Плечевой сустав – самый подвижный сустав тела высших приматов. Для высших обезьян, карабкающихся на деревья, это очень важно, потому что позволяет рукам перемещаться во всех направлениях для захвата веток. Любой сустав должен обеспечивать баланс двух важнейших свойств – подвижности и устойчивости. Самый устойчивый сустав – это неподвижный сустав, в котором сочленяющиеся кости срастаются между собой; естественно, никакие движения в таком суставе невозможны. Чем больше движений допускает сустав, тем менее устойчивым он становится. Если вы посмотрите на лопатку и головку плечевой кости, то сами убедитесь, что лопатка и плечо очень мало контактируют друг с другом. Суставная поверхность лопатки, сочленяющаяся с головкой плечевой кости, мала и, кроме того, очень мелкая. «Чашечка» суставной поверхности лопатки составляет всего четверть площади суставной поверхности плечевой кости. Сустав дополнительно укрепляется связками, но наибольшую роль в придании устойчивости плечевому суставу играют мышцы. Несколько мышц, прикрепленных к лопатке, охватывают плечевой сустав и сходятся на шейке плечевой кости. Таким образом, эти мышцы не только укрепляют сустав, но и перемещают плечевую кость в самых разнообразных направлениях. Совокупность этих мышц называют вращательной манжетой плеча. Однако, несмотря на все старания этих мышц, плечевой сустав все же остается очень подвижным, а значит, неустойчивым. В плечевом суставе чаще всего происходят вывихи.

Лопатка вращается относительно грудной клетки при подъеме плечевой кости вверх

Расположенный под плечевой костью локтевой сустав является простым шарнирным суставом, но предплечье, несмотря на это, обладает дополнительной подвижностью: лучевая кость, наружная из двух костей предплечья, может смещаться относительно своей продольной оси, в результате чего нижний ее конец может переместиться к внутреннему краю локтевой кости (второй кости предплечья). Это движение поворота кисти внутрь (из положения ладонью вперед в положение ладонью назад) называется пронацией. Это движение является невозможным для многих млекопитающих. У большинства четвероногих млекопитающих предплечье находится в фиксированном положении пронации, что обеспечивает надежный контакт ладонной поверхности лапы (кисти) с землей или древесными ветвями. Вспомните строение копыт лошадей, коров или овец – копыта (аналоги кистей человека) находятся в состоянии фиксированной пронации. Некоторые животные способны слегка поворачивать лапы кнаружи (переводить их в положение супинации) – это умеют делать собаки и, немного в большей степени, кошки – и это позволяет им захватывать предметы двумя лапами. Однако никто из нас ни разу не видел кошку, вывернувшую лапу ладонной поверхностью кверху, то есть кошка не может совершить движение, которое дается нам очень легко. Эту подвижность мы, опять-таки, унаследовали от наших предков-древолазов – умение вращать предплечье вместе с кистью на 180° означало умение хвататься за ветви, ориентированные в самых разнообразных направлениях.

Концевые отделы предплечий, кисти, невероятно подвижны и предназначены для хватания. Эта невероятная подвижность позволяет нам делать столь же невероятные вещи, которые нам кажутся само собой разумеющимися – закинуть руку назад и почесать себя между лопаток, плавать брассом или кролем (а не барахтаться по-собачьи), крутить отвертку, а также держать мяч или тарелку с супом на повернутой кверху (супинированной) ладони – на такие подвиги подавляющее большинство млекопитающих попросту неспособны. Нам стоит благодарить наших обезьяньих предков за такую почти сверхъестественную подвижность верхней конечности – плечевого сустава, плеча, локтевого сустава, предплечья, запястья и кисти, но есть и важная разница между нами и другими обезьянами.

Внимательно посмотрите на человекообразных обезьян, и вы увидите, что они как будто все время «пожимают плечами». Их плечи подтянуты вверх почти до ушей. Внутри плечевого сустава его суставная поверхность ориентирована краниально, то есть по направлению к черепу (cranium) – вверх, что идеально для вытягивания рук вверх. Наши обезьяньи родственники, человекообразные обезьяны, проводят достаточно много времени на деревьях, причем почти все они карабкаются вверх по ветвям и часто повисают на руках, а гиббоны еще и регулярно раскачиваются на руках.

Напротив, наши плечи опустились вниз, и в состоянии покоя наши ключицы расположены практически горизонтально, а не круто поднимаются вверх, а плечевые суставы у нас ориентированы кнаружи (вбок), а не вверх. Сразу появляется искушение подумать, будто наши плечи резко опустились вниз сразу после того, как наши предки спрыгнули с деревьев и перестали постоянно тянуть руки вверх. Но это лишь поверхностное рассуждение с точки зрения эволюции. Почему плечи должны были «вдруг» резко опуститься вниз? Надо поискать какую-то вескую причину такого быстрого опускания плеч. Каким образом широкие плечи и горизонтально ориентированные плечевые суставы могли создать нашим предкам преимущества в сравнении с их предшественниками? И когда произошло это изменение?

Можно считать, что постепенной трансформации обезьяньих плеч в плечи, характерные для людей, не было, а вместо нее имело место значительное разнообразие в строении плеч гоминид, хотя для окончательного вывода в нашем распоряжении пока слишком мало ископаемых костных останков. Однако похоже, что современные человекоподобные плечи появились на сцене эволюции очень поздно.

Мы располагаем всего несколькими ископаемыми лопатками австралопитеков – ранних гоминид, живших в период от четырех до двух миллионов лет тому назад – включая Люси и других представителей ее вида. Эти останки позволяют предполагать, что суставная поверхность лопатки у них была ориентирована вверх, то есть как у человекообразных обезьян, а не как у нас с вами. Другие признаки позволяют утверждать, что эти древние лопатки были расположены на грудной клетке довольно высоко. К тому времени, когда на эволюционной сцене появился Турканский мальчик со своими длинными ногами, а случилось это 1,5 миллиона лет назад, его плечевые суставы смотрели уже не вверх, но пока еще и не в сторону. У Турканского мальчика были очень короткие ключицы – такие же короткие, как у человекообразных обезьян. Правда, Турканский мальчик – это всего-навсего ребенок, но, даже если бы он дожил до взрослого возраста, его ключицы все равно остались бы короткими в сравнении с нашими. Итак, несмотря на то что плечевые суставы его, возможно, сместились вниз по грудной клетке до уровня, характерного для современных людей, суставные поверхности лопаток были направлены не в стороны, а скорее вперед.

Некоторые ученые утверждали, что низко расположенные широкие плечи развились, потому что создавали преимущество в беге, так как позволяли разворачивать верхнюю часть туловища в сторону, противоположную движению вынесенной вперед ноги, что позволяло сохранять равновесие при беге на двух ногах. Мы видели другие признаки приспособления к бегу на примере скелета Турканского мальчика, так что, возможно, его плечи – это одно из них. Однако в качестве противовеса движущейся ноге такие плечи едва ли могли оказаться сколько-нибудь эффективны, потому что были для этого слишком узки. Такие узкие плечи не в состоянии придать устойчивость во время бега даже голове.

У последующих гоминид, включая Homo antecessor (человека предшествующего), обнаруженного в Испании, в Сьерра-де-Атапуэрка, и датированного периодом около 800 тысяч лет назад, и неандертальца, ключицы были длинными, даже длиннее, чем у современного человека. Длинные ключицы отталкивают плечи кзади, развертывают их, делают шире и заставляют суставные поверхности плечевых суставов ориентироваться в стороны – вправо и влево от грудной клетки.