Отличие позвоночника человека и животного

Внушения совести в связи с раскаянием и чувством долга являются важнейшими различиями между человеком и животным.

Чарльз Дарвин

Несмотря на общее прошлое человека и обезьяны, люди в своем развитии далеко ушли от мохнатых сородичей. Ученые связывают ключевые отличия человека от обезьяны со способностью к прямохождению, то есть передвижению на двух задних конечностях, ногах.

Плавный переход человеческих пращуров к прямохождению начался от 4 до 7 миллионов лет назад. Из-за этого скелет человека перетерпел значительные видоизменения: изменились размер, расположение костей стопы, размер и форма тазобедренного и коленного суставов, длина и форма ног, а также форма позвоночника.

Зачем же приматам потребовалось прилагать столько физиологических усилий для того, чтобы стать прямоходящими? Оказывается, прямохождение человека на 75% более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырех, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно энергосбережение сыграло главную роль в переходе к прямохождению.

Давайте посмотрим, какие изменения, связанные с прямохождением, перетерпела обезьяна, чтобы стать человеком:

• Стопа. Переход к прямохождению увеличил пятку, необходимую для поддержания равновесия и увеличившейся массы тела. Изменилась и форма стопы. Большой палец на ногах, располагавшийся у ранних приматов так же, как на руках, встал на одну линию с другими пальцами – больше не нужно цепляться им за ветви деревьев. Эти изменения – залог экономии энергии во время передвижения.
• Тазобедренный сустав. У человека этот сустав крупнее, чем у обезьян, что обеспечивает поддержку большего веса тела. Увеличение таза дало человеку устойчивость при прямохождении и сократило расход энергии на поддержание равновесия. Крестец также увеличился в ширину, а значит, увеличился и родовой канал. Это облегчило роды.
• Колено. Коленные суставы увеличились. Угол разгибания колена уменьшился. Это позволило уменьшить потерю энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении.
• Конечности. Верхние (передние) конечности превратились в руки и перестали участвовать в процессе передвижения. Они немного ослабли, зато ловко освоили мелкую моторику. Увеличилась роль ягодичных мышц. Теперь это – одни из самых крупных мышц в организме. У шимпанзе эти мышцы гораздо мельче. Ягодицы препятствуют опрокидыванию корпуса вперед во время бега.
• Череп. Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Плоская форма человеческого лица помогает поддерживать голову без дополнительных мышц, наблюдаемых у человекообразных обезьян. А мышцы лба у человека используются исключительно для мимики.
• Позвоночник. С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) – вперед. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперед, что требовало бы мышечных усилий для поддержания равновесия. Наличие двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями. А это существенно экономит энергию при ходьбе.

ФИНТ УШАМИ

85% современных людей не умеют шевелить ушами. Ученые считают, что 15%, которые могут это делать, унаследовали способность от приматов. Наши древние предки шевелили ушными раковинами в целях выживания. После того как они начали жить группами, двигать ушами для определения звука стало уже необязательно.

Помимо скелета существуют и другие яркие отличия человека от его ближайшего сородича – шимпанзе:

• Объем человеческого мозга – 1300-1400 см3, у обезьян – примерно в 2 раза меньше.
• Площадь коры мозга у человека в 3,5 раза больше, чем у обезьян.
• Человек имеет вывернутые губы, слизистая оболочка его губ видна при открывании рта. У наших родственников – нет.
• У человека есть подбородок.
• Клыки у человека не выступают из ряда остальных зубов. У обезьян, наоборот, выступают.
• В середине верхней губы у человека есть ямка.
• Грудная клетка человека плоская, а не бочковидная, как у обезьян.
• Туловище у человека короче, а у обезьян длиннее нижних конечностей.
• Ноги человека длиннее рук, у обезьян – наоборот.
• Стопа человека не плоская, а куполообразная, пружинистая, не приспособленная для хватания.
• Тело человека имеет волосяной покров в отдельных местах. У обезьян шерсть покрывает практически все тело.
• Человек имеет языковую форму общения.
• Человек обладает не только конкретным, но и отвлеченным мышлением.
• Человек способен обобщать. И абстрагировать.
• Человек обладает сознанием.
• Основу жизни человека составляет труд в коллективе.
• Обезьяны не могут изготавливать орудия. А человек может.
• Человек подчиняется общественным законам.
• Человек развивает науку и искусство.

НА ДВУХ ИЛИ НА ЧЕТЫРЕХ?

Большинство человекообразных обезьян, таких как шимпанзе и горилла, отчасти способны ходить на двух конечностях, однако во время передвижения они все же время от времени опираются на так называемые ладони. Человек же сумел полностью оторваться от земли и продолжил свой путь на двух ногах.

Тесты. Проверь свои знания!

Источник

Различные виды млекопитающих в процессе эволюционного развития заняли свои экологические ниши, которые отличаются, кроме прочего, условиями взаимодействий их организма с гравитационным полем Земли. Именно поэтому в процессе эволюции осевой скелет позвоночных претерпел существенные изменения. Филогенетически исходной формой позвоночного столба служит хорда (спинальная струна) – клеточный тяж энтомезодермального происхождения, который у подавляющего числа позвоночных и у человека замещается скелетными элементами. Как постоянный орган хорда существует у некоторых низших позвоночных. У большинства позвоночных во взрослом состоянии хорда сохраняется внутри позвонков (у рыб), в телах позвонков (у земноводных) и в виде студенистого ядра (у млекопитающих). Осевой скелет в онтогенезе проходит три стадии развития:

• хордовые пластинки (зачаток струны);
• частичное замещение ее хрящевыми элементами;
• возникновение костного осевого скелета.

Так, у бесчерепных скелет представлен хордой и многочисленными стержнями из плотной студенистой ткани, образующими скелет непарных плавников и опору жаберного аппарата. У ланцетника позвонки состоят из почти безволокнистой клеточной массы. У круглоротых хорда сохраняется на протяжении всей жизни, но появляются закладки позвонков, представляющие собой небольшие парные хрящевые образования, равномерно расположенные над хордой. Они называются верхними дугами. У примитивных рыб, кроме верхних дуг, появляются нижние дуги, а у высших рыб -тела позвонков. Тела позвонков у большинства рыб и животных вышестоящих классов формируются из тканей, окружающих хорду, а также из оснований дуг. С телами позвонков срастаются верхние и нижние дуги. Концы верхних дуг срастаются между собой, образуя канал, в котором находится спинной мозг. На нижних дугах возникают отростки, к которым прикрепляются ребра.

Остатки хорды сохраняются у рыб между телами позвонков. У рыб различают два отдела позвоночного столба: туловищный и хвостовой. Функция первого – поддержание внутренних органов, второго – участие в передвижении тела.

Тело позвонка развивалось у различных групп позвоночных независимо от хорды. Костное тело позвонка развивается в соединительной ткани сначала в виде тонкого цилиндра. У цельноголовых и двудышащих тела позвонков развиваются сразу как известковые отложения кольцевидной формы вокруг хорды.

Филогенетически соединительно-тканный внутренний скелет замещается хрящевым, а хрящевой – костным. Во время онтогенетического развития эта последовательность повторяется. Дальнейшие изменения позвоночного столба зависят от развития мускулатуры и осевого скелета при движениях тела. Позвоночный столб взрослого человека сохраняет следы пройденного пути развития.

У взрослого человека в отношении позвоночного столба наблюдаются специфические особенности приспособительного характера, связанные с вертикальным положением тела. При прямохождении тяжесть головы воздействует на позвоночный столб, а слабо развитый лицевой отдел не требует сильных затылочных мышц. Поэтому у человека слабо развиты затылочный бугор и другие возвышения и неровности на черепе.

Различие в строении верхних и нижних конечностей человека обусловлено различием функций рук и ног в связи с прямохождением. Передние конечности животных, как и задние, служат опорой для всего тела и являются органами движения, поэтому в их строении нет резкого различия. Кости передних и задних конечностей животных велики и массивны, их движения одинаково однообразны. Конечность животного совсем не способна к разнообразным, быстрым, ловким движениям, какие свойственны руке человека.

Наличие изгибов позвоночного столба у человека (шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцово-копч и ковы й кифозы) связано с поддержанием равновесия и перемещением центра масс тела при вертикальном положении тела. У животных таких изгибов нет.

Человек по строению позвоночного столба (пять отделов, 33-34 позвонка) занимает определенное место среди млекопитающих. Располагаясь один за другим, позвонки образуют как бы два столба – передний, построенный за счет тел позвонков, и задний, образованный из дужек и межпозвоночных суставов. У человека голова хорошо уравновешена, а у четвероногих млекопитающих она подвешена на связках и мышцах, начинающихся главным образом на шейных позвонках и остистых отростках грудных. У человека шейный отдел позвоночного столба состоит из 7 позвонков. За исключением первых двух, они характеризуются небольшими низкими телами, постепенно расширяющимися по направлению к последнему Г У других млекопитающих они чрезвычайно массивны и по направлению книзу постепенно укорачиваются, что связано с положением головы. Особенностью шейных позвонков человека является раздвоенный остистый отросток. От общего типа шейных позвонков отличаются: атлант, который не имеет тела и остистого отростка. Характерной особенностью позвонка С7 эпистрофея (осевой позвонок) является наличие направленного вертикально вверх от тела позвонка зуба, вокруг которого, как вокруг оси, вращается атлант вместе с черепом. Седьмой шейный позвонок отличается длинным и нераздвоенным остистым отростком, который легко прощупывается через кожу, и поэтому называется выступающим. Кроме того, он имеет длинные поперечные отростки, а поперечные отверстия его очень малы.

Грудной отдел позвоночного столба человека состоит из 12 позвонков. Описаны случаи наличия у человека и 13-го ребра. Двенадцать пар ребер соединяют все отделы скелета грудной клетки в относительно жесткую систему, причем суставные поверхности ребер располагаются на сочленяющихся боковых поверхностях двух смежных позвонков и межпозвоночном диске. Межпозвонковые диски в грудном отделе сбоку прикрыты реберно-позвоночными суставами. Исключение составляет уровень 12-го позвонка, а иногда и 11-го, где сочленение происходит не на уровне диска, а непосредственно на теле позвонка. В грудном отделе межпозвоночные диски шире тел смежных позвонков и несколько выступают за их пределы в передней и боковых частях, тогда как в задней части этого не наблюдается.

В грудном отделе позвоночного столба поперечные отростки у взрослого человека сильно отклонены назад, и в связи с этим ребра выступают назад почти до уровня остистых отростков. Эта особенность строения, так же как увеличение по направлению книзу тел позвонков, специфична лишь для человека и является приспособлением к вертикальному положению. У животных этого не наблюдается.

Положение суставных отростков неодинаковое в различных отделах позвоночного столба. В связи с их косым расположением в шейном отделе тяжесть головы распределяется не только на тела, но и на суставные отростки. У млекопитающих в шейном отделе они расставлены далеко друг от друга и развиты чрезвычайно мощно, также как и тела шейных позвонков. У человека в грудном и поясничном отделах суставные отростки расположены соответственно во фронтальной и сагиттальной плоскостях. В Этом случае тяжесть вышележащих частей распределяется преимущественно на тела позвонков, что и способствует увеличению их массы.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

Источник