Одиссея голоса. Связь между ДНК, способностью мыслить и общаться: путь длиной в 5 миллионов лет

У одних животных гортань вибрирует, создавая основной звук, дополненный обертонами. У других, как, например, у рептилий, в результате вибрации вместо гармоничного звука получается всего лишь звуковой выброс, именуемый шумом, иначе говоря, вибрации беспорядочные, эпизодические, спорадические, словно вы прочищаете горло, или змеиное «ш-ш-ш», не имеющее ничего общего с великолепной вибрацией нижней гортани соловья. В 1921 году профессор Британской Королевской академии В. Ю. Негус опубликовал объемный труд, посвященный развитию гортани у различных видов живых существ, начиная с рыбы и завершая человеком. Чтобы понять гортань, надо определить ее роль в дыхательном дереве и как канала, через который в организм животного поступает кислород. Кислород – источник жизни. Дыхательный процесс является непременной составляющей сложного мира обитания живого организма. Будь то в воздухе или в воде, будь то бронхи или легкие, перемещение кислорода осуществляется из окружающей среды внутрь животного. Для создания динамики дыхания природа придумала различные решения. Простым дыхательным органом являются жабры. У рыб нет легких. Вода течет и проходит через жабры, которые поглощают из воды кислород и выводят углекислый газ. Жабры, без сомнения, первая гортань на нашей планете, обладающая исключительно дыхательной функцией. Эволюция идет своим путем, и обнаруженная в Ниле рыбка семейства многоперовых, получившая название полиптерус, или бишир, имеет не только жабры, но и зачатки легких, что обусловливает наличие отверстия, проводящего воздух внутрь организма. Появление зачатков легких влечет за собой появление зачатков гортани. Эта рыбка могла дышать и в воде, и в воздухе. Эволюция, явившаяся следствием пересыхания рек и озер, позволила водным животным выжить. Возможность получать воздух на суше сохранила существование этих видов. В 1931 году в Австралии была открыта «рыба-легкое», или цератод. У нее есть не только гортань, но и глотка (зев) и наметки на верхний воздухопищеводный проход. Отныне гортань приобретает две функции: респираторную, с одной стороны, и сфинктерную – с другой. Воздух и пища поступают по одному и тому же проходу, расположенному в шее. Но благодаря закрытию голосовой щели проглоченная пища попадает в пищевод, а не в легкие. Голосовая щель расположена у основания гортани, между голосовыми складками. Ее пространство ограничено мышечными волокнами, позволяющими ей исполнять роль сфинктера, то есть закрываться, чтобы изолировать область легких от области глотки. Мышечное волокно довольно эластичное, не усиленное хрящами. Во время дыхания оно пребывает расслабленным. Человеческий эмбрион размером 5 мм уже обладает такой глоткой. Итак, мы приблизились к появлению голосовой гортани.

Рыба становится амфибией

Путешествие гортани во времени продолжается. Глотка и гортань обогащаются специфическими мышечными волокнами, приспособленными к функционированию гортани. Они переплетаются, словно желая усилить прочность гортани. У тритона и саламандры появляются зачаточные хрящи. Формируются перстневидный хрящ и два черпаловидных хряща. Гортань становится структурой, необходимой для дыхания, и служит клапаном, а также постепенно приобретает свойства вибрационного механизма, позволяющего лягушке квакать.

Амфибия превращается в рептилию

Орган, исполняющий функцию гортани, по-прежнему маленький. Его роль в создании вибрации очень мала. Но вот у основания гортани и на вершине трахеи появляется и обособляется кольцо перстневидного хряща. Как мы уже видели, маленькие черпаловидные хрящики позволяют открывать и закрывать голосовые складки и посредством суставных сочленений присоединяются к перстневидному хрящу. Зачатки этих структур у человеческого эмбриона мы находим на восьмой неделе его жизни. Позднее сформируется главный элемент защиты гортани: щитовидный хрящ, настоящий щит, прикрывающий мышцы гортани. У крокодила этот хрящ соединился и слился с перстневидным хрящом – образовался единый перстнещитовидный хрящ. К этой хрящевой массе прикреплены мышцы, главная роль которых закрывать гортань и использовать ее как эффективный воздушный клапан.

Рептилия становится птицей или млекопитающим

У рептилий и птиц развивается инструмент для производства звуков: гортань. Если у амфибий процесс дыхания заключается в заглатывании воздуха, у птиц, млекопитающих и некоторых эволюционировавших рептилий дыхание связано с регулярными движениями грудной клетки. Воздух активно поступает в легкие на вдохе и пассивно выводится на выдохе. Если бы трахея не сформировалась из жестких хрящевых колец, во время вдоха можно было бы наблюдать настоящий коллапс, всасывание воздуха в трахею походило бы на надувание почти сдувшегося воздушного шара, внутренние поверхности которого уже начали соприкасаться. Последствием является асфиксия. Такие случаи можно наблюдать у новорожденных, страдающих трахеомаляцией (размягчением трахеи).