фистула в горле – атавизм. Так же, как и удлиненный копчик, редко и совершенно бесполезно является некоторым представителям Человека разумного повышенная волосатость и несколько пар молочных желез. А вот обычной длины копчик – рудимент у человека.

Рудимент закладывается у плода, развивается, но в какое-то время останавливается в развитии. Пример рудиментарного органа – зуб мудрости у человека. Предки человека питались жесткой растительной пищей, поэтому челюсть была массивнее, чем у человека, а зуб мудрости играл жевательную роль. Когда люди стали питаться более мягкой пищей и размер мозгового отдела черепа увеличился, природа уменьшила размер челюсти, при этом зуб мудрости оказался вне опоры и основная функция его – жевание перестала выполняться. Функция, которую стал выполнять зуб – место прикрепления моста, если он в течение жизни человека будет устанавливаться. У некоторых людей зуб мудрости не вырастает, у большинства он появляется в позднем возрасте (18-25 лет).

Другим примером рудимента считают ушные мышцы, которые у людей бездействуют. Всего в человеческом организме насчитывают более сотни рудиментарных органов.

К какому типу доказательства эволюции относится аппендикс?

Аппендикс человека появляется у каждого представителя вида, значит этот орган – типичный рудимент. У растительноядных животных аппендикс имеет размеры большие, чем у человека, что связано с выполнением пищеварительной функции. Верблюд, к примеру, имеет отросток слепой кишки размером более метра. В процессе эволюционного развития люди стали питаться смешанной пищей, в результате аппендикс сейчас у человека не превышает 10 см. О бесполезности отростка велось много дебатов. В отдельных странах его удаляли в младенчестве, чтобы взрослый не болел аппендицитом. Пример массового необоснованного аппендицита у младенцев – США. Позже стало понятно, что аппендикс играет роль в иммунной системе, так как люди после аппендэктомии чаще страдали инфекционными заболеваниями.

Хоть аппендикс и утратил первоначальные функции, он является местом образования полезных для организма микроорганизмов. Микроорганизмы от производителя (аппендикс) устремляются в толстый кишечник, где и формируют специфичную для этого отдела микрофлору. Если аппендикс удаляется, микрофлора в норму возвращается с трудом. Благодаря фармацевтическим средствам эта проблема сейчас стала разрешимой. Но аппендикс имеет последний изученный на данное время факт того, что он – не бесполезный рудимент. Замечено, что злокачественные опухоли чаще встречаются у людей с удаленным органом.

В ходе эволюции червеобразный отросток подвергался многочисленным мутациям, прежде, чем он стал примером рудимента. Мутации отбирались по принципу упрощения пищеварительных функций, что мы сегодня и наблюдаем. Развитие червеобразного отростка такой длины представляет собой генетическую комбинацию. Атавизм рассматривают как рецессивное состояние аллельных генов, проявляющееся морфологически как случай возврата к предкам. И во времена становления эволюции, и в современный период, несмотря на разницу подходов к рассмотрению объекта для классификации органов по их эволюционному проявлению, термины «аппендикс» и «атавизм» не стояли в одном ряду.

Изучая аппендикс с позиций синтетической теории эволюции, открывается возможность представить жизнь далеких и близких предков человека, выяснить, почему всегда появляется рудимент и изредка – атавизм, сделать предположения о дальнейшей мутационной изменчивости у человека, затрагивающей отросток слепой кишки.

Рудименты (неразвитые органы и части тела) – проявления эволюции природы, к ним, например, относятся крылья у не летающей птицы или глаза глубоководной рыбы. Существование подобных излишеств в организме ничем не обосновано, но устойчиво передается из поколения в поколение. В данной статье рассмотрены основные рудименты человека, и то, как они возникли.

Копчик

Самым известным рудиментом человека, который остался 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 становился прямоходящим созданием, все эти функции перешли на передние конечности и потребность в хвосте отпала.

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

Аппендикс

Червеобразный отросток слепой кишки или аппендикс (appendix vermiformis) давно перестал играть хоть какую-нибудь роль в человеческом организме и стал рудиментом. 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 (зубы мудрости ) 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 витамин C 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 это человеческий рудимент - 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)

Утерю функциональности ВНО можно считать одной из больших эволюционных потерь человека. Этот отдел обонятельной системы (известный так же как орган Якобсона или вомер) отвечает за распознание феромонов.

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 стала рудиментом.

Гусиная кожа или мурашки

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 теплого 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 у мужчин являются признаком способности 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 соски формируются 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. поэтому соски у мужчин остаются в качестве рудимента.