Знание-сила, 2004 № 06 924)
Шрифт:
Только наши руки могут изготавливать орудия труда. Уже давно философы считают эту способность главным нашим талантом, определяя — с легкой руки Бенджамина Франклина — человека как существо, изготавливающее орудия труда, этакого кузнеца своего счастья.
Роль руки в эволюции человека особо подчеркивал еще Дарвин. Вероятно, предки человека начали ходить на своих двоих около семи миллионов лет назад. В это время климат в Африке заметно изменился. Площадь, занятая лесами, сократилась. Теперь все чаще приматам приходилось разгуливать
Руки высвобождаются. В них можно взять добычу, камень или детеныша — одним словом, свое "имущество".
Около полутора миллионов лет назад количество перешло в качество. Именно тогда появилось классическое ручное рубило. Его форма мало в чем изменилась до наших дней — подобными рубилами пользуются племена, живущие и сейчас в каменном веке. Орудия труда улучшились, и рукам человека нашлись новые занятия: кроить звериные шкуры, соскабливать дочиста мясо с костей, долбить черепа убитых животных, добираясь до сытного мозга.
А какое качественное оружие научились делать гоминиды! Им легче было прикончить добычу. Затраченная энергия восполнялась сторицей. Человек все чаше ел не листья или фрукты, а мясо. Избыток энергии потреблял мозг. У современного человека мозг расходует до 20 процентов всей получаемой организмом энергии (см. "Знание — сила", 2003, N° И). А все начиналось с ловкости рук!
С таким оружием, что имелось теперь у человека, лучше было охотиться: не только преследовать мелких зверьков, но и выбирать крупную добычу, чтобы хватило на всех. Такого зверя не повалить одному. Поэтому гоминиды с помощью мимики и жестов договаривались о том, как охотиться сообща.
К этому времени рука древнего человека стала такой же подвижной, как рука современного человека. Сгибая пальцы и выгибая свод ладони, он мог крепко зажать в руке копье, топор или дубинку. Задуматься. Нанести меткий удар. Сразить жертву заметно крупнее себя. Простая ловкость рук — и какие неожиданные мысли!
Мысли, мысли... Какая глупость часто сквозит в них, тут же претворяясь в дела! Гайто Газданов как-то заметил: "Из всего, что делается в любой области, девять десятых никуда не годится". Вот, кстати, и глупый вопрос подоспел: "Не лучше ли было человеку иметь шесть или девять пальцев? Мы были бы, наверное, еще умнее". Действительно, а почему пять, а не шесть?
Редко, но рождаются люди с лишним пальцем на руке. Все дело в генетическом сбое. Рука человека — очень сложная конструкция. Двадцать семь костей, тридцать шесть суставов. Ее развитием управляет множество генов.
* Примерно через четыре недели после зарождения эмбриона у него намечаются крохотные боковые выросты — этакие "почки", из которых проклюнутся руки. Здесь начинается бурное деление клеток. "Почки" вытягиваются в длину. Вот уже появилось плечо, потом — предплечье и кисть руки. Образуются суставы, соединяющие их.
* К концу шестой недели беременности у будущего человечка сформировались все кости рук. Правда, "кости" — громко сказано; пока их заменяют тонкие хрящики. Пальцы же малыша еще соединены
* Только на 38-й день беременности включается особая программа, и клетки перепонок начинают отмирать. Лягушка превращается в человека.
* К концу восьмой недели беременности рука эмбриона приобретает знакомые нам очертания.
* Позднее развиваются мышцы, нервы и кровеносные сосуды руки. Большинство хряшиков костенеет.
Вот огуречик-человечек и получил настоящие ручки. С ними не грех появиться на свет. Даже удивительно, что эта сложнейшая часть тела, собранная из костей, мышц, жил, нервных волокон, вен и артерий, выросла из крохотной "почки", содержавшей клетки всего двух типов.
Как выяснили ученые, в этой "почке" — проторуке — выделяются три области. Сигналы, посылаемые оттуда, управляют развитием руки. Гены контролируют выделение сигнальных молекул. Благодаря им рука эмбриона соразмерно разрастается в пространстве материнского живота: не становится плоской, как лист бумаги, или тонкой, как нить.
При описании этого процесса проще всего использовать трехмерную координатную сетку. Мысленно проведем одну ее ось от плеча к кончикам пальцев, вторую — от мизинца к большому пальцу, а третья ось прошьет ладонь насквозь — от тыльной стороны к внутренней.
Благодаря особым факторам роста человеческая рука вытягивается вдоль первой оси. По меньшей мере два гена способствуют тому, что тыльная сторона ладони оказывается сверху, а внутренняя — снизу.
Ростом ладони в ширину командует ген под названием "Sonic Hedgehog". Он широко распространен в животном мире. Ладонь начинает разрастаться из особой области, имеющейся на зачатке конечности. Эта область получила название "зоны поляризованной активности". В опытах с курицами переносили клетки из этой зоны в другую часть "почки". Тогда часть крыла удваивалась. Действительно, целый ряд дефектов развития руки у эмбрионов вызван тем, что ген "Sonic Hedgehog" расположился не на том месте.
Разумеется, перечисленные гены — лишь малая часть тех генов, что управляют развитием такой сложной системы, как человеческая рука. Важную роль играют также гены группы Нох — у человека их 39. От них зависит, как и где расположатся различные сегменты тела — голова, живот, грудь и конечности. Именно при дефекте гена HoxD13 у человека появляется шесть пальцев вместо пяти. Работа подобных генов регулируется веществами, содержащимися в витамине А. Поэтому при беременности нельзя принимать пилюли, содержащие витамин А.
Швейцарский ученый Денис Дубуль и его коллеги исследовали в опытах с мышами, какие метаморфозы могут произойти при отключении того или иного из 13 генов группы HoxD. Ученые словно бы спускались по ступеням эволюции, возвращались в то недалекое (по меркам природы) прошлое — на 350 миллионов лет назад, — когда животные выбрались на сушу и сменили плавники с хрящевыми или костными лучами на лапы о пяти пальцах. Теперь стараниями генетиков рождались мышата, у которых вместо пальцев на лапах было подобие плавничков.