Алекс Беззеридес

Ловушка эволюции

Почему наше тело болит

Посвящается Джули и Элли

Alexander Bezzerides

EVOLUTION GONE WRONG:

The Curious Reasons Why Our Bodies Work (Or Don’t)

© Alexander Lewis Bezzerides, 2021

© Д. О. Румянцев, перевод на русский язык, 2024

© Оформление. ООО «Издательство АСТ», 2025

Введение

Это не ваша вина

Какое животное раз в неделю слезает с дерева, чтобы сделать свои грязные дела?

а. Коала

б. Трехпалый ленивец

в. Обыкновенный кольцехвостый опоссум

г. Паукообразная обезьяна

Готов поспорить, что хотя бы одно из следующих утверждений о вас верно: вам удаляли зуб мудрости, вы носите очки или контактные линзы, вы храпите, у вас болят ноги, у вас болит спина. Если вы невезучий, все эти утверждения могут оказаться верными. Вероятно, вы потратили много времени и денег, пытаясь облегчить боль и дискомфорт от таких недомоганий. От лечения зубов до рецептурных очков, от фармацевтических препаратов до индивидуальных матрасов – люди всю жизнь пытаются облегчить симптомы, вызванные их анатомическими несовершенствами. Но задумывались ли вы когда-нибудь, почему эти боли вообще возникают? Почему зубам тесно во рту? Почему у стольких людей нечеткое зрение? Почему колени и лодыжки неизменно подвергаются растяжениям и вывихам? Почему спина столь нежна, что приходится беспокоиться всякий раз, когда мы наклоняемся, чтобы что-то поднять? Этими недугами страдают не только пожилые люди. По-видимому, с самого рождения люди однозначно склонны к телесному дискомфорту и нарушениям.

Эта книга о широко распространенных болях и недомоганиях и о том, почему они появляются. Речь идет не о каких-то непонятных состояниях, о которых вы можете услышать только от какой-нибудь тетушки во время семейных сборов. Речь идет о вашем теле и о том, почему оно часто работает не так хорошо, как вы могли бы надеяться или ожидать.

Не беспокойтесь, эта книга не собирается внушать вам чувство вины. Внимание в ней сосредоточено отнюдь не на всех проблемах, которые люди навлекают на себя своим нездоровым поведением. Например, такие темы, как атеросклероз, легочные заболевания и кариес, здесь не обсуждаются. Я не стану придираться к вашей диете, к тому, как много вы занимаетесь спортом или как редко пользуетесь зубной нитью. Вместо этого в книге будут даны объяснения анатомическим несовершенствам, которые не зависят от вас, например, кривым зубам, плоскостопию или пробуждению с болью в пояснице. Так что же происходило на долгом и сложном пути человеческой эволюции, что привело к нашим нынешним телам, которые так предсказуемо нас подводят?

Биологическое попурри

Причины наших телесных недостатков коренятся как в эволюции, так и в анатомии. Я обладаю уникальной квалификацией, позволяющей переключаться между этими двумя дисциплинами, как Тейлор Свифт перескакивает с кантри на поп-музыку. Моими годами «кантри» была аспирантура по эволюции и экологии. Когда я не проводил исследования и не писал статьи в журналы, я преподавал и понял, что предпочитаю находиться перед аудиторией, а не за лабораторным столом. Поэтому после окончания аспирантуры я подал заявки на должности, связанные с преподаванием, а не с уклоном в исследовательскую деятельность.

Первую академическую работу я получил в небольшом колледже на севере штата Висконсин, где должен был преподавать анатомию и физиологию человека. Подобно Тейлор Свифт, переключившейся на поп-музыку, я как биолог переориентировался с вопросов естественного отбора и популяционной экологии на изучение лучших способов преподавания студентам того, как работают пищеварение, дыхание и эндокринная система. В отличие от известной певицы, моя начальная зарплата составляла 41 000 долларов в год, что было несколько унизительно, учитывая недавнее окончание десятилетней учебы в бакалавриате и аспирантуре. Оказывается, правду говорят, что в преподавание идут не ради денег.

В конце концов я оказался в маленьком колледже на западе Соединенных Штатов Америки. Я по-прежнему в большей степени преподаю анатомию и физиологию, но работа в небольшом кампусе позволяет мне охватить широкий спектр дисциплин. На протяжении многих лет я вел курсы, затрагивающие весь диапазон: от энтомологии до вскрытия человеческого тела. Когда люди спрашивают, что я за биолог, у меня нет точного ответа. Я биолог, способный распознавать жуков, но еще могу рассказать, как работают почки. У меня нет уверенности, каким биологом меня это делает. Думаю, это просто делает меня биологом – и точка.

Моя боль – ваша боль

На написание этой книги меня не вдохновили никакие невероятные обстоятельства. Я никогда не терял половину содержимого толстой кишки в схватке с медведем гризли, не находился при смерти от лихорадки Денге, пытаясь совершить первый спуск по неизведанной реке в Африке, не страдаю какими-либо необычными генетическими или аутоиммунными заболеваниями либо физиологическими аномалиями. У меня обычное тело среднего возраста, а значит, у меня такие же проблемы, как и у всех. Мне достались не особенно ровные зубы, я ломал колено, играя в баскетбол, и иногда у меня так болит спина, что трудно спать.

Я много лет не думал об этих недомоганиях, поскольку ни одно из них не доставляло мне чрезмерных неудобств. А еще я был занят изучением и преподаванием всех способов работы тела, когда оно функционирует «нормально». Анатомия и физиология человека – это сложный предмет, и требуется много времени, чтобы разобраться, как работает тело в типичных здоровых условиях. Есть несколько хороших учебников по анатомии и физиологии, но все они объемом более 1000 страниц. В первые годы своей карьеры я не задумывался о происхождении таких болезней и дефектов, как близорукость, вальгусная деформация большого пальца ноги или сахарный диабет беременных. Я был более озабочен разделением содержания этих 1000 с лишним страниц на два семестра курса таким образом, чтобы научить множество будущих медсестер и врачей, как обычно работают глаза, ноги и матка. Вопросами о таких проблемах, как удушье, разрывы менисков и боль при родах, я задался позже, когда заложил фундамент знаний о том, как работает наше тело.

Вопросы «как?»

Биологи и их ученики узнают о системах организма, задавая вопросы. Они могут задавать непосредственные вопросы, с помощью которых пытаются понять, как что-то работает. А также могут задавать глобальные вопросы, пытаясь ответить, почему структура, процесс или поведение такие, какие есть. Непосредственные вопросы занимают бо́льшую часть времени в курсе анатомии и физиологии. Как клапаны сердца контролируют кровоток? Как передняя крестообразная связка ограничивает движение колена? Как роговица преломляет свет? Наибольшая часть того, что мы знаем об анатомии и физиологии человека, проистекает из ответов на вопросы типа «как».

В этом есть смысл, поскольку при необходимости восстановить сердечный клапан, реконструировать коленный сустав или использовать лазер для улучшения зрения нужно знать, как работают эти структуры, чтобы исправить их.

Вопросы «как» могут иметь чрезвычайно сложные ответы. Преподавание и изучение анатомии и физиологии часто не выходит за пределы непосредственного уровня, поскольку на понимание подобных вопросов и ответов требуется достаточно много времени.

Например, чтобы научить только основам мышечного сокращения, необходимо некоторое количество чертежей, продолжительное обсуждение и не менее одного часа учебного времени на понимание процессов физиологии, происходящих за доли секунды в реальном времени. И заметьте, этому учат на младших курсах бакалавриата. Если студенты возвращаются к этому предмету в аспирантуре или в медицинском университете, то углубляются в более детальное изучение.

Вопросы «почему?»

Я потратил немало времени на изучение непосредственных механизмов анатомии и физиологии, но так и не избавился от привычки задавать глобальные вопросы, поскольку преподаю и другие дисциплины. Глобальные вопросы касаются эволюционных корней предмета обсуждения. Например, на моем занятии по поведению животных вместо того, чтобы учить тому, как дельфины выпрыгивают из воды (что включает в себя те же самые подробности о нервной проводимости и сокращении мышц, освещаемые в курсе анатомии и физиологии), я прошу своих студентов подумать о том, почему дельфины выпрыгивают из воды. Такие вопросы служат отличным упражнением в выработке гипотез и моделировании эксперимента. Дельфины выпрыгивают для того, чтобы избегать хищников? Или чтобы передавать друг другу сообщения? Может, потому что это более эффективный способ передвижения? Или они выпрыгивают, потому что это весело? Вопросы «почему» легко задавать, но, как известно, на них очень сложно отвечать. Одно дело – устроить мозговой штурм на тему, почему дельфины прыгают, но совершенно другое – смоделировать и провести эксперимент в попытке ответить на исследовательский вопрос. Доказательством сложности вопроса служит то, что ученым еще только предстоит прийти к однозначному ответу относительно прыжков дельфинов.

Другой пример для иллюстрации глобальных вопросов, который я использую в курсе по поведению животных, знакомит студентов с необычным туалетным этикетом ленивцев. Трехпалые ленивцы почти всю свою жизнь проводят под пологом леса на деревьях. Для них земля – это наиболее опасное место, поскольку на ней водятся голодные зубастые хищники, такие как ягуары и одичавшие собаки. Однако раз в неделю ленивцы отказываются от своих древесных привычек и слезают вниз, чтобы заняться некими личными делами. Они медленно спускаются на лесную подстилку, чтобы испражниться. (Не переживайте, если неправильно ответили на первый вопрос в начале, у вас будет много шансов реабилитироваться.)

На первый взгляд такое поведение обескураживает. Зачем рисковать, если есть опасность встречи с хищником? Почему бы просто не дать своему добру слететь с ветвей? На семинарах мои студенты вместе разрабатывают гипотезы и моделируют гипотетические эксперименты для их проверки. Целенаправленно ли ленивцы удобряют деревья? Это какой-то способ обозначить свою территорию? А может, это нетипичная манера привлечения партнера?

Лишь недавно особо наблюдательные ученые, проявив немалое терпение, разгадали эту загадку. Впервые они заметили, что в шерсти ленивцев растут водоросли, придающие этим животным зеленоватый оттенок. Водоросли помогают ленивцам сливаться с пологом леса, но история выходит за рамки органического камуфляжа. Ученые заметили, что их объекты изучения питаются своими, выращенными «в домашних условиях», водорослями и тем самым дополняют обычно бедный питательными веществами рацион. Следует признать, что поедание растущих в собственной шерсти водорослей уже странно, но это только цветочки – в шерсти каждого трехпалого ленивца обитает популяция моли. Она повышает содержание азота в мехе и тем самым способствует росту тех самых водорослей. Когда ленивцы совершают еженедельные походы к подножию деревьев, самки моли откладывают яйца в их свежий помет. Чистоплотные ленивцы прикрывают свои дела опавшими листьями, а гусеницы моли после вылупления из яиц питаются фекалиями этих животных, растут, становятся взрослыми особями и улетают на верхний ярус леса, чтобы колонизировать ленивцев, как это делали их родители[1].

Так почему трехпалые ленивцы спускаются с деревьев, чтобы испражняться? Эти млекопитающие рискуют жизнями, чтобы создать навозный питомник для моли, от которой они зависят как от удобрения для выращивания водорослей, которые они не только используют как маскировку, но и выедают из собственного меха, чтобы получить дополнительную дозу питания. Бум! Тайна разгадана. Наконец-то мы можем позволить ленивцам спокойно испражняться. Идем дальше.

Я надеюсь, что история о ленивце и моли показала, что глобальные вопросы рассматривать увлекательно. Они подталкивают исследователей в совершенно иные направления в сравнении с непосредственными вопросами. Ответы на глобальные вопросы также часто бывают совершенно неожиданными. Это ключевой момент, поскольку находящаяся в ваших руках книга целиком и полностью посвящена глобальным вопросам. Просто я сосредоточусь на материалах о сложной эволюции человеческого тела, а не на испражняющихся ленивцах.

Глубоко копая

Спустя годы размышлений над вопросами «почему» в контексте дельфинов, ленивцев и других нечеловекоподобных животных я начал задавать себе вопросы «почему» об анатомии человека. Почему люди склонны к удушью? Почему бесплодие является такой распространенной проблемой для супружеских пар? Почему у женщин происходит менструация? Первый такой вопрос «почему» возник у меня однажды, когда в курсе анатомии и физиологии мы обсуждали зубы. Я попросил всех студентов поднять руку, а затем, если они носили брекеты, опустить ее. Значительная часть класса опустила руки. Следом я попросил оставшихся студентов опустить руки, если им удаляли зубы мудрости. Теперь лишь руки нескольких студентов оставались поднятыми. Наконец, я попросил опустить руки тех, у кого кривые зубы. Если первоначально было более 70 поднятых рук, то теперь осталось всего две. Из 70 студентов только у двоих зубы правильно располагались во рту естественным образом.

Я не мог перестать думать обо всех этих брекетах, удаленных зубах мудрости и кривых улыбках. Почему зубы человека так плохо подходят к челюстям? Вскоре на ум пришло намного больше вопросов: о несовершенстве глаз, горла, коленей, ступней, спины и многого другого. Почему пищевод и трахея расположены рядом друг с другом, что может привести к удушью? Почему так много людей получают травму менисков и крестообразных связок? Почему у женщин грудное вскармливание обычно так болезненно? Как только вы начнете задавать вопросы «почему», они могут вырваться из-под контроля, как у ребенка-почемучки.

Мне нужны были ответы. Я начал читать все, что мог найти, об анатомических дефектах и эволюции человеческого тела. Перелопатив сотни статей об исследованиях, опубликованных в огромном количестве журналов, я понял, что ответы зачастую так же непредсказуемы, как и обнаруженные в истории о ленивце и моли. Чтобы ответить на вопросы о человеческих телах, я прочитал об осклизлой миксине, пенисах горилл и беге шимпанзе на беговой дорожке. Ответы выходят за рамки анатомии и касаются поведения. Также я узнал о происхождении прямохождения, бега и охоты у древних людей и о том, как долго может пролежать туша кабана, прежде чем испортится. Внимание, спойлер: не очень долго.

Давайте примемся за дело. Все эти вопросы не ответят сами на себя, и я полагаю, что вам так же, как и мне, любопытны анатомические недостатки человеческого тела – вашего тела. Так что наденьте очки, подложите подушку под спину и устраивайтесь поудобнее. Почему человеческое тело столь уникально в своей склонности к недомоганиям и болям? Как эволюция настолько сбила нас с пути? Переверните страницу, и мы посмотрим, сумеем ли мы с вами найти ответы.

