Удлинение поясничного отдела позвоночника

У шимпанзе и горилл, как правило, 7 шейных позвонков, 13 грудных, 4 поясничных и 4 крестцовых. Итак, в сравнении с африканскими человекообразными обезьянами мы, люди, обладаем сравнительно длинным поясничным отделом позвоночника. Тем не менее по своей гибкости и длине поясничный отдел нашего позвоночника не идет ни в какое сравнение с поясничным отделом других обезьян Старого Света, например мартышек. У этих обезьян число поясничных позвонков равно семи.

Если мы углубимся в наше эволюционное прошлое, то найдем и там предков, у которых был длинный, подвижный поясничный отдел позвоночника, такой же как у мартышек. Например, у ископаемых останков эпиплиопитеков (Epipliopithecus vindobonensis), а возможно, и у их близких родственников плиопитеков, человекообразных обезьян, живших около 15 миллионов лет назад, был очень гибкий поясничный отдел позвоночника, состоявший из шести или семи позвонков, относительно короткий крестец и длинный хвост. Таким образом, возникает два вопроса, и первый: когда у нас укоротился позвоночник? И второй: почему он не стал таким же коротким, как у шимпанзе или гориллы?

Оказывается, укорочение поясничного отдела позвоночника было частью анатомических изменений, которые произошли, когда из низших узконосых обезьян развились человекообразные, причем этот процесс сопровождался практически полной утратой хвостовых позвонков. Утрата хвоста представляется весьма загадочным событием, потому что хвосты очень полезны для существ, обитающих на деревьях. Хвост помогает сохранять равновесие. Когда такая крупная, как, например, павиан, обезьяна идет на четвереньках по горизонтальному суку дерева, смещения хвоста из стороны в сторону помогают сохранить равновесие и не упасть. Предки человекообразных обезьян передвигались по ветвям таким же образом, опираясь на ладони рук и подошвы стоп. Однако самая древняя из этих ископаемых обезьян, проконсул, уже была бесхвостой. Несмотря на то что обезьяны компенсировали потерю хвоста повышением силы и гибкости конечностей, мощными локтями, а также кистями и стопами, которые обладали большей хватательной силой, чем кисти и стопы их предков, все равно остается не вполне понятным, почему человекообразные обезьяны утратили хвост. Я горжусь своим обезьяньим наследием, но иногда мне становится грустно оттого, что эволюция лишила нас анатомической структуры, которой до сих пор от души наслаждаются наши родичи-приматы – такие, как кошачий лемур, паукообразная обезьяна, павиан и другие.

У крупных животных – будь они хвостатыми или бесхвостыми – возникает одна серьезная проблема: хождение по ветвям деревьев на четвереньках становится для них слишком рискованным. Намного безопаснее повиснуть на ветке, уцепившись за нее конечностями, или встать на нижние конечности и двигаться по ветвям в вертикальном положении, держась передними за другие ветки. Это обстоятельство создает фундаментальную разницу между низшими узконосыми обезьянами, такими как мартышки, и человекообразными обезьянами: мартышка передвигается по деревьям на четвереньках, а ее туловище при этом ориентировано горизонтально; человекообразная обезьяна, например шимпанзе, карабкается и взбирается на деревья, висит и раскачивается на ветвях, и при этом ее туловище ориентировано вертикально. Однако в этом последнем случае гибкий позвоночник становится весьма уязвимым. Подвижный позвоночник будет при таком образе жизни предрасположен к травмам, в то время как более жесткий, без поясничного прогиба, позвоночник поможет поддерживать туловище при попытках перебраться с дерева на дерево и при попытке дотянуться с ветки одного дерева до ветки другого. Теперь ясно, почему у горилл и шимпанзе короткий и малоподвижный позвоночник. При этом позвоночник у них не только короче, но и устойчивее. Верхние отделы тазовых костей отрастают очень высоко и, охватывая поясничный отдел позвоночника, делают его практически неподвижным.

Несмотря на то что мы ближайшие родственники современных человекообразных обезьян, наш позвоночник и таз выглядят совершенно по-другому. У нас длинный поясничный отдел позвоночника, не окруженный тазовыми костями. Наши поясничные позвонки сильно отличаются от поясничных позвонков обезьян также и формой своих тел. Если посмотреть сбоку на поясничный позвонок человека, то становится видно, что он имеет клиновидную форму – спереди тело позвонка выше, чем сзади.

Это означает, что сама конструкция этих позвонков предполагает наличие изгиба, направленного выпуклостью вперед. Такой изгиб вперед называют лордозом, и в данном случае мы имеем дело с поясничным лордозом. Этого изгиба, которым обладают люди, нет у высших обезьян. Клиновидной формой обладали поясничные позвонки некоторых очень древних представителей родословного древа гоминид. Хорошо сохранившиеся остатки позвоночника и таза африканского австралопитека (известного также под поэтичным инвентарным номером STS 14), вида, жившего 2–3 миллиона лет назад, указывают на то, что его поясничные позвонки имели клиновидную форму. Это служит доказательством того, что у ранних гоминид тоже был длинный поясничный отдел позвоночника, состоявший из пяти или даже шести позвонков.

Поясничный отдел позвоночника человека состоит из пяти позвонков, а аналогичный отдел позвоночника шимпанзе – из четырех. Нижние поясничные позвонки шимпанзе зажаты между высокими подвздошными костями – частями тазовых костей

Наверное, вы думаете: ну и что такого особенного в этом самом поясничном лордозе? Однако направленный выпуклостью вперед изгиб поясничного отдела позвоночника означает, что его обладатель мог держать туловище при ходьбе вертикально, сохранять равновесие грудной клетки над тазом, а таз поддерживать в равновесии относительно пары нижних конечностей. Шимпанзе и гориллам, вероятно, трудно отклонять туловище назад, чтобы расположить основную часть массы тела над тазовой областью, и поэтому когда они встают на две ноги, то при этом сильно сгибают их в коленных и тазобедренных суставах. Да, эти обезьяны могут передвигаться на двух ногах, но не так эффективно, как мы. Попробуйте походить немного с согнутыми коленными и тазобедренными суставами, и вы очень скоро ощутите сильное утомление мышц бедра. Если же вы прямоходящее двуногое (как я, вы и все остальные люди и наши предки гоминиды), то направленный вперед поясничный изгиб является важнейшим признаком, позволяющим нам свободно, без напряжения, стоять и ходить на двух ногах. Наличие поясничного лордоза у австралопитека убедительно показывает, что эти наши предки уже регулярно ходили на двух ногах, поддерживая при ходьбе вертикальное положение тела. У этой медали есть и оборотная сторона: ученые утверждают, что, если короткий ригидный поясничный отдел позвоночника снижает риск его травмы и помогает передвигаться среди деревьев, то длинный, гибкий поясничный отдел позвоночника Australopithecus africanus позволяет предполагать, что эти гоминиды сменили древесный образ жизни на наземный.

Мы не рождаемся с поясничным лордозом. Весь позвоночник новорожденного ребенка изогнут большой дугой выпуклостью назад. Когда возраст ребенка приближается к одному году, начинает формироваться лордоз (направленный выпуклостью вперед изгиб) поясничного отдела позвоночника. Другой подобный лордоз формируется в шейном отделе позвоночного столба – для того, чтобы обеспечить уравновешенное положение головы над туловищем. В конечном счете человеческий позвоночник приобретает красивую форму двойной буквы S, с лордозами в шейном и поясничном отделах и с кифозами (изгибами, направленными выпуклостью назад) в грудном отделе позвоночника и в области крестца.

Изгибы позвоночника человека