Уникальные мышцы большого пальца человеческой кисти

Наше совершенное владение технологиями является уникальным, истинно человеческим признаком. Другие животные тоже производят материальную культуру, так что это не абсолютное наше отличие от других видов, но мы должны тем не менее признать, что степень нашего развития в этом отношении ставит нас действительно в уникальное положение. Технологии, которыми мы обладаем сегодня, как небо от земли отличаются от древнейших зафиксированных археологами технологий изготовления каменных орудий, но есть и еще один кардинальный признак человека – это способность передавать следующим поколениям знания и навыки, благодаря чему мы можем надстраивать унаследованную нами культуру. Самые ранние каменные орудия обнаружены в Эфиопии, и их возраст датируется временем около 2,6 миллиона лет назад. Представляется очевидным, что определенные особенности анатомического строения человеческой кисти могут отражать древнюю традицию изготовления орудий труда. Многие ученые увидели связь между умением изготавливать орудия и нашим уникальным длинным сгибателем большого пальца, а также усилением большого пальца, что стало серьезным преимуществом для изготовителей орудий, так как позволяло руке противостоять значительным нагрузкам, связанным с ударами камня о камень с целью получения осколков – острых каменных пластин.

Узнав о некоторых новых интересных исследованиях, связанных со структурой и функцией человеческой руки, я отправилась в США, в Университет Джорджа Вашингтона, чтобы поговорить с Брайаном Ричмондом и Эрин Уильямс. Эти ученые исследовали тогда нагрузки, которые испытывает рука при использовании и изготовлении каменных орудий. В частности, они хотели проверить гипотезу о том, что уникальные особенности строения большого пальца руки человека связаны с изготовлением каменных орудий.

Когда я приехала в их лабораторию, они воспользовались случаем и попросили меня стать еще одним их испытуемым. Эрин прикрепила к моим пальцам, включая и большой, датчики давления. После того как она опутала меня проводами, я попыталась изготовить грубое каменное орудие, в то время как Эрин записывала давление, которому подвергались мои пальцы. Потом мне пришлось воспользоваться сделанными мною каменными пластинками для того, чтобы резать мясо. Вероятно, я была не лучшим объектом для демонстрации распределения давления на кисть при изготовлении каменного инструмента – я, прямо сказать, редко занималась этим ремеслом – и должна сознаться, что это труднее, чем можно предположить, – ударять камнем о камень, чтобы получить острую каменную пластинку нужной формы. К счастью, теперь среди нас есть люди, развившие у себя великолепные навыки древних способов обработки камней, какими (судя по изготовленным ими орудиям) обладали наши палеолитические предки. Брайан и Эрин уже имели возможность изучать давление орудий на руки квалифицированных мастеров этого ремесла, и полученные ими данные оказались неожиданными: в процессе изготовления орудий максимальное давление оказалось приложенным к пальцам, особенно к указательному и среднему, но воздействие на большой палец оказалось не слишком сильным.

Напротив – и мой результат подтвердил общую тенденцию – нагрузка на большой палец резко возросла, когда я принялась использовать сделанную мною каменную пластинку. Естественно, я зажала ее согнутым указательным пальцем и подвела под него большой палец, чтобы усилить хватку. Измерение давления показало, что мне приходилось сильно прижимать большой палец, чтобы удержать каменную пластинку, острым краем которой я резала кусок мяса. Именно в этой ситуации давление на большой палец было выше давления на остальные пальцы, а вовсе не при изготовлении каменных орудий.

Это весьма интересные данные, так как в сравнении с руками шимпанзе (и, вероятно, с руками наших последних общих с шимпанзе предков) наши большие пальцы мощнее и способны к более сильному захвату предметов кончиками большого и указательного пальцев (захвату, как пинцетом). Отчасти сила такого захвата обусловлена уникальным строением человеческого длинного сгибателя большого пальца. Представляется, что наши сильные большие пальцы развились под давлением отбора, связанного с использованием, а не изготовлением каменных орудий.

Посмотрите на свою руку. В ее строении заметны отголоски признаков наших очень далеких предков, а также признаков, общих для нас и других приматов, видны в ней и особенности, присущие только нашему виду – человеку разумному. Мы располагаем пятью пальцами, это исходное, первобытное число, унаследованное от древнего предка после всех бесчисленных экспериментов эволюции с пальцами рук и ног таких созданий, как самые древние, похожие на тритонов тетраподы (например, Acanthostega). Мышцы, позволяющие нам двигать запястьем и пальцами, есть и у ныне живущих амфибий. Тем не менее, в отличие от этих существ, мы способны противопоставлять большой палец другим пальцам. Это не исключительный признак человека, так как противопоставление большого пальца – правда, лишь в той или иной степени – свойственно большинству приматов. Еще один признак приматов – это ногти вместо когтей. Но есть у нас и недавние признаки, возникшие на заключительных этапах эволюции человека, включая мощный большой палец и уникальную мышцу, которая вылепила из нашей конечности руку, способную изготавливать и использовать инструменты. Посмотрите еще раз на свою руку, подвигайте ею. Она хранит в себе всю свою эволюционную историю.

В конце нашего анатомического путешествия вы можете еще раз взглянуть на свою руку и увидеть в ней не только нечто удивительное, возникшее из крошечной почки конечности развивающегося эмбриона, но и сложную структуру, развившуюся из рыбьего плавника в течение миллионов лет, на протяжении миллионов поколений. Но какими бы непохожими на других животных мы себе ни казались, каждый из нас тем не менее сформировался под действием тех же сил, что воздействовали на все другие формы жизни нашей планеты. Все мы – производные от действия механизмов развития, создающих целостный человеческий организм из единственной оплодотворенной яйцеклетки. На великой шкале времен мы являемся производными эволюции; от различающей цвета сетчатки, от сердца и легких до кончиков пальцев пружинящих стоп и пальцев ловких и умелых рук. В нашей анатомии сокрыта долгая и очень глубокая история. Как прекрасно сказал по этому поводу Терри Пратчетт: «Мы сами – история! Все, чем мы становились на своем пути к человеку, все еще существует в нас»[17].

Ощущение этого чуда ожило во мне после рождения детей: как это удивительно – чувствовать себя хозяйкой дома, где происходит необыкновенный акт творения, этот невероятный, похожий на развертывание оригами процесс, в котором ресурсы моего организма идут на построение нового крошечного человека, который через девять месяцев покидает этот уютный дом и появляется на свет. Мы до сих пор пытаемся понять, как именно это происходит. На самом деле это фундаментальный, основополагающий вопрос, и все малыши рано или поздно его задают: «Откуда берутся дети?» И нам, взрослым, приходится каждый раз заново формулировать ответ, стараясь быть честными, и отвечать так, чтобы ответ был понятен и интересен ребенку.

Мы уже раскрыли многие тайны нашей «новейшей» истории, истории нашего эмбрионального развития. Мы уже довольно давно знаем, как возникает эмбрион – от слияния яйцеклетки и сперматозоида; от появления скопления клеток, которое превращается в диск, затем свертывается в телескопический цилиндр, из которого начинают расти зачатки конечностей; мы знаем, что клетки внутри растущего зародыша размножаются, мигрируют и погибают, создавая ткани и органы человеческого организма. Лишь совсем недавно эмбриологи наконец поняли, как происходит этот процесс; что именно заставляет клетки делиться, двигаться и совершать самоубийство. Мы только сейчас начинаем понимать, каким образом ДНК направляет процесс развития. Генетики недавно научились определять последовательность нуклеотидов в целом человеческом геноме, а в настоящее время интенсивно трудятся, чтобы понять, как все гены, работая совместно и взаимодействуя с окружающей средой, превращают яйцеклетку в ребенка (а в конце концов и во взрослого человека). Чем больше мы узнаем, тем более сложной представляется проблема; выяснилось, что важны не только гены, но и участки ДНК между ними, и именно эти участки регулируют активность генов. Мало того, модификация молекул ДНК может происходить и в течение жизни, а это порождает иной уровень регуляции и иной уровень сложности; эти процессы изучает новая наука – эпигенетика.