Часть I

Всё в вашей голове

1

Рагу из мастодонта

Какое рекордное количество зубов было удалено изо рта человека?

а. 24

б. 48

в. 232

г. 584

У меня было ощущение, словно я вернулся в среднюю школу. Я исчерпал все отговорки, отложил в сторону гордость и поставил брекеты, даже почти выровняв свои кривые зубы. Я прошел этап неуклюжего подросткового возраста с жемчужно-белыми зубами, выстроившимися красивыми рядами. Но во время учебы в колледже прорезались все мои зубы мудрости и немного подвинули ровные ряды. Я блаженно игнорировал эту проблему в течение нескольких десятилетий, но в конце концов дошел до того, что больше не мог откусить кусочек салата своими кривыми резцами. Мне не хотелось жевать одну зелень всю оставшуюся жизнь, поэтому я стиснул зубы и записался на прием к ортодонту.

Существуют целые медицинские дисциплины, основанные на той анатомической предпосылке, что наши зубы, предоставленные сами себе, в конце концов станут похожими на перекошенный частокол с искривленными и перекрывающими друг друга штакетинами. В каждом учебнике по анатомии на планете есть иллюстрация типичного человеческого рта, и в нем ровно 32 идеально прямых зуба. Однако в реальном мире огромное множество взрослых людей не соответствуют подобной картине стоматологического совершенства. Большинство нуждаются либо в брекетах, либо в удалении зубов мудрости, либо просто мирятся с кривыми зубами.

После нескольких лет преподавания анатомии бакалаврам меня по-настоящему начало беспокоить то, что я не могу объяснить им, почему зубы не помещаются у нас во рту. Студенты изучают основы анатомии зубов, осознают наличие несоответствия зубов с челюстями, а дальше мы переходим к рассмотрению следующей особенности пищеварительной системы. Это не давало мне спать по ночам. Почему зубы не помещаются во рту? Установка брекетов и удаление зубов мудрости – настолько распространенные явления, что мы постоянно задаемся этими вопросами. Что, если бы почти каждому в подростковом возрасте приходилось ампутировать мизинец на ноге для исправления походки? А если бы удаление мочки уха было обычной необходимой с медицинской точки зрения процедурой? Если бы инопланетяне прилетели и увидели, как мы удаляем собственные зубы, это показалось бы им столь же странным, как и приведенные здесь примеры.

Мне не нравится лишаться сна, поэтому я начал читать об этой проблеме. Много читать. Оказалось, что вопрос «почему наши зубы не вмещаются?» очень прост и имеет интригующий, многогранный ответ.

Что появилось раньше, челюсти или зубы?

Каждый слышал старинное выражение: «Ты то, что ты ешь». Во многих отношениях более точным высказыванием является фраза: «Ты то, что ты съел». В этой версии популярного афоризма не говорится о жареном цыпленке со вчерашнего ужина или о сегодняшних утренних тостах и кофе. Это, скорее, отсылка к нашим далеким предкам, которые выживали миллионы лет назад в африканской саванне и питались клубнями, луковицами и корнями. А также к нашим более поздним предкам, которые охотились на крупных животных, притаскивали их на свои первобытные стоянки и делили у костра.

В человеческом теле версия «Ты то, что ты съел» нигде так не верна, как в форме и структуре челюсти и зубов. Несмотря на то, что виды и обилие пищи, которые составляют наш рацион, в прошлом быстро менялись, трансформация таких прочных структур, как коренные зубы и нижние челюсти, – это очень медленный процесс. Зубы и кости, из которых состоит челюсть, могут видоизменяться со временем, но они не способны делать это настолько быстро, чтобы поспевать за такой движущейся мишенью, как человеческая диета. В результате на протяжении всей истории человеческому рту приходилось выполнять работу, для которой он не особенно хорошо подходил.

Эту дискуссию следует начать с фундаментального вопроса: что появилось первым, челюсти или зубы? Ответ здесь менее очевиден, чем в случае с вопросом «курица или яйцо», который все любят задавать[2]. Самое запутанное в вопросе «челюсти или зубы» – то, что на протяжении всей истории эволюции животных твердые образования, называемые одонтодами, оказывались во многих иных местах, кроме рта[3][4]. Одонтоды настолько тверды, что их называют зубоподобными структурами. Несколько непривычно думать о зубах, расположенных вне рта, но мы живем в мире, где у сверчков уши на ножках, а у кенгуру три влагалища, так что в действительности это не так уж и странно. Одонтоды без проблем окаменевают (будучи, как вы знаете, очень твердыми), и поэтому имеются полные сведения об их эволюции начиная с самых ранних позвоночных. Если коротко, оказывается, что зубы (или, по меньшей мере, зубоподобные структуры) существовали задолго до того, как появились челюсти. Просто они не все были так хорошо организованы в ротовой полости, как это обычно предполагают.

Одонтоды представляли собой либо плоские структуры, называемые кожными зубчиками (или плакоидными чешуйками), которые укрепляли кожу древних рыб, либо глоточные зубы в горле примитивных обитателей океана. Такие чешуйки сохранились до наших дней и встречаются в виде чешуи у хрящевых рыб, включая акул и скатов. Не нужно далеко ходить за доказательствами наличия глоточных зубов у современных живых организмов. Собственно говоря, глоточные зубы присутствуют в миллионах домов по всему миру – повсеместно распространенная аквариумная золотая рыбка является хорошим примером современного организма с зубами в глотке.

Реальная дискуссия здесь заключается в том, от какого набора примитивных зубов (кожных или глоточных) произошли зубы в ротовой полости. В одном углу скалят свои зубы сторонники гипотезы «снаружи – внутрь». Как подсказывает название, эта группа ученых аргументирует, что плакоидные чешуйки, или кожные зубы, со временем мигрировали в область вокруг ротовой полости и внутрь нее. А сторонники гипотезы «изнутри – наружу», наоборот, утверждают, что зубы возникли в полости глотки и в конце концов мигрировали в полость рта.

Вне зависимости от того, возникли они в коже или в глотке, зубы в конце концов оказались во рту. Бесчелюстные рыбы с зубами полости рта, называемые агнатанами, широко представлены в палеонтологической летописи. Вымершие ныне угреобразные конодонты плавали в океанских водах начиная примерно с зари палеозойской эры (542 миллиона лет назад). Они прошли долгий путь к успеху, прежде чем столкнулись с проблемами спустя несколько сотен миллионов лет.

Быть бесчелюстной рыбой с зубами весьма приятно в мире, населенном исключительно другими бесчелюстными рыбами, трилобитами и мягкими морскими червями. Это даже приемлемо в мире, где у рыб есть челюсти, но нет зубов в ротовой полости[5]. Однако отнюдь не приятно существовать в мире, наполненном акулами. Когда наступил девонский период палеозойской эры (или эпоха рыб, которая была около 400 миллионов лет назад), жизнь бесчелюстных рыб стала все сильнее походить на борьбу за выживание. Большинство из них не пережили девонское массовое вымирание. До наших дней дожили около 120 видов упрямых и стойких бесчелюстных миксин и миног.

Это была непростая эволюционная ситуация для такого ничем не выдающегося переходного организма, как миксина. Появление более причудливых, пронырливых и в целом более высокоразвитых форм жизни обычно означает конец переходных видов. Миксине же удалось переломить эту тенденцию. Увидев одну из них вблизи, можно понять, почему они преодолели эволюционный вызов. Миксины – одни из самых гадких, скользких и наименее привлекательных животных, когда-либо плававших в океане. Несмотря на отсутствие челюстей, они смогли выжить именно потому, что крайне неаппетитны.

По несчастному стечению обстоятельств миксина оказалась недостаточно отталкивающей для людей с ненасытной тягой ко всему экзотическому. В некоторых культурах этот вид считается деликатесом, а также используется в производстве изделий из кожи. Видимо, где-то есть люди, которые не могут жить без ботинок из кожи этого бесчелюстного. В результате многие виды миксин сейчас находятся под угрозой исчезновения из-за чрезмерного морского промысла[6].

Как бы мне ни хотелось думать об ученых, сражающихся за истинность гипотез «снаружи – внутрь» или «изнутри – наружу» на неофициальных приемах и конференциях, посвященных эволюции зубочелюстной системы позвоночных, важнее понять, что челюсти и зубы имеют независимое эволюционное происхождение. Осознание эволюционной независимости челюстей и зубов имеет решающее значение для ответа на вопрос «почему наши зубы нам не подходят?». Когда одна из структур претерпела заметное изменение (например, челюсть стала меньше), зубы не последовали этому примеру автоматически. Мутация гена, контролирующего размер челюсти, не может чудесным образом вызвать мутацию гена, контролирующего размер зубов. Если бы клетки могли точно связывать мутации вместе подобным образом, мы бы все имели идеальные зубы, и ортодонтам пришлось бы подыскивать себе новую работу.

От зубов рыб к зубам рептилий и до зубов млекопитающих

Теперь, когда мы заложили фундамент знаний о происхождении челюсти и зубов, пришла пора вылезти из воды на поверхность. В любом случае конечная цель первой главы в том, чтобы понять, почему столь многим из нас уже в средней школе понадобились брекеты, а обучение в школе определенно проходило на суше.

Примерно в то время, когда океан стал наполняться зубастыми и челюстноротыми тварями, некоторые его инициативные обитатели предприняли попытку жить на суше. Разумеется, это происходило на протяжении несчитаного числа поколений, и мы никогда не узнаем, сделали ли они это для того, чтобы не стать приманкой для акул, или чтобы найти лучшие возможности для добычи пищи. А может, по причинам, о которых мы даже не подозреваем. Как бы то ни было, некоторые животные, проводившие бо́льшую часть своего существования на мелководье, периодически начали выходить на берег. Этот переход был хорошо описан в последние годы благодаря открытию невероятных переходных окаменелостей, таких как доисторическая рыба тиктаалик[7].

Тиктаалик жил к северу от того, что мы сейчас называем полярным кругом, и у него были уникальные для рыбы особенности скелета, такие как шея и плоская голова. Он мог поддерживать свой вес на плавниках и отталкиваться от дна мелководья, где обитал. Тиктаалик фактически был мостом между рыбами и амфибиями, проявляя черты, свойственные как тем, так и другим.

Эта существо выползло около 375 миллионов лет назад и просуществовало примерно 150 миллионов лет до тех пор, пока на Земле в триасовом периоде не появились первые млекопитающие. Разумеется, за эти 150 миллионов лет с наземными позвоночными произошли некоторые существенные изменения. Кожа амфибий затвердела, позволяя лучше сохранять воду, и позвоночные начали проводить все больше и больше времени вдали от воды. Конечности стали более приспособленными для передвижения по суше, а сами рептилии приобрели скорость и навыки хищников. Благодаря таким близким нам анатомическим особенностям, как соски и волосы, некоторые избранные животные организмы миновали стадию рептилий и попали на зарю эры млекопитающих. Большинство ранних млекопитающих не были самой впечатляющей группой: представьте себе мелких, похожих на белок животных, проносящихся между ног намного более крупных динозавров, и вы поймете, о чем речь.

В те времена произошли значительные изменения, затронувшие челюсти и зубы. По мере того как рептилии разошлись по всей планете, их зубы и челюсти менялись в зависимости от населяемой среды обитания. Некоторые виды, например черепахи, полностью освободились от зубов и приспособились к питанию с помощью прочного, как гвоздь, клюва. У многих, как у большинства ящериц, зубы оказались прикрепленными к внутренней стороне челюсти, в отличие от зубов, расположившихся в альвеолах, как у некоторых других рептилий (например крокодилов) и млекопитающих.

Помимо способа прикрепления возникли и другие различия между зубами млекопитающих и более ранними зубами рыб и рептилий. Наиболее очевидным было значительное сокращение общего числа зубов от рыб к земноводным, затем к рептилиям и далее – к млекопитающим. У среднестатистической рептилии может быть от 200 до 300 зубов, тогда как у млекопитающих редко бывает больше 50[8]. Иногда у человека вырастает значительно больше зубов, чем стандартные 32. Помните вопрос в начале главы? В нем спрашивалось о рекордном количестве зубов, вырванных изо рта. Я бы не стал осуждать вас за ответ «24», поскольку у взрослых должно быть максимум 32 зуба. Чрезвычайный случай произошел в 2014 году, когда подростку из Индии удалили 232 зуба, оставив ему 28 – типичное число зубов взрослого человека, у которого были удалены зубы мудрости.

Владельцы хладнокровных питомцев также могут заметить, что, в отличие от млекопитающих, рыбы и рептилии продолжают менять зубы до конца своей жизни. Млекопитающие теряют молочные зубы относительно рано, а затем вынуждены нести ответственность за сохранность второго набора зубов до конца своей жизни. С возрастом это становится для них серьезной проблемой – отсутствие достаточного числа здоровых и крепких зубов может привести млекопитающее к гибели. Проблема не является пустяковой и для человека. Жители США в возрасте от 20 до 30 лет имеют в среднем 26,9 зуба, но для людей возраста от 50 до 64 лет это число падает до 22,3[9]. Поддержание достаточного количества здоровых зубов имеет решающее значение: одно исследование показало, что риск смерти у пожилых людей, у которых менее 20 зубов, выше на 30 %, чем у тех, кто имеет во рту набор побольше[10].

Другое существенное различие, которое можно заметить, глядя одновременно в глотку ящерицы и домашней кошки, – это большее разнообразие типов зубов у кошки, тогда как у ящерицы все зубы выглядят одинаково.

Гетеродонтный зубной ряд, то есть наличие зубов разных типов, является отличительной чертой млекопитающих – он позволяет им поедать пищу, не имеющую аналогов в своем разнообразии. Такой зубной аппарат вторично развился у нескольких других групп – крокодилов или некоторых типов змей с узкоспециализированными клыками. Гетеродонтные зубы позволяют нам одним укусом оторвать кусок мяса от куриной ножки, затем похрустеть морковкой и наконец медленно смаковать кусочек карамели на десерт. Такая универсальность в питании позволила млекопитающим завоевать все уголки земного шара, потому что, куда бы мы ни пошли, мы всегда можем найти что-нибудь поесть.

