Глядя на неандертальские кости, я всегда поражалась их мощи и крепости в сравнении с костями современного человека. Скелет даже самого крепкого представителя англосаксонской расы выглядит хрупким в сравнении со скелетом неандертальца. Каждая кость (за исключением, как это ни странно, весьма длинной и тонкой ключицы) выглядит как фантастически увеличенная копия соответствующей кости современного человека. Весь скелет в целом тоже производит впечатление невероятной прочности. В глаза бросается массивная грудная клетка. В сравнении с ребрами современных людей ребра из останков пещеры К-2 крупнее – как по абсолютной величине, так и по отношению к размерам остального тела. Длинные ребра означали, что объем грудной клетки неандертальца, вероятно, превышал объем грудной клетки современного человека. Правда, даже эти хорошо сохранившиеся неандертальские ребра подверглись деформации от долгого пребывания в земле, и поэтому довольно трудно судить о том, было ли увеличение объема легких следствием увеличения передне-заднего размера или бокового расширения грудной клетки. Чтобы получить ответ на этот вопрос, надо найти целые ребра неандертальцев.
Тем не менее, несмотря даже на деформацию ребер, можно с уверенностью сказать, что грудная клетка неандертальцев была не только больше нашей, но и имела другую форму. Самое верхнее и самое нижнее ребра неандертальца не отличаются по размеру от соответствующих ребер современного человека, но средние ребра у неандертальца гораздо крупнее. Если грудная клетка современного человека имеет бочкообразную форму, то можно сказать, что грудная клетка неандертальца по форме представляла собой какую-то супербочку. Вероятно, большой объем грудной клетки говорит о том, что у неандертальца были и большие легкие (правда, сказать это со всей определенностью невозможно, потому что мы не знаем, как выглядела диафрагма у неандертальцев, а от положения, формы и подвижности диафрагмы в конечном счете и зависит объем легких). Надо, правда, признать, что у современных людей большой объем грудной клетки означает и большой объем легких. Живущие в высокогорных Андах люди имеют грудные клетки большого объема, в которых находятся легкие тоже большого объема.
Неандертальцев часто описывают как людей, приспособленных к холоду, и высказывают предположение о том, что большая грудная клетка и большие легкие были приспособительными признаками. Есть, правда, серьезные основания полагать – даже при отсутствии достаточного количества прилично сохранившихся ребер, – что грудные клетки подавляющего большинства наиболее древних гоминид из Европы и Африки тоже были весьма массивными. Мы уже говорили о том, что форма грудной клетки соответствует форме таза. Недавно обнаруженный очень широкий таз Homo erectus (найденный в Эфиопии, в области Гона, – к этой находке мы вернемся позже) позволяет предположить, что широкая, мощная кость была характерна для древних представителей рода Homo. Это означает, что неандертальцы, вместо того чтобы приспосабливаться к холоду увеличением размеров грудной клетки и легких, просто воспользовались примитивным планом строения своего тела и не стали от него отказываться, попав в холодный климат, в то время как современные люди порвали с первоначальным планом строения тела и стали более хрупкими и стройными, чем наши сравнительно недавние предки. Большая грудная клетка неандертальцев и других древних видов рода Homo была, вероятно, им необходима для повышения уровня потребления кислорода, обеспечивающего потребности крупного тела на фоне высокой физической активности. В то время как нам для поддержания адекватного обмена веществ необходимо 2000–2500 килокалорий в день, неандертальцу, по некоторым оценкам, требовалось от 3500 до 5000 килокалорий в день. Высокое потребление калорий, которое позволяет производить больше тепла, означало, что неандертальцы были самой природой приспособлены к холодным условиям окружающей среды. Но такое предположение весьма далеко от утверждения, будто скелет неандертальцев сформировался в ответ на изменения внешней среды.
Сердце
Наша грудная клетка может и формой, и размерами отличаться от грудных клеток других человекообразных обезьян и наших предков гоминид, но то, что происходит внутри грудной клетки, очень похоже у всех обезьян, да, собственно говоря, и у всех млекопитающих. Загляните в грудную клетку любого млекопитающего, и вы увидите пару легких и сердце с четырьмя камерами: левым предсердием и левым желудочком и правым предсердием и правым желудочком. Правые камеры сердца перекачивают дезоксигенированную (бедную кислородом, но насыщенную углекислотой) кровь в легкие, где она насыщается кислородом, а затем возвращается в сердце, но уже в левые камеры, откуда выбрасывается в аорту и разносит кислород и питательные вещества по всему организму. Весь цикл можно продемонстрировать в виде восьмерки, петли которой проходят сначала через правые, а затем через левые отделы сердца. Однако оба отдела сердца – и правый и левый – сокращаются одновременно, поэтому правый желудочек выталкивает кровь в легкие одновременно с тем, как левый желудочек выталкивает кровь в аорту, а через нее во все артерии тела. Такое двойное кровообращение характерно для всех дышащих воздухом наземных животных, включая и нас с вами. У рыб сердце устроено по-другому – у них нет правых и левых отделов, а значит, нет и двух кругов кровообращения. И все же наше эмбриональное развитие показывает нашу связь с древнейшими предками – рыбами с их более просто устроенными сердцами.
Развитие сердца в эмбриональном периоде
Наше сердце начинает развиваться в эмбриональном периоде невероятно рано. Уже на стадии трехслойного зародышевого диска, когда человеческий зародыш напоминает сплющенный бутерброд с джемом и еще до того, как эмбрион сворачивается в три вставленных друг в друга цилиндра, образуется скопление клеток, из которого суждено развиться сердцу. Эти клетки образуют трубки, в форме двойной подковы окружающие края зародышевого диска. На четвертой неделе, когда эмбрион начинает сворачиваться в трубку, концы подковы срастаются в передней части зачатка тела, а две трубки сливаются в одну, образуя первичную сердечную трубку. Когда на боковых поверхностях шеи образуются жаберные дуги, внутри их формируется последовательность аортальных дуг, соединяющих сердце с двумя сосудами, проходящими вдоль спины зародыша: с двумя дорсальными (спинными) аортами.
Уже на четвертой неделе после зачатия трубчатое эмбриональное сердце начинает сокращаться, выталкивая новообразованные клетки крови в новообразованные кровеносные сосуды. Сердце и система кровообращения – это система массопереноса. Отдельные клетки и их небольшие скопления могут обмениваться газами, питательными веществами и отходами жизнедеятельности только за счет диффузии, но, когда организм становится достаточно большим, требуется транспортная система, которая разносила бы вещества по организму. Кислород и питательные вещества в такой системе могут доставляться к клеткам, расположенным на большом удалении от места газообмена или от мест всасывания питательных веществ, а отходы жизнедеятельности доставляются туда, где они могут быть удалены из организма. Сердце и кровеносные сосуды образуют систему кровообращения – то есть именно такую систему массопереноса.
