Кости: скрытая жизнь. Все о строительном материале нашего скелета, который расскажет, кто мы и как живем

Расцвет звероподобных пришелся на пермский период, где-то между 298 и 252 миллионами лет назад. В этот период жил диметродон – животное с парусом на спине, которое часто путают с динозавром, однако на самом деле оно гораздо ближе по родству к нам с вами, – а также другие удивительные существа. У многих в наследство от предков-рептилий остались склеротикальные кольца – связанные между собой кости вокруг глазных яблок. Они были у диметродона и у клыкастого, похожего на свинью дицинодонта, и у саблезубых горгонопсов. Даже у группы, отделившейся в итоге от млекопитающих-цинодонтов, появлялись отдельные особи со склеротикальными кольцами в глазах. На заре же семейства цинодонтов, к которым мы с вами принадлежим – если не боитесь сломать себе язык научной терминологией, то официально они называются «пробаиногнатусы», – кости в глазах были утрачены (26). Объяснением здесь может служить размер.

Большинство из цинодонтов, напоминающих куницу, были относительно небольшими по сравнению с другими предками млекопитающих. Их череп составлял примерно десять сантиметров в длину, а тело по размеру было примерно как у современной лисицы. При столь малых габаритах глаза не нуждаются в особой поддержке. У больших глаз возникают трудности с так называемой аккомодацией – определенная группа мышц, напрягаясь и расслабляясь, позволяет глазу настраиваться на различную глубину резкости, чтобы сохранять остроту зрения. У рыбоподобных морских рептилий, ихтиозавров – глубоководных существ, плывущих в темноте в поисках кальмаров, – были огромные глаза с не менее впечатляющими склеротикальными кольцами, которые помогали им не терять свою добычу из фокуса в сумрачной толще воды. У маленьких животных с глазами поменьше подобных ограничений не было. Цинодонты, поедающие насекомых, еще меньше нуждались бы в таких костях, если бы они были преимущественно активны ночью или в сумерках, когда нет необходимости видеть все, что происходит вокруг. Не то чтобы подобные особенности способствовали этой утрате. В настоящее время существуют небольшие рептилии и птицы, у которых по-прежнему есть склеротикальные кольца. Уменьшение размера млекопитающих и их предков, возможно, позволило глазам наших прародителей размягчиться. А с учетом того, что кости имеют склонность ломаться, это, пожалуй, к лучшему. Я рад, что мне никогда не придется обращаться в травмпункт из-за перелома глаза.

Глазные кости стали не единственной утратой в этот период нашей истории. Судя по обнаруженным окаменелостям, наши предки тогда избавились еще и от ребер на животе, при этом общее количество отходящих от спины ребер уменьшилось еще до появления первых настоящих млекопитающих. Основание нашего корпуса досталось нам от мохнатого сопящего цинодонта. Причем дыхание, пожалуй, стало критически важным фактором. Помните диметродона и других похожих на ящериц предков млекопитающих? Скорее всего, они дышали не с помощью диафрагмы, а закачивали в легкие воздух, активно двигая ребрами, как это делают ящерицы. Кроме того, они даже перемещались, подобно ящерицам, переваливаясь из стороны в сторону всем телом. Это, должно быть, значительно ограничивало способность диметродона и его сородичей дышать на бегу и затрудняло ловлю и поедание добычи. Когда же наши предки-цинодонты и родственные им виды отказались от переваливающейся походки, подняв свои тела выше над землей и начав двигать ими во время ходьбы главным образом вверх-вниз, что мы по-прежнему наблюдаем у млекопитающих, открылись новые эволюционные возможности. Цинодонты больше не нуждались в ребрах для защиты живота от жесткой земли, равно как и в гибких ребрах, способных сдавливать внутренности. Их грудная клетка стала жесткой опорой, а дыхательные движения взяли на себя ткани, расположенные внутри ее. Наши цинодонты были прирожденными бегунами.

Все эти движения и встряски также привели к появлению у первых зверей одной из самых странных костей во всем нашем скелете. Я имею в виду коленную чашечку – закругленную кость, расположенную в месте соединения голени и бедра. Особенным ее делает тот факт, что коленная чашечка является так называемой сесамовидной костью – то есть костью, растущей внутри сухожилий. Между вашими коленными чашечками и остальным скелетом нет жесткого крепления. Они удерживаются между вашими квадрицепсами и надколенными сухожилиями, прямо над местом, где встречаются бедренная и большая берцовая кости. Когда вы появились на свет, ваши коленные чашечки были сухожилиями, однако уже к трем годам полностью окостенели.