Зубы приматов

А затем, примерно 66 миллионов лет назад, прилетел гигантский астероид. Когда я говорю «гигантский», я имею в виду громадину почти 10 километров в диаметре. Ударившийся о Землю 10-километровый космический камень не оказал положительного влияния на качество атмосферы. Событие массового вымирания, произошедшее в это время, известно как граница K – Pg, или как событие вымирания K – Pg (для определения границы между меловым и палеогеновым периодами)[11]. Многочисленные свидетельства указывают на то, что причиной великого бедствия стал гигантский астероид, который врезался в полуостров Юкатан, находившийся на территории современной Мексики.

Результатом стало вымирание 70–80 % обитавших на Земле живых организмов. Хотя для большинства животных это несомненно стало негативным событием, для млекопитающих, ведших в тот период исключительно ночной образ жизни, последствия необязательно были ужасными. Так как большинство надоедливых динозавров сошли со сцены, оставшиеся млекопитающие смогли наконец выходить порезвиться в течение дня и начали активно размножаться.

Поскольку эволюцию динозавры больше не ограничивали, млекопитающие распространились по планете тем же образом, как разошлись поколения рептилий на 200 миллионов лет ранее. Первоначальная формула постоянных зубов млекопитающих была следующая – 11 зубов на каждый квадрант, составляющих в сумме 44 штуки. По мере того, как млекопитающие распространились и заполнили почти все разнообразные места обитания на Земле, количество и форма зубов по необходимости начали меняться в разных средах обитания. В конце концов, у полевой мыши, поддерживавшей свое существование за счет питания семенами растений на африканских равнинах, были совершенно другие требования к зубам, чем у саблезубого тигра, заваливавшего и поедавшего носорогов.

Некоторые млекопитающие поднялись на деревья и в итоге стали приматами. Рацион обитателей деревьев и земной поверхности различался, и зубы приматов стали расходиться с зубами других млекопитающих. Один род приматов, обезьяны Нового Света (золотые львиные тамарины и ревуны – яркие тому примеры), сбросили по одному из резцов и премоляров в каждом квадранте, что сократило число зубов до 36. Другие приматы, обезьяны Старого Света (например, бабуины и макаки) и человекообразные обезьяны, также лишились одного резца. Кроме того, они потеряли два премоляра, оставшись со стандартным комплектом современного взрослого человека в 32 зуба[12].

32 зуба стали стандартным числом для нашего рода примерно 30 миллионов лет назад. За последние 30 миллионов лет наши челюсти и зубы должны были наконец найти свои места. Однако были в истории и другие большие изменения, радикально переработавшие форму рта наших предков.

Слезаем с деревьев

Следующие несколько миллионов лет жизнь приматов протекала относительно спокойно. Никакие ужасающие вымирания или другие из ряда вон выходящие события не меняли радикально ход жизни на нашей маленькой теплой планете. Приспособив к работе большие пальцы, приматы заняли прекрасную нишу, живя преимущественно среди деревьев и наслаждаясь диетой, состоящей из фруктов и листьев. Группа приматов продолжала распространяться, начала формироваться ветвь человекообразных обезьян. Многие трансформации от приматов к человекообразным обезьянам происходили на уровне скелета: плечи и грудная клетка начали принимать более человекоподобный вид, а позвоночник и бедра стали смещаться, обеспечивая более прямую осанку[13].

В итоге ветвь человекообразных обезьян на эволюционном древе тоже развила многообразие и отделилась. Исследователи продолжают спорить о времени существования последнего общего предка человека и шимпанзе. По оценкам ученых, он жил в пределах 5–13 миллионов лет назад. Когда мы думаем о людях и наших ближайших ныне существующих родственниках, шимпанзе, на ум приходит несколько различий, которые косвенно или напрямую связаны с нашими плохо подогнанными человеческими зубами.

Первое примечательное отличие состоит в том, что большинство из нас сегодня утром проснулись не на дереве. Недавно обнаруженные ископаемые материалы свидетельствуют о том, что предки человека отказались от жизни на деревьях в пределах трех-четырех миллионов лет назад[14]. По общему мнению, примерно в это время климат Земли претерпел значительные изменения. Резкая смена климата должна была существенно повлиять на доступность пищи. Если бы этого не произошло, то при наличии убежища, безопасности и достаточного количества пропитания не возникло бы мотивации смешать все карты и испробовать совершенно иные способы существования. Нисхождение с деревьев было не столько выбором наших предков, сколько вынужденным шагом. Особи, способные жить вне деревьев, выживали, размножались и передавали потомкам свои гены. Медленно, но верно, трансформация за трансформацией, гоминины (группа, включающая человека и наших вымерших близких родственников и предков, но не других человекообразных обезьян) адаптировались к жизни на поверхности земли.

Изменения в питании при переходе от жизни на деревьях к жизни на земле оказали значительное влияние на зубы и челюсти. Будучи млекопитающими, предки человека имели разнообразные типы зубов, что делало их способными переносить резкие перемены в рационе. Некоторые весьма толковые исследования, проведенные группой ученых из Университета Юты, продемонстрировали изменение рациона питания, проанализировав окаменелые зубы предков человека примерно того периода[15].

Не вдаваясь в подробности радиоизотопной биохимии, все то, что мы едим, оставляет молекулярный след во всем нашем организме. Разные виды растений оставляют разные типы следов, и, анализируя ткани (в данном случае зубную эмаль), можно понять, чем питались люди. Примерно четыре миллиона лет назад в рационе гомининов произошел переход от фруктов и листьев к злаковым травам и осокам. После перехода от причмокивания сочным манго к пережевыванию жестких трав требования к зубам, разумеется, изменились. Как и у современных людей, зубы у гомининов имели значительные вариации, и особи с зубами размеров и форм, подходящих к новой травяной диете, должны были иметь явное преимущество. Победители зубной лотереи того времени передавали удачные гены своим потомкам, и таким образом природа зубов гомининов поменялась. Одно из наиболее кардинальных изменений коснулось размера коренных зубов. Если кратко, они стали огромными.

Некоторые ранние гоминины, наподобие знаменитого Australopithecus afarensis, так называемой Люси, имели гигантские коренные зубы. Еще одним важным изменением, отличающим нас от шимпанзе, стало то, что гоминины начали передвигаться на двух ногах. Фактически с того момента времени и на пару миллионов лет вперед наши предки стали прямоходящими коровами.

В гигантских коренных зубах и коренится современная проблема. В те времена они не составляли никакой проблемы, поскольку тогда существовала большая и мощная челюсть, вмещавшая большие и мощные зубы. Их размер вполне соответствовал размеру челюсти гоминина, подобного Люси. Я никогда ее не видел, но готов поспорить, что у нее были прекрасные зубы. К несчастью для такого зубочелюстного союза, травяно-осоковая диета не продлилась вечно. Рацион, состоящий из злаковых трав и осоки, был вполне приемлем, когда гомининам не приходилось передвигаться на большие расстояния, чтобы отыскать их. С изменениями климата увеличились и расстояния, необходимые для добывания пищи. Возникла необходимость найти что-нибудь более калорийное, чтобы восполнить энергетические затраты на поиски пищи. Что-то с большей выгодой для себя. Что-то вроде мяса.

Страдания по мясу

Проблема с мясом состоит в том, что оно не хочет быть съеденным. Один из способов обойти это осложнение – позволить кому-то другому совершить убийство, а затем доесть остатки. Сейчас многие палеоантропологи утверждают, что первоначально гоминины использовали именно это решение. Однако даже собирание падали добавляло линии гомининов новые проблемы – их челюсти и зубы были хорошо приспособлены для поедания салата, но не для отрывания мышц от костей. Справиться с этой задачей помогло использование примитивных орудий.

Около двух-трех миллионов лет назад наши предки начали использовать острые камни для отрубания кусков мяса от костей. Вопрос о том, обтесывали они острые камни или просто находили их готовыми к использованию, остается предметом дебатов. Как жизнь, состоящая из беготни и поедания травы, не была устойчивой для линии гомининов, так и жизни, основывающейся на питании сырой падалью, суждено было быть скоротечной. Если в рацион гомининов должно было входить значительное количество мяса, то в конце концов в их меню должно было появиться что-то помимо останков умерших животных. И если постукивание острым камнем по покрытой мясом кости необязательно требует большого скачка в развитии интеллекта[16], то для понимания, как убить животное приличного размера, действительно требуется существенный уровень умственных способностей.

Переход от поедания падали к употреблению свежего мяса не был для наших предков чем-то обыденным. Большинство хищников полагаются на комбинацию хитрости и скорости, чтобы побороть свою жертву. У ранних гомининов не было недостатка в хитрости, однако они не имели скорости большинства четвероногих охотников. Прямохождение очень выгодно при путешествиях на большие расстояния, но на коротких дистанциях это медленный способ передвижения.

Олимпийский чемпион-спринтер, как кажется, бежит быстрее других людей, но мой старый, толстый, ленивый домашний кот Тайсон все равно способен победить золотого медалиста на короткой дистанции[17]. Для эффективной охоты без навыков скоростных рывков людям пришлось научиться обхитрять свою добычу. Но даже если бы они смогли догнать, схватить и повалить газель на землю, что бы они тогда стали делать? Атаковали бы ее своими тонкими ногтями? Попытались бы растерзать жалкими маленькими клыками? В лучшем случае ранние гоминины в попытке охотиться, как львы, в конце концов обессиливали и пачкались в грязи, а что более вероятно – получали сильные повреждения.

От незащищенного и медлительного человека охота требует интеллекта. Самыми толковыми гомининами были те, кто мог изготавливать из камней острые копья и объединяться с другими представителями вида, чтобы использовать подобные орудия для добычи крупной дичи. Убийство больших животных также требовало значительного социального взаимодействия – еще одной характеристики, обычно связанной с увеличенным объемом черепа. Взаимовыручка играла важную роль в жизни наших предков. У гомининов и первых представителей Homo Sapiens, должно быть, случались как хорошие, так и плохие дни «на работе».

Хороший день означал обилие мяса, которым можно поделиться со своими близкими. В плохие дни копья первых охотников били мимо цели, и они плелись обратно на стоянку с жалкой горсткой собранных по пути орехов и ягод. В такие дни приходящим с пустыми руками охотникам требовалась подмога со стороны их собратьев – пещерных жителей. Подаяния, скорее всего, поступали от индивидов, получавших выгоду от обмена в прошлом или ожидавших взаимности в будущем. Гоминины с меньшей вероятностью ложились спать голодными, если были способны эффективно ориентироваться в межличностных отношениях.

Выгоды от сотрудничества, обмена и общения, вероятно, сыграли значительную роль в увеличении размера мозга. По мере того как члены сообществ гомининов становились всё умнее, они, в свою очередь, становились всё более успешными охотниками. Наши предки вступили в цикл положительной обратной связи: чем умнее они становились, тем успешнее могли охотиться. Чем успешнее они могли охотиться, тем умнее становились, подпитывая нуждающийся в энергии растущий мозг. Интеллектуальная гонка продолжалась, и примерно в это же время появились первые представители нашего рода Homo, а средний объем черепа возрос примерно с 400 см^3 до 650 см^3.

Отбор в сторону большеголовости продолжался в последующие два-три миллиона лет. Немного увеличившийся мозг нас не устраивал, поэтому он разросся до среднего объема 1350 см^3. Человеческий мозг стал настолько большим, что теперь его рост в некоторой степени стал сдерживаться естественным отбором. Ограничением для человеческого мозга, конечно же, является рождение ребенка. Мозг стал настолько большим, насколько это возможно, чтобы все еще сохранялась возможность его обладателю вылезти из материнского тела. Он разросся до таких пределов, что иногда даже не может выйти наружу, но это история на потом.

В то время, как шел отбор в сторону гигантского мозга, селекция в сторону чрезвычайно мощной челюсти, наоборот, ослабевала. По мере изменения рациона потребность в гигантских коренных зубах и челюстях уменьшалась. Когда давление отбора в сторону мощной челюсти снизилось, в геноме гомининов смогли сохраниться мутации, ослабляющие челюсти. Такая мутация имела место около 2,4 миллиона лет назад[18]. В линии гомининов появилась вариация, значительно ослабившая челюсть. Вполне вероятно, что подобные изменения, затрагивавшие структуру костей и мышц челюсти, появлялись и раньше, однако в неподходящее время эти изменения должны были сойти на нет. Если бы мутация появилась в тот период, когда гоминины нуждались в больших и мощных челюстях, она бы не сохранилась. Шимпанзе по-прежнему необходимы большие и крепкие челюсти, которые не уменьшились по этой причине за последние несколько миллионов лет. В итоге время для закрепления ослабляющей челюсть мутации настало – человеческая челюсть начала сильно уменьшаться до своего нынешнего состояния.

Укрощение огня

Чтобы оставить позади образ жизни собирателей сырой падали, требовался еще один рывок вперед. Охота решила проблему собирательства падали, но мясо все еще оставалось сырым. Единственный путь отказа от сыроедения заключался в том, чтобы научиться добывать огонь. Однако, как и охота, добыча огня требует серьезной смекалки.

Многие современные люди с трудом справляются с разведением огня, даже имея в распоряжении сухую газету, идеально расколотые дрова и коробку спичек. Это не тот навык, который мы имеем от природы. Я никогда не забуду, как мы с моим братом Ником в первый раз попытались развести огонь. Мне было около четырех лет, а ему – шесть или семь, и мы устроились в гараже, надеясь, что родители нас не обнаружат. Я должен был стащить из дома спички, пока Ник добывал нам горючие материалы. У нас было немного растопки и хвороста, но, к великому разочарованию, нам так и не удалось ничего зажечь. После нескольких неудачных попыток мы были пойманы с поличным, когда отец открыл дверь гаража и немедленно отправил нас под домашний арест.

Некоторые полагают, что первый огонь, контролируемый гомининами, был заимствован от пожаров, возникавших в местах ударов молний. Даже если бы это было правдой, все равно потребовалось бы немало средств для поддержания пламени. В конце концов он бы погас («Кто следил за огнем?» – «Я думал, ты следил за огнем!»), и единственным надежным решением была бы способность снова разжечь его, не дожидаясь молнии. Сырой день должен был стать серьезной проверкой увеличенной вместимости черепа и вычислительных возможностей ранних гомининов в попытке добыть огонь.

Палеоантропологи уже много лет горячо спорят о том, когда гоминины овладели огнем. Некоторые относят эту дату к миллиону лет назад[19], другие считают более вероятной дату примерно 35 000 лет назад[20], а третьи утверждают, что этот важнейший рубеж был преодолен всего 12 000 лет назад[21]. Не вызывает сомнений тот факт, что в какой-то момент некий сообразительный пещерный житель понял, как разжечь огонь, и с тех пор жизнь гомининов уже не была прежней. Некоторые эксперты даже предположили, что наша способность разжигать огонь – именно та характерная черта, что делает нас людьми.

Первое барбекю

Наконец ранний человек сложил два и два и поднес кусок мяса к палящему пламени. Хотя возможно, что первый зажаренный стейк мог быть чистой случайностью: результатом неконтролируемого пожара, подрумянившего тушу, которую припрятали слишком близко от огня.

Вне зависимости от того, как мясо оказалось над пламенем, для людей это был удачный шаг. Сочетание охоты и владения огнем лежит в основе истории о том, почему столь многие нуждались в брекетах в средней школе. Пережевывание хорошо зажаренного стейка – намного более простое дело, чем измельчение сырого куска мяса. Это особенно актуально, если у вас нет ножа. Хотя к тому моменту люди уже использовали заостренные камни для срезания мяса с костей, у них точно не было набора ножей крутого шеф-повара. Приготовленное нежное мясо, отделяющееся от костей, должно было значительно облегчить прием пищи.

Жареное мясо имело еще несколько преимуществ. До того, как гоминины начали добывать свежую дичь, огонь помогал отбить запах сырой падали. Еще до способности добывать огонь в период собирательства серьезную проблему для гомининов представляли бактериальные инфекции. Все в запахе, исходящем от мертвого животного, говорит о том, что если его нужно съесть, то сначала его следует хорошо прожарить[22].

Даже при современных приспособлениях для сохранения пищи людям все еще довольно часто удается заболевать от употребления испорченного мяса. В исследованиях антропологов Гарварда оценивалось, как приготовление снижает количество патогенов в сыром мясе[23]. Исследователи взяли тушу недавно забитого кабана и оставили ее на открытом воздухе, не подпуская к ней падальщиков. Они брали образцы туши через 12 часов и 24 часа соответственно, чтобы увидеть, насколько дурно пахнущим стало мясо. Через 12 часов уровень вредных бактерий, таких как кишечная палочка (Escherichia coli) и стафилококки, уже начал повышаться. К 24-му часу уровень стал явно опасным. Когда исследователи поджарили кусок вредного мяса на открытом огне, то обнаружили, что уровень бактерий снизился на целых 88 %. Вряд ли этого достаточно для того, чтобы он попал на современный обеденный стол, но для ранних гомининов это было определенно лучше сырого дикого кабана с гарниром из вызывающих диарею потенциально смертоносных бактерий.

Есть еще преимущество готовки на открытом огне. Приготовление мяса перед его употреблением запускает процесс расщепления белка и делает питательные вещества мяса более доступными[24]. Растущий мозг гомининов нуждался во всех питательных веществах, которые мог получить. Главный орган составляет около 2 % массы человеческого тела, но потребляет до 20 % поступающих калорий. Раскрыв подлинный питательный потенциал мяса посредством его обжаривания, ранние гоминины смогли пропитать свой развивающийся мозг.

Существует, наконец, еще один аспект приготовленного мяса, который не следует упускать из виду. Все-таки это довольно вкусно. Достаточно одной мысли об идеально прожаренном куске мяса, с которого стекает восхитительный жир, чтобы начали выделяться пищеварительные соки. Вероятно, мы никогда точно не определим, как и когда гоминины наткнулись на идею жарить мясо, но можем себе представить, каким приятным сюрпризом это должно было стать.

Не одни только люди наслаждаются пикантными ощущениями, возникающими при жарке. Если есть такая возможность, все человекообразные обезьяны (шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны) предпочитают приготовленное мясо, а не сырое[25]. К их несчастью, сравнительно маленький мозг таких приматов вряд ли в ближайшее время додумается, как тереть палки друг о друга, чтобы добыть огонь. С таким же успехом они могли бы сидеть в гараже, пытаясь поджечь деревянный брус размером 5 × 10 сантиметров, поднеся к нему спичку.

ПОСТАВИТЬ И ЗАБЫТЬ

Мне нравится думать о том, какую трапезу могли бы приготовить и разделить между собой наши предки. Вот как, в моем представлении, мог бы выглядеть рецепт блюда, похожего на рагу из мастодонта.

ИНГРЕДИЕНТЫ: Один мастодонт, зелень, вода.

ИНСТРУКЦИЯ по приготовлению: Убить одного мастодонта, снять шкуру, разделать. Порезать мясо на мелкие куски. Поместить куски в 250 горшков среднего размера или в один очень большой горшок. Добавить в него еще чего-нибудь съедобного. Налить воды. Томить на огне несколько часов до готовности. Накормить 1000–2000 человек, в зависимости от размера мастодонта.

На этом этапе пересказа нашей истории люди приблизились к способности готовить еду наподобие рагу из мастодонта. У них имелись навыки и орудия, необходимые для охоты и разделки такого крупного животного. Они владели огнем, дающим им возможность приготовить мастодонта безопасным и питательным способом. Им не хватало еще одной вещи для приготовления рагу, а именно котелка.

Горшки занимают центральное место во всей концепции томления. По сравнению с копьями и огнем, подобные емкости появились в истории развития человечества достаточно поздно. Поскольку это случилось позднее, мы имеем лучшее представление о том, когда это произошло. Наиболее убедительные данные свидетельствуют о том, что люди впервые изготовили горшки около 20 000 лет назад на территории современного Китая[26]. Наличие такой емкости означало, что пища могла готовиться часами, пока не становилась настолько мягкой, что вряд ли требовалось ее долго пережевывать.

Было и другое преимущество. До появления подобной утвари все вкусные, сочные и богатые калориями капли падали в огонь и с шипением испарялись. Теперь они попадали в емкость и становились частью рагу. Наличие горшка также означало значительно меньшие затраты времени на приготовление еды. Люди впервые могли поставить его и забыть. Приготовление еды без необходимости все время стоять рядом с ней означало больше времени для сбора съестных припасов, ухода за детьми или использования возросших умственных способностей для придумывания других творческих методов улучшения условий жизни человека. Наличие свободного времени – неотъемлемая часть человеческой истории, и с повышением эффективности охоты и приготовления пищи люди наконец смогли уделять значительную часть своего времени другим задачам.

Примерно в то же время, когда был изобретен горшок, особенно умной группе людей на Ближнем Востоке пришла в голову идея сельского хозяйства[27]. В сочетании с появлением гончарного дела земледелие добавило к основному блюду гарнир из каши. Даже индивиды с самыми слабыми и маленькими челюстями, неспособные пережевывать мясо, могли съесть достаточно, чтобы получить необходимые для выживания калории. До появления каши потеря значительного количества зубов была бы смертным приговором. Благодаря каше у непоседливых младенцев появились новые варианты пищи, и люди впервые смогли сохранить жизнь беззубо улыбающимся бабушкам и дедушкам.

БОРЬБА С НЕСООТВЕСТВИЕМ

Сочетание охоты, приготовления пищи и земледелия привело к появлению диеты, значительно ослабившей необходимость наличия большой челюсти. У людей остался рот, полный крупных зубов, совершенно не подходящих для актуальной работы. Вопреки большому мозгу и относительно маленьким челюстям, зубы охотников-собирателей хорошо помещались у них во рту еще 10 000 – 15 000 лет назад[28].

Имелось несколько причин для тех ранних, относительно ровных улыбок. Начнем с того, что у людей 10 000 лет назад челюсти были всё еще приличного размера, крупнее наших сегодняшних. Хотя доступность пищи и технологии ее переработки улучшились, людям по-прежнему требовалась сильная челюсть для разжевывания мяса и овощей, составлявших в то время основу рациона охотников-собирателей. Кроме того, зубы начали уменьшаться по сравнению с их максимальным размером три-четыре миллиона лет назад, когда единственным вариантом на ужин были сырые клубни. Начиная примерно со 100 000 лет назад, когда люди стали совершенствовать навыки обработки пищи, селективное давление на коренные зубы в значительной мере снизилось, и начался отбор в сторону более мелких зубов, которые лучше вписывались в уменьшающуюся челюсть[29]. К периоду около 10 000 лет назад зубы уменьшились еще сильнее, что еще лучше соответствовало размеру человеческой челюсти того времени.

Охотникам-собирателям все еще приходилось много чего пережевывать. Ежедневное перемалывание пищи было, пожалуй, самым решающим фактором, ведущим к выравниванию зубов. Благодаря жеванию челюсти древних людей развивались основательнее челюстей современных людей, выросших на макаронах с сыром, яблочном пюре и смузи. Как и во многих других аспектах человеческого тела, развитие челюстей происходит по сценарию «используй или потеряешь».

Иными словами, если человеческая челюсть пройдет через соответствующие этапы эволюции, она сможет развиться и функционировать лучше, чем взращенная на диете, которая состоит из мягкого детского питания и чрезмерно переработанной пищи. Доказательства в поддержку этой идеи взяты из работы Дэниела Либермана, палеоантрополога из Гарвардского университета, посвятившего свою карьеру изучению того, как эволюция сформировала человеческое тело. Либерман и его коллеги проверили эту гипотезу о развитии челюстей, выращивая две группы даманов (маленьких млекопитающих, которые выглядят как грызуны, но в действительности теснее связанные со слонами) на жестком или мягком корме.

У даманов, питавшихся мягким кормом, челюсти были меньше, чем у выращенных на более жестком корме. В статье, опубликованной в журнале Journal of Human Evolution, Либерман и его соавторы утверждают, что «несмотря на увеличение размеров тела, человеческие лица могли стать относительно меньше, поскольку пережевывание более мягкой и хорошо обработанной пищи меньше напрягало десны»[30]. Переключение на мягкую, обработанную пищу стало последней каплей, сломавшей хребет зубочелюстному союзу. Человеческие зубы продолжали уменьшаться в последние несколько тысячелетий, но были неспособны угнаться за небольшими челюстями, которые уменьшились вдвое из-за отсутствия какой-либо работы, стимулирующей их развитие.

Разумеется, настоящей жертвой в этой истории был не Homo sapiens с неправильным прикусом и ретинированными[31] зубами мудрости – ею стал мастодонт. Вскоре после того, как люди разработали орудия и методы, позволяющие охотиться и готовить пищу, мастодонты исчезли с лица Земли. Это произошло примерно 10 000 лет назад[32]. Возможно, мастодонты были уничтожены изменением климата, но также есть вероятность, что рагу из них было самым вкусным блюдом, которое когда-либо готовили люди, поэтому охота на этих крупных животных быстро их истребила.

Так является ли современное несоответствие зубов и челюстей результатом нашего эволюционного прошлого или следствием нашей тенденции не работать челюстями в период развития? Безусловно, эти варианты не являются взаимоисключающими. Вероятно, ответ состоит в том, что играют роль оба фактора. Современная челюсть человека меньше ее предшественницы и не получает в своем развитии необходимую жевательную нагрузку, которая позволила бы ей полностью реализовать свой потенциал.

Мне бы хотелось увидеть эксперимент, где детей разделили бы по диете на группы с мягкой и твердой пищей и отслеживали состояние их полости рта в подростковом возрасте. В ожидании такого исследования я пока перестрахуюсь и постараюсь давать моей маленькой дочери немного вяленой говядины и столько сырых овощей, сколько смогу заставить ее съесть. Учитывая ее уже прочно устоявшуюся любовь к овсянке и йогурту, более прагматичным подходом, вероятно, будет как можно скорее начинать копить деньги на брекеты.

2

Объективы «Рыбий глаз»

Какому художнику после развития катаракты удалили один из хрусталиков, предоставив способность воспринимать ультрафиолетовый свет?

а. Клод Моне

б. Винсент ван Гог

в. Фрида Кало

г. Леонардо да Винчи

Детские фото моей жены Джули очаровательны. Она выросла в штате Монтана, всегда носила толстую куртку, а ее лицо едва можно было разглядеть за очками с толстенными круглыми линзами, напоминающими донышки бутылок «Кока-Колы» 1980-х годов. Ее родители поняли, что зрение дочери малость хромает, ведь она постоянно принимала овец за коров. Свободное содержание коров и овец является традиционной практикой в Монтане. В четырехлетнем возрасте острота зрения ее правого глаза составляла 20/200, а левого – 20/400[33]. Мы познакомились в колледже, и вскоре после того, как мы начали встречаться, ее родители накопили деньги и сделали ей подарок – операцию лазерной коррекции зрения. Она вышла из больницы со значением 20/20 в обоих глазах. Я знаю, что это наука, но было чувство волшебства. С тех пор прошло более 20 лет, и ей до сих пор не требуются очки или контактные линзы.

Зрение Джули в детстве было очень плохим, но она, конечно, не единственная, кому необходима помощь в улучшении зрения. Мета-анализ данных более 60 000 взрослых европейцев показал, что больше половины из них имеют тот или иной дефект зрения[34]. Безусловно, с возрастом вероятность того, что им понадобятся очки, значительно возрастает, что, разумеется, завышает данные. Лишь совершенно уникальный пожилой человек способен дожить до преклонного возраста, не нуждаясь хотя бы в очках.

Однако проблемы со зрением свойственны не только пожилым. Примерно 25 % детей в США используют тот или иной тип коррекции зрения[35]. Среди 20- и 30-летних это число достигает 40 %. Примерно к 40 годам показатели остроты зрения начинают падать. Или, скорее, таблица начинает выглядеть очень размытой. После 50 или 60 лет единственными людьми, сохранившими хорошее зрение без коррекции, остаются генетические уникумы, наподобие бывших профессиональных бейсболистов, изначально имевших зрение 20/10. Но дело в том, что даже в раннем возрасте многие нуждаются в коррекции зрения. С самого рождения большое количество людей очень плохо видят. Почему же спустя миллионы лет эволюции столь многие из нас мучаются, видя мир расплывчато?

СТРОИМ АВТОМОБИЛЬ ИЗ ЛОДКИ

Чтобы получить ответ на этот вопрос, представьте себе на минуту жизнь и карьеру кораблестроителя по имени Чарли. Чарли – не обычный судомонтажник. Он обладает невероятной степенью технического мастерства и вниманием к деталям. Начальство Чарли поручило ему построить новое, передовое судно, призванное расширить технологические границы. После завершения строительства новая лодка произведет настоящую революцию в судостроительной индустрии. Это весьма амбициозное начинание, и Чарли усердно работает над проектом уже несколько лет. Даже самые ранние версии этого судна фантастически разнообразны и интересны, но Чарли продолжает сглаживать огрехи, добавлять стильные элементы и каждый день работать над улучшением лодки. Однажды его босс спускается из своего кабинета на верхнем этаже, и Чарли решает, что пришло время представить тому свой шедевр.

Прежде чем он успевает сорвать брезент и продемонстрировать работу всей своей жизни, его начальник говорит: «Итак, я только что разговаривал по телефону с корпорацией. Планы меняются. Оказывается, они больше не хотят выводить эту красоту на воду. В последнее время происходило слишком много нападений акул, и никто не покупает лодки. Они хотят, чтобы твоя разработка ходила по суше. И да, начинать все сначала нельзя – мы вложили в проект слишком много денег. Мне нужно, чтобы ты доработал то, что у тебя есть, и превратил это в автомобиль».

Чарли тяжело вздыхает, угрожает уволиться и ругается сквозь зубы. Но так как он хороший сотрудник и ему нужно оплачивать свои счета, он в конце концов просто кивает головой и возвращается к работе. Проходит время, Чарли изо всех сил пытается сделать автомобиль из того, что должно было быть лодкой. Смотрится он довольно забавно (как одна из тех машин-амфибий, на которых перевозят туристов в Бостоне или Сиэтле), и это определенно не то, что он сделал бы, если бы отказался от первоначального проекта и начал все заново. Идеально оно не работает, но работает достаточно хорошо, и Чарли уходит на пенсию довольный, зная, что сделал все, что мог, для выполнения нелепой задачи по созданию автомобиля из лодки.

Этот короткий рассказ о Чарли и его карьере является метафорой эволюции глаз у наземных позвоночных. Глаза позвоночных изначально эволюционировали так, чтобы видеть объекты под водой, а мы застряли на суше. Точно так же, как Чарли не мог предвидеть, чего потребует его начальник, процесс эволюции не строит планы на будущее. Когда 375 миллионов лет назад позвоночные начали жить на земле, у них уже были глаза, развившиеся около 100 миллионов лет до этого. Они не могли просто отказаться от океанических глаз и начать работать с нуля над новыми, сухопутными. Когда животные осваивают новую среду обитания, невозможно начать все с чистого листа. Ранние позвоночные, первопроходцы суши, уже имели полностью функционирующие зрительные органы. Вне воды они работали не очень хорошо, но лучше так, чем никак.

Это как раз одна из наиболее важных особенностей эволюции. Несовершенная функция превосходит отсутствие функции. Всегда. На конкурентной арене эволюции путем естественного отбора лягушка с расплывчатым зрением победит слепую лягушку в 10 случаях из 10. Так что жизнь продолжала работать с тем, что уже было, и в конце концов после естественного отбора в бесчисленном ряду поколений глаза стали выполнять свою работу на суше намного лучше. В результате наши органы зрения теперь гораздо лучше видят мир над водой, чем в попытке разглядеть подводный мир. Все же 375 миллионов лет – достаточно большой срок для исправления некоторых недостатков. Иными словами, несмотря на то, что машина-амфибия изначально была лодкой, в наше время она гораздо лучше проявляет себя как автомобиль, нежели как плавучее средство.

ПРИМИТИВНЫЕ ГЛАЗА

По своей сути глаза – это продолжение мозга на самом краю черепа. Зрительные нервы, соединяющие глаза с мозгом, фактически представляют собой части ткани центральной нервной системы, как и сам мозг. В задней части каждого глаза находится сетчатка – участок со светочувствительными клетками, генерирующими сигнал, который посылается в мозг по зрительному нерву. Сетчатка выполняет в глазу самую важную работу. Без роговицы или хрусталика он способен обеспечить лишь размытое зрение. Без сетчатки глаз слеп.

Изучение эволюции зрительных органов – дело затруднительное. Глаза мягкие и легко сдавливаемые, поэтому не окаменевают на раз-два. Для превращения в окаменелость требуется очень много времени. Это не проблема для таких структур, как зубы или кости, способных невероятно долго находиться под солнцем и дождем, прежде чем разрушатся. Задолго до того, как они успевают окаменеть, большинство глаз мертвых существ поедаются каким-нибудь беспринципным падальщиком или просто превращаются в жижу в результате вызываемых бактериями процессов гниения и разложения. Разложившаяся жижа оставляет эволюционных биологов не у дел.

Решением этой проблемы служит изучение дошедших до нас эволюционных реликтов. Как ни странно, по сей день по земле бродят живые примеры очень примитивных животных с чрезвычайно старомодными глазами. Вернемся в океан и вновь навестим очаровательную миксину. (Будем надеяться, что осталось несколько особей, из которых не изготовили кошельки или ремни.) У миксины невероятно древние глаза. Они состоят из небольших групп светочувствительных клеток (по сути, очень простых сетчаток), расположенных под слоями кожи, достаточно тонкими, чтобы пропускать свет. Как глаза они полный отстой. Австралийские авторы одной весьма подробной исследовательской работы об эволюции глаз у позвоночных животных прямо заявляют, что по своему поведению миксины кажутся почти слепыми, и на их слабую реакцию на свет удаление глаз не влияет[36]. Очевидно, что зрительные органы миксины не очень развиты, если их можно удалить без существенных последствий для животного!

Какой тогда смысл в наличии глаз у миксины? Как и в случае с происхождением всех анатомических структур, ставших со временем сложноорганизованными, глаза изначально были очень простыми, невыдающимися образованиями. Самые ранние органы зрения не формировали изображения. Они просто улавливали присутствие или отсутствие света и были похожи на светочувствительную штуковину, к которой я подключаю рождественские гирлянды, чтобы те включались в сумерках. Датчик не формирует изображение и не похож на камеру наблюдения. Некоторые животные используют примитивные светочувствительные глаза, подсказывающие им, когда можно безопасно выползти из-под камня. Исследователи миксин полагают, что эти существа используют примитивные глаза для настройки внутренних часов. Наличие биологических ритмов (суточных, месячных или годовых) представляет собой важную часть жизни животных, и ученые полагают, что миксины используют способность чувствовать свет для контроля своих циркадных ритмов.

Таким образом, в эволюционном котле возрастает комплексность. Вначале структура имеет одно назначение, а затем, по мере накопления и отбора новых мутаций, она постепенно усложняется. По мере изменения структуры ее назначение может полностью измениться: функция глаз усложнилась от настройки внутренних часов до формирования изображения.

Чтобы зрение было четким, свет должен попадать непосредственно на сетчатку каждого глаза. Миопия, или близорукость (четкое зрение вблизи, но размытое вдали), возникает, когда свет фокусируется в точке перед сетчаткой. Гиперопия, или дальнозоркость (четкое зрение вдали, но размытое вблизи), появляется, когда свет фокусируется в точке за сетчаткой. Такое бывает редко, но у некоторых даже один глаз может быть близоруким, а другой – дальнозорким. Астигматизм – это когда свет не фокусируется в одной точке, что приводит к нечеткости зрения на всех расстояниях.

Перейдя к еще одной достаточно примитивной рыбе, миноге, мы обнаружим намного больше вспомогательных зрительных элементов, таких как роговица и хрусталик, фокусирующих свет на сетчатке. С каждым шагом вперед (или, точнее, с каждым заплывом вперед, поскольку вся эта анатомия сначала эволюционировала в воде) глаза достигали лучшей четкости изображения. Со временем глаза превратились из простых датчиков света в камеры видеонаблюдения.

Есть одна особенность глаз, которая является ярким напоминанием о водном прошлом всех позвоночных. Эта особенность проявляется каждый год, когда мы препарируем глаза коров на моих курсах анатомии и физиологии. Студентам приходится немного поработать скальпелями, чтобы прорезать внешние слои глаз. Оно того стоит, так как наиболее интересная анатомия находится внутри, где расположены хрусталик, радужная оболочка и сетчатка. Несмотря на то, что я всегда подчеркиваю необходимость действовать медленно и делать небольшие, осторожные надрезы, каждый год находится по меньшей мере один студент, приступающий к вскрытию с непомерным энтузиазмом. Наградой за такое рвение служит струя жидкости, брызгающая ему в лицо. Ничто так не подчеркивает важность наличия лабораторных защитных очков, как поток бычьей внутриглазной жидкости.

И в этом заключается анатомический подвох глаз позвоночных. Очень похожая на воду жидкость, называемая водянистой влагой, омывает структуры, расположенные в передней части глаза, а более желеобразная стекловидная влага (или стекловидное тело, по консистенции очень похожее на яичный белок) омывает все, что находится за хрусталиком. Это создает проблему, поскольку свет распространяется сквозь воду медленнее, чем сквозь воздух. Вместо того, чтобы мчаться со скоростью около 300 000 км/с, как в воздухе, в воде свет замедляется до жалких 225 000 км/с. При попадании в воду свет изгибается, или, говоря языком оптометристов, преломляется. Классическая демонстрация этого явления – помещение соломинки в прозрачный стакан с водой. Так как, переходя из воздуха в воду, свет преломляется, соломка на пересечении воздуха и воды воспринимается изогнутой.

Другой, более эффектный способ продемонстрировать преломление, – это проведение небольшого эксперимента. Материалы, требующиеся для эксперимента, следующие: лист бумаги для заметок, фломастер, прозрачный пустой стакан и немного воды. Не удивлюсь, если вы отыщете пример демонстрации в Интернете, если этих материалов не окажется под рукой[37]. Нарисуйте стрелку на листке и прислоните его к чему-нибудь, чтобы она стояла вертикально. Поместите пустой стакан перед стрелкой, оставив не менее 2,5 см между стаканом и листом. Посмотрите на стрелку через стекло. Теперь наполните стакан водой и посмотрите сквозь него снова. Стрелка меняет направление! Когда лучи света преломляются при попадании в воду (и дважды – в стекло), это создает оптическую иллюзию, и мы воспринимаем стрелку перевернутой.

В действительности даже до добавления воды стрелка должна была стать размытой, если смотреть на нее через пустой стакан, потому что стекло также обладает эффектом преломления света. Свет распространяется сквозь стекло еще медленнее (со скоростью около 200 000 км/с), чем сквозь воздух и воду. Многие из нас извлекают пользу из этого факта, помещая стекло перед глазами для компенсации несовершенной работы роговицы и хрусталика по преломлению света. Безусловно, стекло должно иметь правильную форму, чтобы осуществить нужную коррекцию. Добиться точной, правильной формы – задача нетривиальная. Вот почему оптометристы обеспечивают себе безбедную жизнь, а изготовленные по индивидуальному рецепту корректирующие очки стоят намного дороже обычных стеклянных.

ОЧКИ ДЛЯ ПЛАВАНИЯ

Так зачем нужна вода в глазах, если она преломляет свет, ведя к возможным осложнениям? Почему не развились сухие глаза, что устранило бы различие показателей преломления воздуха и воды?

Ответ, как и следовало ожидать после вводной метафоры о машинах-амфибиях, состоит в том, что наши органы зрения изначально эволюционировали в воде. В океане водянистые глаза преимущественно решают проблемы преломления, нежели создают их. Свет искривляется при попадании в воду, но жидкость в глазах не дает ему искривиться вновь. Наличие наполненных воздухом глаз означало бы двойное искажение света. Некоторые жидкости и близлежащие клетки затвердели, образовав хрусталик, который помогает фокусировать свет и обеспечивать неожиданную степень остроты зрения. Подводный мир стал местом, где ты либо глядишь в оба, либо будешь съеден. Самые эффективные хищники имели лучшие зрительные органы и передавали потомкам свои особенности высокой четкости и остроты зрения. Потенциальная жертва с лучшим зрением переживала нападение, потому что могла увидеть приближающуюся беду и найти место, где можно спрятаться. Они выживали, спаривались и передавали навыки потомству. Ничто так не ускоряет эволюцию, как хорошая анатомическая гонка вооружений.

У глаз уже была эффективная структура, когда несколько амбициозных рыб попытали счастья провести время вне воды. Свет, попадавший ранее точно на сетчатку, теперь рассредоточивался по всему глазу. Коррекция преломления, обеспечиваемая водянистыми глазами, в итоге стала для преломления помехой.

Вопрос о том, почему некоторые рыбы впервые вышли из воды, вызывает жаркие споры. Сказать, что они сделали это, чтобы сбежать от агрессивных зубастых морских обитателей, скорее всего, будет грубым упрощением. Одни из первых исследований на эту тему указывают, что ранние наземные позвоночные приспосабливались к жизни вне воды, чтобы адаптироваться к водной среде, которая менялась от прилива к отливу[38]. Высохший пруд очень быстро оказывает серьезное селективное давление. Возможно, здесь сыграло свою роль и избегание хищников, но другие ученые утверждают, что этот процесс продвигало увеличение возможностей добывать пищу в приливной зоне или на мелководье лесистой поймы[39]. Наблюдение за существующим и в наши дни илистым прыгуном, который покидает воду и заглатывает добычу на обнажаемых во время отлива пляжах, служит убедительным аргументом в пользу гипотезы о возможностях добычи пищи[40].

Окончательный ответ на вопрос о происхождении наземных позвоночных, вероятно, лежит в некой комбинации событий. Вне зависимости от того, почему некоторые рыбы покинули воду, для нашего обсуждения важно лишь то, что они это сделали. Переход из воды на сушу решил судьбу глаз. С того времени это была тяжелая битва за наше зрение. Но к настоящему моменту мы так долго пробыли на суше, что теперь наше зрение в воде ужасно. Чтобы четко видеть любую деталь в воде, нам необходимо имитировать наземную среду, окружив глаза воздухом, что мы делаем с помощью очков для плавания и маски. Первым амфибиям, вероятно, было бы гораздо проще, если бы они могли перемещаться в очках, наполненных водой.

Жидкость в глазах не просто преломляет свет, она также критически важна для поддержания внутриглазного давления. Без давления, создаваемого жидкостью, глаз сдулся бы, как воздушный шарик. Если роговица подсыхает, она быстро повреждается, вызывая боль и раздражение. Сухая сетчатка бесполезна. Извлеките хрусталик из стекловидного тела, и он будет преломлять свет не эффективнее мрамора. У нас есть целый набор анатомических и поведенческих схем, защищающих все части наших глаз от высыхания. Эта постоянная борьба велась с тех пор, как наши далекие предки покинули воду.

НАУКА МОРГАНИЯ

Первое и самое главное – наши «ветровые стекла», роговицы, должны оставаться влажными, и мы тратим ошеломляющее количество энергии на то, чтобы они не подсыхали. Наши «ветровые стекла» увлажняет моргание. Если глаза не моргают хотя бы минуту-две, они быстро теряют способность фокусироваться. В среднем во время бодрствования мы моргаем примерно 15 раз в минуту. Если подсчитать, на 16-часовой день бодрствования приходится более 14 000 морганий. Когда мы не спим, то проводим до 10 % времени с закрытыми глазами, двигая нашими «стеклоочистителями».

Частое моргание требует большого количества очистительной жидкости. Основную ее часть производят слезные железы, расположенные над глазами. Как и жидкость для стеклоочистителей, слезы не на 100 % состоят из воды, а представляют собой некий коктейльный раствор. Разные обстоятельства требуют жидкостей разного состава. Базальные слезы насыщены солями и другими растворимыми веществами и ответственны за поддержание влажности роговицы. Со слезами выделяется и избыток соли, если ее концентрация в организме становится чрезмерно высокой. К слезной жидкости подмешивается некоторое количество слизи, позволяющей базальным слезам покрывать роговицу. Также присутствуют некоторые антитела и антибактериальные ферменты, помогающие бороться с любой инфекцией, которая пытается использовать глаза как точку входа в организм. Любая такая точка требует повышенного уровня защиты. Преимущественно водный раствор, вырабатываемый слезными железами, впитывает некоторые масла, которые вырабатываются другими, более мелкими железами вокруг век. Масла имеют решающее значение для удержания слез возле глаз. Без масел слезы потекли бы по щекам, что противоречило бы их назначению (и давало бы ощущение неловкости).

Всем этим слезам нужно куда-то деваться. Вот тут-то и вступают в действие слезные протоки. Как и бо́льшая часть нашей анатомии, слезные протоки – это одна из тех структур, о которых мы редко задумываемся, пока они не перестают работать должным образом. Слезные протоки представляют собой дренажные каналы на внутренних краях глаз. В нормальных условиях слезы стекают по протокам в полость носа. Носовая полость соединяется с полостью рта и горлом (неугомонные дети выясняют это с помощью длинной соломки спагетти), и бо́льшая часть этих слез наконец проглатывается. В общей сложности это около 300 миллилитров в день, что является немалым количеством жидкости. Это почти полная слез банка «Кока-Колы» в день. Закупорка слезного протока может стать неприятным событием, ведущим к опуханию и воспалению уголков глаза.

Бывают и другие ситуации, когда слезные железы выходят за пределы своей основной «должностной инструкции» по поддержанию глаз влажными. Когда слезные железы обнаруживают присутствие раздражителя, они продуцируют жидкость иного состава, называемую рефлекторными слезами. Такие слезы почти полностью состоят из воды и текут, когда вам в глаз попадает песчинка или когда вы нарезаете лук. Их назначение состоит в промывании и очищении глаз от раздражителей и инородных тел.

Третий тип слез – эмоциональные. Они могут появиться при просмотре душещипательного фильма, а в случае с моей дочерью потекли однажды утром, когда я сказал ей, что она должна надеть носки и туфли, если хочет пойти на улицу. Малышка категорически не согласилась с условиями сделки, и водопровод был запущен. (В свою защиту скажу, что мы живем в штате Айдахо и дело было в середине зимы.) В подобных экстремальных случаях эмоционального стресса слезные железы выделяют гораздо больше жидкости, чем необходимо для простого смачивания поверхностей, и тогда дренажные системы не справляются. Эмоциональные слезы бегут по щекам, а если дело доходит до полноценных рыданий (чего, к счастью, не случилось в то утро), некоторая часть слез даже вытекает из носа, вместо того, чтобы спуститься в горло (носовая полость, как это ни удивительно, тоже связана с носом).

Интересно, что у женщин слезные протоки у́же, чем у мужчин. Это объясняет, почему их слезы чаще переливаются через край метафорической ванны. Парни анатомически устроены так, чтобы стерпеть и вернуть всю эту влагу обратно. Эмоциональные слезы также отличаются по составу от тех слез, которые выделяются для обычного смачивания глаз или при рефлекторном плаче. Такая эмоциональная разновидность, как слезы со всхлипыванием, содержит адренокортикотропный гормон (АКТГ) и пролактин. АКТГ является гормоном стресса, а пролактин по большей части связан со способностью самок млекопитающих производить молоко, хотя выполняет широкий спектр функций у обоих полов. Никто точно не знает, что эти гормоны делают в слезах, но не беспокойтесь, научные специалисты по морганию над этим работают.

Говоря об ученых, изучающих моргание, упомянем их недавнее открытие: мы моргаем гораздо чаще, чем это необходимо для того, чтобы просто увлажнить и очистить глаза[41]. Так зачем происходит избыточное моргание? Когда исследователи начали изучать частоту и время моргания, они обнаружили кое-что очень интересное – люди не моргают в случайное время. Например, во время чтения люди делают это чаще, когда достигают конца предложения. Во время разговора люди подсознательно подгоняют время моргания к паузе или перерыву. Идея состоит в том, что моргание каким-то образом помогает мозгу рассредоточиться. Оно может позволить нам как бы задернуть занавес за последней идеей или фрагментом разговора и сосредоточить внимание на том, что будет дальше.

СТЕКЛООЧИСТИТЕЛИ

Полный бачок стеклоомывателя не принесет особой пользы, если в автомобиле нет стеклоочистителей. Стеклоочистители глаз – это веки. Веки и жидкость, которой они протирают глаза, необходимы нам лишь потому, что мы больше не живем в воде, как наши предки. У большинства рыб нет век, поскольку, живя в воде, им не требуется моргать для сохранения влажности своих глаз. На самом деле они никогда и не закрывают глаза. Рыбам все же удается каждый день немного подремать – они попросту спят с открытыми глазами. Мы же закрываем наши зрительные органы во время сна только для того, чтобы они не пересыхали.

Веки впервые появились у земноводных. Даже если первые версии век были примитивными, земноводные были способны выкрутиться из этого положения, поскольку оставались возле воды. Самые ранние лягушки и саламандры могли просто прыгнуть или заползти обратно в воду, если чувствовали, что их глаза подсыхают. Чтобы отважные земноводные смогли полностью удалиться от воды, им требовались полностью сформированные веки или же иные, более творческие способы сохранения влажности глаз. Например, у большинства видов таких ящериц, как гекконы, нет век, и поэтому они не могут моргать. Вместо этого они регулярно облизывают глаза, чтобы сохранить их чистыми и влажными. Я не уверен, что такой вариант мне нравится больше, чем моргание 14 000 раз в день, но это довольно инновационное решение проблемы. Так что никогда не вступайте в состязание взглядов с гекконом, если вдруг возникнет такая возможность.

Любое обсуждение век животных должно включать мигательные перепонки, представляющие собой полупрозрачные или прозрачные веки, которые способны закрывать глаза для защиты, сохраняя при этом зрение. Имеющиеся у большинства наземных позвоночных (и некоторых рыб, например акул) мигательные перепонки, или третье веко, прикрывают глаза, пока их владелец добывает пищу. У хищников они защищают глаза от ударов добычи, а у травоядных – от царапин, наносимых травой и кустарниками, когда животные жуют растения, опустив голову. Приматы потеряли мигательные перепонки по непонятным до конца причинам (вероятно, из-за изменения в рационе питания). Но мы, однако, явно произошли от животных с мигательной перепонкой, потому что у нас есть розовые бугорки, которые являются остатками третьего века, видимого в уголках наших глаз у носа.

Большинство владельцев собак и кошек замечали третье веко. Иногда можно увидеть его, когда пушистый компаньон готовится всерьез вздремнуть. Эта особенность глаз домашнего питомца может быть видимой и после драки, в которой у него были повреждены один или оба глаза. Кошка или собака закрывает глаз после травмы третьим веком для его защиты на время восстановления. Третье веко также помогает кошкам и собакам во время драки. Оно действует, как защитные очки, позволяя животным бросаться в ближний бой, не беспокоясь о том, что им поцарапают глаза.

И, наконец, мигательные перепонки отлично справляются с сохранением влаги в глазах. Сохранение глаз влажными благодаря третьему веку также означает, что будет тратиться меньше времени на моргание во время охоты. Для совы или кошки моргание может означать разницу между успешной добычей обеда и голодом. Кроме всего прочего, мыши – существа быстрые и изворотливые. Одно мгновение, и их нет. Мигательные перепонки в том числе особенно полезны для таких животных, как верблюды, которым необходимо закрывать глаза, поскольку почти каждая частичка окружающей их среды достаточно мала, чтобы проникнуть внутрь и вызвать раздражение.

НОЧНОЕ ЗРЕНИЕ

Чтобы нам не потерять здесь ход мысли, напомню, что вся цель этой главы – попытаться понять с эволюционной точки зрения, почему наши глаза работают не так хорошо, как мы могли бы надеяться. До сих пор мы рассматривали, как органы зрения позвоночных менялись со временем для работы в сухой среде после первоначальной эволюции в океане. В результате изображение получается не таким четким, как могло бы быть, и мы все время тормозим, увлажняя наши глаза каждый раз, когда хотим их открыть. Однако неидеальная четкость и зависимость от влаги – не единственные недостатки человеческого глаза. Поскольку дальше мы переведем взор на недостатки человеческого зрения в ночи и в различении цветов, сейчас самое время моргнуть, чтобы перезагрузить внимание.

Помимо того, что днем мы часто видим современный мир нечетко, с заходом солнца наши зрительные способности становятся совсем безнадежными. Когда свет попадает на сетчатку в задней части наших глаз, он может возбудить два разных типа клеток: палочки и колбочки. Работа у палочек проще, чем у колбочек: они распознают присутствие света (есть свет или нет света) и передают в мозг картину, интерпретируемую в черно-белом виде. Палочки – это клетки глаз, используемые в условиях низкой освещенности; они чувствительны ко всем длинам волн света в части электромагнитного спектра, считающейся видимым светом.

При облучении чрезмерно ярким светом палочки истощаются и становятся нефункциональными. Под воздействием мощного потока света образуемый палочками светочувствительный пигмент (родопсин) разрушается быстрее, чем ресинтезируется. При погружении в темноту палочкам требуется некоторое время для «перезарядки». Это объясняет, почему после входа в темную комнату наше ночное зрение вступает в действие спустя несколько минут. После перезарядки палочки полностью перенимают управление на себя, а колбочки отдыхают, пока свет не загорится вновь.

Ночные охотники испытали сильное селективное давление отбора в сторону увеличения плотности палочек, и в результате их глаза оказались заполнены именно палочками. Это увеличение произошло не за жизнь одного животного, но в течение многих поколений. Для ночных животных бо́льшая плотность палочек и улучшенное ночное зрение должны были способствовать более успешной охоте и, следовательно, большему количеству пищи. Большее количество пищи означало выживание большего числа потомков. Будучи потомками особей с прекрасным ночным зрением, выжившие детеныши должны были иметь сетчатку, заполненную палочками. Это совсем небольшой пример эволюции путем естественного отбора.

По мере увеличения плотности палочек плотность колбочек уменьшается (в сетчатке не так уж много места), но плохое цветовое зрение не имеет значения для ночных охотников, так как бо́льшую часть дня они спят в кустах. У людей на сетчатке глаза колбочкам отведено намного больше места, чем у животных, ведущих ночной образ жизни. Это дало нам удивительное цветовое зрение днем, но сделало нас слепыми, как летучая мышь, ночью. Однако даже это сравнение совершенно несправедливо по отношению к летучим мышам, поскольку они явно не слепы и могут использовать эхолокацию как дополнительный бонус. Поговорка должна быть такой – слеп, как человек ночью.

Есть еще одна причина, по которой наше ночное зрение заметно хуже, чем у многих других млекопитающих. Если, производя вскрытие бычьего глаза, мои студенты преодолевают сцену с разбрызгиванием жидкости, то одним из самых захватывающих аспектов анатомии является блестящая синяя мембрана, покрывающая заднюю часть глаза. Цвет ткани невероятно яркий; это похоже на расположенный за сетчаткой маленький кусочек Карибского моря. Подобный слой известен как тапетум люцидум (tapetum lucidum; в переводе с латинского – «яркий» или «сияющий» гобелен). Он действительно чем-то похож на красивый гобелен, но его функция ближе к функции зеркала. Часть света, попадающего на сетчатку, минует светочувствительные пигменты. Если тапетум люцидум отсутствует, любой свет, способный пройти сквозь сетчатку без стимуляции клеток, не сможет генерировать сигнал. Слои тапетума отражают оставшийся свет обратно к сетчатке, давая ему второй шанс стимулировать палочки и колбочки. У человека нет этих слоев, поэтому у света есть только один шанс сгенерировать сигнал.

У животных с ярким тапетумом части вторичного света удается снова пройти сквозь сетчатку, после чего отраженный свет выходит обратно из передней части глаза и приводит к явлению свечения глаз, распространенному у многих млекопитающих. Даже при ярком освещении глаза у человека не блестят, как у опоссума, кошки или енота. Из-за того, что тапетум люцидум отсутствует у человека, яркий свет отражается от множества кровеносных сосудов в задней части глаза, что приводит к эффекту красных глаз, часто наблюдаемому при фотографировании со вспышкой. Камеры с функцией защиты от красных глаз используют короткую вспышку света перед настоящей вспышкой, чтобы сузить радужную оболочку и сделать зрачки маленькими для ограничения количества света от настоящей вспышки, достигающего задней части глаза.

Подобно плотности палочек, наличие или отсутствие тапетума четко прослеживается в зависимости от того, извлекает ли животное пользу из повышенной чувствительности глаз. Тапетум люцидум присутствует у большинства рыб, так как бо́льшая часть доступного света рассеивается и поглощается водой и потому идет постоянная борьба за попадание достаточного количества света на сетчатку. У наземных животных это зависит от того, дремлют они или носятся по ночам. У животных, всю ночь гоняющихся за мышами, есть тапетум люцидум и убийственно острое ночное зрение. Люди произошли от животных, которые, вероятно, имели светоотражающие слои, но они утратились в линии приматов, когда те перешли на эволюционную ветвь, заставившую их добывать корм днем и спать ночью.

ПРОКАЧАННЫЕ ГЕНЫ

Поскольку ночью наше зрение, по сути, никудышное, можно подумать, что мы могли бы компенсировать его невероятным цветовым зрением в течение дня, используя относительно бо́льшую плотность колбочек в нашей сетчатке в сравнении со многими другими животными. В этом есть доля правды, но с точки зрения распознавания цветов мы все же не можем конкурировать даже с самыми невыдающимися позвоночными, такими как рыбы и рептилии. Чтобы понять причину, мы должны рассмотреть предысторию колбочек и то, как они обеспечивают разные типы цветового зрения у разных животных.

В отличие от пигмента, вырабатываемого палочками и делающего их чувствительными к свету в широком диапазоне, колбочки производят пигменты, чувствительные к избранным частям электромагнитного спектра. Люди и другие приматы обычно обладают трихроматическим зрением. Это означает, что мы имеем три разных типа колбочек, каждый из которых производит один пигмент с разными максимальными уровнями поглощения. Такие пигменты обычно описываются как синий, зеленый и красный, хотя на самом деле максимальные уровни поглощения ближе к цветам, которые мы бы назвали фиолетовым, зеленым и желто-зеленым. Мы воспринимаем все разнообразие цветов благодаря комбинации этих трех типов клеток. Большинство других млекопитающих имеют лишь два пигмента, ввиду чего нам нравится думать, что наша группа наиболее развита с точки зрения цветового зрения. Однако, если слегка покопаться в других группах животных, можно увидеть, что даже наше цветовое зрение имеет некоторые серьезные ограничения.

Это один из тех занятных случаев, когда вам придется оглянуться назад на древо жизни, чтобы обнаружить возросшую комплексность. Палочки и колбочки существуют уже долгое время. Они появились на весьма ранних стадиях эволюции позвоночных и уже присутствовали к тому времени, когда древнейшие миксины и миноги странствовали по океану 450 миллионов лет назад. Палочки, так сказать, попрятали свои головы в песок и остались только с одним типом светочувствительного пигмента. Их работа и по сей день проста: есть свет или нет света? Эволюция колбочек – вот где распознавание света становится интересным. Пигменты, вырабатываемые колбочками, дополнились несколькими разновидностями в результате серии дупликации генов.

Дупликация генов очень напоминает следующее: если откатить время назад, то окажется, что существовал единственный вид колбочек, производящих только один тип светочувствительного пигмента. Ген в ДНК некоторых древних рыб кодировал выработку одного светочувствительного пигмента, и в какой-то момент копия этого гена закрепилась в геноме примитивной рыбы, дав ей две копии гена, контролирующего выработку светочувствительного пигмента колбочек.

Копии генов регулярно оказываются разбросанными по всему геному, поскольку ДНК постоянно реплицируется в клетках. Это фундаментальный шаг в процессе деления клеток. Даже самые простые организмы состоят из клеток с миллионами пар оснований (строительных блоков ДНК) в каждой клетке. Человеческие клетки содержат три миллиарда пар оснований в каждой клетке. Миллиарда, не миллиона! Иногда в процессе репликации всей этой ДНК туда проскальзывает дополнительная копия одного или двух генов. Если эти ошибки происходят при формировании половой клетки или на ранних стадиях эмбрионального развития, дополнительные копии ДНК в конечном итоге закрепляются во всех или большинстве клеток организма.

Когда копии генов попадают в геном, это может подтолкнуть эволюцию в любопытных направлениях. Представьте себе семью, в которой есть подросток, безумно желающий водить машину. Если у них имеется только один семейный седан, то он, вероятно, останется таким, как хотят родители: ни тебе забавных наклеек на бампере, ни подвесок для зеркала заднего вида и, несомненно, никаких подержанных динамиков, через которые можно врубать музыку. А теперь представьте, что однажды утром эта семья проснется и обнаружит, что у дома стоит точная копия их скучного седана. Они могут оставить его без изменений, обставленным строго и по-взрослому, а подростку разрешить модифицировать второй экземпляр так, как ему вздумается. Пройдет совсем немного времени, и две версии автомобиля станут заметно различаться. Мутации сохраняются с большей вероятностью, когда существует другая версия гена (или автомобиля), выполняющая свою традиционную функцию. Родители с гораздо меньшей вероятностью будут возражать против ярко-розовых чехлов на сиденьях, если им не придется восседать на них при поездках по городу.

За довольно короткий с эволюционной точки зрения промежуток времени начиная с одного предкового типа гена светочувствительного пигмента колбочек дупликация гена привела к четырем различным классам колбочек у некоторых ранних рыб[42]. Еще до того, как некоторые рыбы выползли из воды, у многих из них развилось тетрахроматическое (четырехпигментное) цветовое зрение. Подобное особенно эффективно и часто наблюдается у мелководных рыб, которым способность распознавать различные цветовые оттенки приносит большие дивиденды с точки зрения питания и избегания хищников. Однако это явно не так эффективно на глубине океана (свет не может проникнуть глубоко под поверхность), и поэтому обитатели более глубоких вод, как правило, имеют более простую структуру колбочек. Стоит выйти из воды, как преимущества усовершенствованной системы распознавания цветов становятся очевидными. Без поглощающей свет воды все мыслимые и немыслимые цвета готовы стимулировать зрение на суше.

У многих рыб, рептилий и птиц осталась четырехпигментная система распознавания цвета. Они видят с помощью четырех классов светочувствительных пигментов, в то время как у человека трехкомпонентная цветовая система, а у большинства млекопитающих, не являющихся приматами, система состоит всего из двух компонентов. Каждый тип колбочек позволяет воспринимать около 100 различных оттенков цвета. Так что с одним типом колбочек возможно различать 100 оттенков, с двумя – 10 000 (100^2), с тремя – миллион (10^3), а с четырьмя – 100 миллионов оттенков (100^4).

ПЯТЬДЕСЯТ (ТЫСЯЧ) ОТТЕНКОВ ЗЕЛЕНОГО

Почему же большинство людей остались только с тремя типами колбочек, а более удачливым рептилиям и птицам досталось четыре? Кроме того, почему у большинства других млекопитающих осталось только два типа, что сделало их цветовое зрение еще хуже нашего?

Принято считать, что во всем виноваты динозавры. По такой логике для ранних млекопитающих лучший способ не стать легкой закуской для динозавра – это прятаться днем и быть активными ночью. Все эти годы, проведенные в дневной дремоте, привели к потере ранними млекопитающими невероятного цветового зрения. Но недавние данные свидетельствуют о том, что все может быть намного сложнее традиционной версии.

Группа исследователей из Музея естественной истории и колледжей Клермонта обнаружила свидетельства ночной активности предков палеозойских млекопитающих (так называемых синапсидов), предшествовавших в эволюционном плане млекопитающим более чем на 100 миллионов лет и динозаврам более чем на 50 миллионов лет[43]. Другими словами, многие близкие к млекопитающим животные перешли к ночному образу жизни еще до того, как стали полностью млекопитающими, и до того, как появились динозавры, о которых стоило беспокоиться. Похоже, что к изменениям привела диета. Некоторые синапсиды перешли на травоядный рацион, и время этого перехода совпадает с переходом к ночному образу жизни. Возможно, существовало меньше конкурентов, снующих по ночам в поисках еды. Независимо от того, когда и почему, в какой-то момент млекопитающие начали вести своего рода рок-н-ролльный образ жизни: резвиться всю ночь и дрыхнуть весь день.

У животных, которые в течение всего этого периода вели дневной образ жизни, любые негативные мутации в генах фотопигмента колбочек были отсеяны естественным отбором. Должен был существовать сильный отбор против даже малейшего снижения зрительного восприятия. У млекопитающих эти негативные мутации могли сохраниться, потому что при появлении в геноме эти гены были неактивны. У млекопитающих происходила эволюционная смена поколений, и в то время не имело значения, были ли ошибки в генах светочувствительного пигмента колбочек.

Возможно, с появлением динозавров у мелких протомлекопитающих появилась дополнительная мотивация удирать в кусты и прятаться в течение дня. После вымирания большинства динозавров многие млекопитающие вернулись к дневному образу жизни. Вот тогда было бы здорово использовать все четыре гена светочувствительного пигмента. Однако пока млекопитающие вели ночной образ жизни, два гена накопили столько ошибок, что перестали функционировать. Млекопитающие с тетрахроматическими предками-рептилиями вышли с другого конца эволюционного туннеля с дихроматическим зрением.

Линия приматов сумела в некоторой степени восстановиться. Один из двух оставшихся генов фотопигмента у приматов снова дуплицировался, что привело к трихроматическому зрению, которое присутствует у человека и других приматов по сей день. Велось немало споров о том, почему трихроматия смогла закрепиться у приматов, но осталась недоступной для большинства других млекопитающих. И вновь, похоже, движущим фактором была диета. Ранним приматам, питавшимся листьями и фруктами, способность распознавать разные оттенки зеленого и степень спелости фруктов должна была давать большие преимущества. Хотя мы имеем только три типа цветовых пигментов, последнее разделение дало нам поразительную способность различать больше оттенков зеленого, чем любого другого цвета. Мы способны распознать десятки тысяч (некоторые даже утверждают, что сотни тысяч) оттенков зеленого, и благодарить за этот навык, теперь уже не столь необходимый, мы должны ранних приматов, питавшихся салатом. В современном мире это сводит с ума, потому что при выборе зеленого оттенка для гостевой спальни тяжело отдать предпочтение какому-то одному.

ЗА ПРЕДЕЛАМИ РАДУГИ

Не каждый человек является приматом с трихроматичным зрением. У людей, страдающих дальтонизмом (или цветовой слепотой), формируются два полностью функциональных типа колбочек и одна мутировавшая версия, не способная различать красный или зеленый цвета. Это не означает, что дальтоники видят все черно-белым, просто они не могут различать столько оттенков, сколько человек, имеющий три полностью функциональных типа колбочек. Такие люди дихроматичны и видят вокруг себя ограниченное число оттенков, словно смотрят глазами собаки или медведя гризли.

Цветовая слепота намного чаще встречается у мужчин, так как гены, контролирующие образование цветовых пигментов, расположены в X-хромосоме. У мужчин есть только одна X-хромосома. Другая половая хромосома у мужчин, Y-хромосома, никак не влияет на цветовое зрение. Имея лишь одну X-хромосому с геном цветовой слепоты, мужчины не могут опереться на другую X-хромосому, как женщины. У меня были десятки студентов-парней, страдавших дальтонизмом, и лишь одна студентка-дальтоник, имеющая дефектную копию гена в обеих X-хромосомах. Цветовая слепота особенно распространена среди мужчин североевропейского происхождения и затрагивает почти 10 % представителей этой группы. На моей первой работе преподавателем в очень небольшом колледже на севере штата Висконсин (где многие люди имеют североевропейские корни) большое количество мужчин из преподавательского состава страдали дальтонизмом. Я был единственным, кто мог видеть весь цветовой спектр во всем его великолепии.

История цветовой слепоты принимает интересный оборот, если взглянуть на дочерей мужчин с дальтонизмом. Такие женщины на самом деле обладают четырьмя разными типами колбочек. Предположим, что мутировавшая колбочка в данном случае зеленая. У женщины с отцом-дальтоником будут две копии красной колбочки (по одной от каждого родителя), две копии синей колбочки (вновь по одной от каждого родителя), одна копия нормальной зеленой колбочки (от матери) и одна копия мутировавшей зеленой колбочки (от отца). Получается четыре разных типа колбочек: нормальная красная, нормальная синяя, одна нормальная и одна мутировавшая зеленая. Такая женщина теоретически тетрахроматична, как белоголовый орлан или игуана.

Идея о том, что могут существовать тетрахроматические женщины с исключительным цветовосприятием, была впервые высказана в 1940-х годах, но не получала должного экспериментального изучения до недавнего времени. Исследователи из Университета Ньюкасла создали изображения, которые выглядели бы одинаково для трихроматичных наблюдателей, но отличались бы для тетрахроматичных[44]. Они обследовали 24 женщины, чьи отцы страдали цветовой слепотой, и подвергли их серии испытаний. Одна за другой женщины оказывались трихроматиками, неспособными различать цвета помимо ожидаемых от людей с нормальным цветовым зрением. Тем не менее одна женщина, указанная в исследовании как субъект cDa29, смогла пройти все предложенные исследователями тетрахроматические тесты. Они обнаружили первого в мире функционально тетрахроматичного человека. На данный момент ученые не знают, почему все четыре типа пигментов у этой женщины остались активными, в отличие от других 23 представительниц женского пола, чья мутировавшая колбочка неактивна, как и у мужчин, страдающих цветовой слепотой. Кроме того, никому не известно, сколько еще существует подобных cDa29. Вероятно, много, учитывая, что от мужчин-дальтоников произошли миллионы женщин. Даже если только одна из каждых двух десятков женщин функционально тетрахроматична, это все равно будет означать, что очень многие женщины обладают исключительным цветовым зрением.

Благодаря четырем функциональным цветовым фотопигментам испытуемая cDa29, рептилии и птицы способны видеть такие оттенки цвета, которые люди с трихроматическим зрением даже не могут себе представить. Мне бы хотелось поговорить с cDa29 и попросить ее объяснить, как для нее выглядит мир. Подозреваю, что для такого скромного трихроматика, как я, это не имело бы особого смысла. В конце концов, какими словами можно описать оттенки цвета тому, кто не способен их видеть? Все точки отсчета – это иные оттенки цвета, которые обычные люди не способны видеть. Это все равно что пытаться описать красоту радуги собаке. У меня бывали подобные разговоры с некоторыми из моих студентов, страдающих дальтонизмом, и, поверьте мне, вы ничего не добьетесь.

ВИДЕТЬ НЕВИДИМОЕ

Для меня наиболее интересные аспекты человеческого цветового зрения связаны с оттенками, которые мы видеть не способны. Наша анатомия ограничивает нас довольно узким диапазоном, тогда как многие другие виды животных способны видеть более широкую часть электромагнитного спектра. Эта способность давно признана у медоносных пчел. Лучшим знатоком медоносных пчел был австрийский этолог Карл фон Фриш, продемонстрировавший в начале XX века посредством серии весьма элегантных экспериментов восприятие ультрафиолетового (УФ) света медоносными пчелами. Как выяснилось, некоторые цветы, например, черноглазая Сьюзан (Rudbeckia hirta), имеют видимые для медоносных пчел узоры УФ-отражения, совершенно неразличимые для человека. Такие узоры служат указателями нектара и действуют как центр мишени, помогая пчелам нацеливаться на определенные части цветков. Цветы от этого получают выгоду, потому что пчелы уносят с собой пыльцу, которую затем переносят на следующий цветок.

Должен сказать, что эти узоры совершенно невидимы для большинства людей. Во время учебы в аспирантуре я услышал от своего научного руководителя историю об ультрафиолетовом зрении у людей. Моим руководителем в аспирантуре был блестящий натуралист по имени Том Эйснер, построивший долгую и выдающуюся карьеру химика-эколога в Корнелльском университете[45]. Том был также весьма опытным фотографом. Он опубликовал большинство оригинальных исследований, показывающих на цветах ультрафиолетовые узоры[46][47]. В какой-то момент, задолго до нашей встречи, его отец перенес операцию по удалению катаракты, а после восстановления с помощью новых синтетических линз, к большому удивлению, смог разглядеть ультрафиолетовые узоры на цветах!

Эта история показывает, что наша неспособность видеть УФ-излучение связана не столько со светочувствительными пигментами, сколько с фильтрацией света нашими хрусталиками. Фиолетовый фотопигмент (обычно называемый синим, с пиковым поглощением 420 нанометров) способен вызывать генерацию сигнала на УФ-излучение, направляемого в мозг для интерпретации. Однако хрусталики человека обычно отфильтровывают ультрафиолетовый свет и не позволяют ему достичь колбочек сетчатки. Мы думаем, что слепы к ультрафиолету, потому что наше тело не дает возможности его воспринимать. Когда в 1970-х годах отцу Тома сделали операцию по удалению катаракты, не все используемые при таких операциях синтетические линзы отфильтровывали УФ-лучи. Без естественных светофильтров он был способен воспринимать особенности отражения ультрафиолета от некоторых цветов.

В подобной ситуации оказался и французский художник-импрессионист Клод Моне. В конце жизни он боролся с катарактой, и в 82 года ему удалили один из хрусталиков. Операцию провели в начале 1920-х, почти за 30 лет до первой имплантации искусственного хрусталика в 1949 году. После операции Моне, как и отец Тома, смог видеть ультрафиолетовые лучи глазом без хрусталика. Последние несколько лет своей жизни (художник умер в 1926 году) он писал с особой точки зрения, доступной, вероятно, очень немногим другим художникам. Искусствоведы спорят, повлияло ли это каким-либо существенным образом на его творчество. Если отсутствующий хрусталик действительно имел влияние, то, похоже, учитывая слепоту к УФ-отражению у большинства людей, послеоперационные картины могут по-настоящему оценить только медоносные пчелы, получившие образование в области истории искусства. Или же, учитывая недавние открытия, шедевры позднего периода жизни Моне, вероятно, смогли бы оценить любящие искусство собаки. Давно известно, что медоносные пчелы, птицы с трихроматическим зрением и рептилии способны видеть ультрафиолетовые узоры. Последние данные свидетельствуют о том, что многие млекопитающие также могут быть чувствительны к УФ-излучению[48]. Почти 60 % ультрафиолета способно пройти сквозь хрусталик домашней кошки, а у собаки это значение превышает 60 %. Показатель снижается у крупного рогатого скота и оленей, а у приматов полностью падает. У большинства приматов до сетчатки доходит менее 10 % УФ-излучения, а у многих, как и у людей, оно полностью блокируется.

Почему хрусталики приматов эволюционировали так, чтобы отфильтровывать ультрафиолет? (Я хочу видеть эти узоры на цветах!) Моя инстинктивная реакция как биолога заключается в том, чтобы объяснить это с точки зрения повреждения ДНК. Мы знаем, что чрезмерное ультрафиолетовое облучение очень вредно: люди страдают от разнообразных типов рака кожи из-за воздействия ультрафиолета. Вполне логично, что человеческий хрусталик эволюционировал так, чтобы защищать сетчатку, отфильтровывая потенциально вредное УФ-излучение. Эту гипотезу было легко принять до недавнего открытия широко распространенной чувствительности млекопитающих к ультрафиолетовому свету.

Хотя фильтрация ультрафиолета может обеспечить определенную степень защиты[49], согласно другой гипотезе (не исключающей при этом защиту), предполагается, что человеческие хрусталики работают, как горнолыжные очки. Хорошие горнолыжные очки пропускают достаточно света, предоставляя лыжнику гораздо лучший контраст и четкость в сравнении с катанием без очков. Мутации, обеспечивающие выработку в хрусталике молекул, осуществляющих фильтрацию, сохранились в линии приматов с тех пор, как мы стали вести дневной образ жизни. Согласно этой новой гипотезе, отфильтровывая УФ-излучение, мы можем видеть более четко как при взгляде вдаль, так и вблизи.

Способность разглядеть мелкие детали помогает нам распознавать тонкие различия у растений. Такая разборчивость может сыграть решающую роль между употреблением пищи, приводящей к боли в животе (или к еще худшему), и полноценным сытным ужином. Мы также можем выявить особенности добычи, даже если она находится на расстоянии сотен метров. В настоящее время, вдобавок к тому, что мы продолжаем использовать традиционные преимущества, нами применяются уникальные навыки восприятия изображений высокой четкости самыми разнообразными способами. К примеру, невероятная острота зрения превращается в способность управлять автомобилем, поскольку позволяет нам видеть препятствия далеко впереди на шоссе, а затем легко проверять скорость на спидометре или находить нужную кнопку для переключения радиостанции. Уникальная способность человека (или, по меньшей мере, примата) фокусироваться на близких изображениях позволяет нам держать книгу вблизи и различать мелкие детали. Большинству других млекопитающих, если бы они научились читать, пришлось бы носить очки.

ЭПИДЕМИЯ БЛИЗОРУКОСТИ

В разговоре о том, насколько близко следует держать книгу, есть еще один момент, который стоит рассмотреть в этом исследовании истоков трудностей и недостатков, связанных с человеческим зрением. Эпидемиологи заметили тревожную тенденцию в отношении человеческих зрительных способностей. Если коротко, наше зрение ухудшается. Быстро. Уровень близорукости в западных цивилизациях увеличился вдвое по сравнению с тем, что было пару поколений назад. По не вполне понятным причинам в подростковом возрасте глаза удлиняются, в результате чего свет фокусируется в точке перед сетчаткой. Это всегда было проблемой для некоторых людей, но, похоже, становится все более серьезным осложнением практически для всех. В некоторых частях Восточной Азии более 90 % молодых людей страдают близорукостью. Как отмечается в недавно опубликованной статье под названием «Бум близорукости» в пользующемся уважением журнале Nature, в некоторых случаях все можно исправить с помощью контактных линз и очков, в других же проблема настолько серьезна, что, как пишется в статье, может вызвать «отслойку сетчатки, катаракту, глаукому и даже слепоту»[50]. Что же произошло за последнее время, что отправило столь многих людей по пути близорукости?

Классическое объяснение возникновения близорукости появилось сотни лет назад, когда ученые жаловались на то, что их зрение ухудшается из-за того, что они проводили слишком много времени за книгами. Эти печальные рассказы прочно засели в коллективном научном сознании и, вопреки тому, что они практически не проверялись, дошли до наших дней как наиболее часто повторяемое объяснение. В XXI веке бездоказательно добавился в этот список новый козел отпущения – увеличение личного экранного времени. Вероятно, нет ни одного родителя, который не испробовал бы какую-нибудь версию уловки «дай глазам отдохнуть», чтобы заставить своих детей оторвать взгляд от мобильного телефона или другого экрана. Многие люди без веских доказательств решили, что часы, проведенные перед экраном (или старой доброй бумажной книгой), вызывают напряжение глаз и ухудшают их развитие. Эта гипотеза, порожденная назойливыми бабушками и беспокойными сверхзаботливыми родителями, при ближайшем рассмотрении оказалась несостоятельной. Многочисленные исследования не смогли установить связь между временем чтения или экранным временем и риском возникновения близорукости. Однако во многих независимых исследованиях был выявлен другой, статистически значимый фактор риска развития близорукости: время, проведенное на улице[51][52]. А вернее, недостаток времени, проводимого на открытом воздухе. Дети, проводящие большую часть дня на улице, имеют меньший риск развития близорукости, чем те, кто проводит дни дома. Неважно, как они проводят время на улице. Участвовавшие в исследованиях дети, которые не любят сидеть дома, проводили у экранов столько же времени, сколько и дети-домоседы. Им не обязательно было пинать футбольный мяч или лазить по деревьям: даже если, находясь на улице, они играли в своих телефонах, все равно они с меньшей вероятностью могли стать близорукими.

Это шокирующий результат, если учесть, что гипотеза о напряжении глаз была полностью подтверждена. Однако в этом есть изрядная доля смысла, если глядеть через призму эволюции. Не так уж давно мы сильно ограничили себя пространствами, лишенными естественного света. Безусловно, для нормального развития нашим глазам требуется большое количество естественного света – именно он определял здоровое развитие глаза на протяжении сотен миллионов лет. Неудивительно, что глаза плохо развиваются под воздействием гораздо более тусклого искусственного освещения. Это все равно, что ожидать нормального развития мышц в отсутствие гравитации или развития слуха при ограниченном воздействии звука в первые годы жизни.

Как же быть с нашими глазами? Очевидно, мы ничего не можем поделать с тем фактом, что глаза позвоночных изначально развивались в воде, а теперь мы полностью посвятили себя жизни на суше. Поскольку мы не облизываем глаза, подобно гекконам, нам приходится моргать весь день, чтобы глаза оставались влажными. Наше ночное зрение останется скверным, даже если мы все перейдем на диету, состоящую преимущественно из моркови. Мы созданы так, чтобы различать руколу и эскариол, а не гоняться за мышами после наступления темноты. Нам не суждено вернуть чувствительность к ультрафиолету, не считая историю Моне и удаление хрусталика без его замены. По сути, мы застряли в поиске подходящих очков и постепенном увеличении размера шрифта на наших телефонах и планшетах. Единственное, что мы можем сделать, – это спихнуть наших детей с дивана и заставить их выйти на улицу. Свежий воздух пойдет им на пользу и, кто знает, возможно, даже снизит вероятность того, что им когда-нибудь понадобятся очки.

3

Вниз по пищеводу

Какая еда вызывает наибольшее число случаев удушья у детей?

а. Виноград

б. Попкорн

в. Орехи

г. Хот-доги

Как принято считать, существует несколько генетических уникумов с совершенно естественными идеальными зубами и зрением 20/20. Они не страдали от ношения брекетов в средней школе и никогда не испытывали «радостей» удаления зубов мудрости. Им никогда не приходилось очищать контактные линзы или в миллионный раз задаваться вопросом, куда они положили очки. Но даже у людей с прямыми зубами и безупречным зрением есть несколько несуразностей анатомического строения. Например, у каждого во время приема пищи в какой-то момент кусочек еды или немного жидкости попадали не в то горло. Эта особенность является универсальным недостатком человеческой анатомии и совершенно неуместна с эволюционной точки зрения. Закупоренные дыхательные пути – весьма нехорошая ситуация. Даже кратковременное прекращение подачи кислорода в мозг может иметь угрожающие жизни последствия. Из-за этого тело впадает в некоторую панику, возникают кашель и рвота, пока ломтик картофельных чипсов или виноградина не втянутся назад и не найдут нужный проход.

Если не удастся как-нибудь прокашляться, ситуация может быстро стать серьезной. Несколько лет назад мой отец был на корпоративном пикнике, где женщина за соседним столиком стала задыхаться, подавившись куском мяса. В серьезных случаях удушья закупорка бывает настолько плотная, что пострадавший не может ни говорить, ни кашлять. Его коллега Эстер наслаждалась барбекю, а в следующую секунду ее жизнь оказалась в опасности. К счастью для нее, папа к тому моменту прошел курс оказания первой помощи, он вскочил и выполнил прием Геймлиха. Застрявший кусок мяса вылетел наружу, и Эстер осталась в живых. Но почему такое вообще происходит? Почему наша жизнь подвергается опасности каждый раз, когда мы садимся поесть? Почему, ради всего святого, трахея расположена настолько близко к пищеводу?

ОПАСНЫЙ ПРОЦЕСС ПОЕДАНИЯ

Анатомические сложности, описанные в первых двух главах, могут вызвать некоторый дискомфорт или потребовать потратить кругленькую сумму на брекеты и очки, но проблема с питанием действительно может оказаться смертельно опасной[53]. Удушье, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, является основной причиной смерти от несчастного случая во всех возрастных группах[54]. Эта беда особенно серьезна для младенцев и детей ясельного возраста, поскольку их дыхательные пути чересчур узки.

Проблему иллюстрируют данные о ширине дыхательных путей на разных стадиях развития. У младенцев от рождения до двух лет средний передне-задний диаметр трахеи составляет чуть более 0,5 сантиметра[55]. Это диаметр самой обычной горошины. Одной горошины! Дыхательные пути младенца настолько малы, что даже большая горошина не может безопасно пройти через них. К возрасту от четырех до шести лет положение начинает улучшаться, но дети этих возрастов никоим образом не находятся полностью вне опасности с трахеей диаметром в среднем всего 0,8 сантиметра. Когда дети достигают возраста 12–14 лет, диаметр трахеи вырастает до 1,3 сантиметра, что на волосок меньше диаметра батарейки АА (1,4 сантиметра).

На маленьких детях и удушье проблемы не заканчиваются. Когда что-то попадает в дыхательные пути, естественный рефлекс – кашель. Маленькие дети не способны кашлять с такой же силой, как взрослые, поэтому им трудно прочистить дыхательные пути от посторонних предметов. Если трахея полностью блокируется, смерть может наступить за считаные минуты. Чаще всего причиной закупорки становятся некоторые типы пищи. Хот-доги плотно закрывают дыхательные пути и являются наиболее распространенной причиной удушья у детей в США[56]. Другие характерные виновники этой проблемы – орехи, леденцы и виноград. Дети также плохо умеют жевать (мышцы и координация не полностью развиты в раннем возрасте, даже если уже есть зубы), и хот-доги создают максимальную вероятность удушья, к которому эволюция не смогла нас подготовить. Так как дети действительно любят хот-доги, решение состоит в том, чтобы разрезать эти лакомства вдоль, а затем нареза́ть их снова и снова, пока кусочки не станут настолько малы, что не смогут застрять в горле. Пятилетнему ребенку может показаться безумием изрубить хот-дог, но, учитывая динамику воздушного потока в его дыхательных путях, это единственный безопасный вариант.

Для детей существует опасность удушья и вне обеденного стола. Пусть и значительно реже, но множество детей умирают от этой напасти из-за несъедобных предметов. Опять же, больше всех ей подвержены самые маленькие дети. Знаете, какая самая распространенная причина в таких случаях? Надувные шары. Подобно хот-догу, латексный шарик превосходно прилипает к дыхательным путям. Безусловно, имеются и другие опасности: от маленьких сферических игрушек до монет и им подобного. Наибольшему риску подвергаются дети, у которых есть старшие братья и сестры. Они разбрасывают игрушки, безопасные для них самих, но необязательно для младших. