Як у людей змінювалася довжина рук і ніг, наука і життя
Як у людей змінювалася довжина рук і ніг
В ході еволюції деякі кістки людини не підпорядковувалися екологічним закономірностям.
Людина з часу свого виникнення пройшов довгий еволюційний шлях і сильно змінився. Як і в випадку інших живих істот, на нього діяв природний відбір, тобто виживали і / або залишали більше потомства в популяції тільки ті, хто мав ознаками, найбільш вигідними в конкретних обставинах. Але що це були за обставини? І які саме ознаки виявилися еволюційно більш вигідними? Людина (як і будь-яка інша жива істота) влаштований досить складно, так що, очевидно, різні особливості будови формувалися під тиском різних умов.
У північних ескімосів, відповідно до правила Аллена, руки і ноги коротше, ніж у всіх інших народів. (Фото Edward Sheriff Curtis / www.flickr.com/photos/132882387@N02/18244630236.)
Дослідники з Університету Теннессі спробували з'ясувати, які еволюційно-екологічні фактори впливали на довжину людських рук і ніг. До цих пір вважалося, що людина відносно кінцівок підпорядковується двом відомим екологічним законам: правилу Аллена і правилом Бергмана.
За правилом Аллена, у теплокровних тварин з подібним способом життя виступаючі частини тіла (тобто ноги, вуха, хвости і т. Д.) Будуть менше в холодному кліматі і більше - в теплому. Особливо добре це проявляється, наприклад, у лисиць: у північного песця найменші вуха і коротка морда, а у пустельного фенека все навпаки - великі вуха і довга морда.
Правило Бергмана говорить в цілому про величину тіла: згідно з ним, ті з теплокровних, що живуть в холодному кліматі, будуть більші за тих, що живуть в теплі. Наприклад, найбільші ведмеді - арктичні білі, а найдрібніші - очкові з Південної Америки. Правило Бергмана також виконується для багатьох близьких видів і для популяцій всередині одного виду (іншими словами, не варто порівнювати слонів з лемінгами).
З фізіологічної точки зору обидва правила говорять про одне й те ж - про економію тепла. Загальна теплопродукція у теплокровних залежить від обсягу тіла, а швидкість тепловіддачі - від площі його поверхні. При збільшенні розмірів організмів обсяг тіла зростає швидше, ніж його поверхню, так що в холодних широтах вигідно бути великим. Виступаючі частини тіла, в свою чергу, сильно збільшують поверхню і слабо збільшують обсяг, так що заради економії тепла вуха, ноги та інше повинні бути поменше.
Досить довго вважалося, що правила Аллена і Бергмана виконуються і для людей, і тому у екваторіальних і тропічних народів руки і ноги будуть довшими, а у північних - коротше. Крістен Савейл (Kristen R. R. Savell) і її колеги ще раз перевірили це на людях з Північної Африки, з так званої Чорної Африки, яка лежить на південь від Сахари, з Європи і з Арктики - всього 14 популяцій і 400 індивідуумів.
Кінцівки порівнювали не цілком, а по кістках: плечові і променеві кістки в руках, стегнові і великі гомілкові кістки в ногах. Щодо променевої та великої гомілкової кісток все підтвердилося: вони дійсно коротшали при русі на північ. Стегнова кістка теж змінювалася в розмірі, однак, як мовиться в статті в PNAS. зміни в ньому не були пов'язані з навколишнім кліматом.
Тут варто зауважити, що правило Бергмана (і примикає до нього правило Аллена) зовсім не універсально - з нього є винятки, і зараз про нього говорять, що воно носить статистичний характер і чітко проявляється лише при інших рівних умовах. На розміри тварин впливають і інші фактори, крім температури, а пристосовуватися до суворого клімату можна різними способами, наприклад, перенастроюючи свою біохімію.
У випадку з різними людськими популяціями видно, як один ознака (довжина кінцівок) розпадається на кілька (довжина різних кісток), так що правило може діяти і не діяти в межах одного і того ж виду, і що розглядаючи такі комплексні ознаки, слід завжди пам'ятати про вплив генів один на одного.
Все це, очевидно, відноситься не тільки до рук і ніг, але і до інших характерних особливостей організму, чию еволюційну історію ми намагаємося відновити.
Читайте також:
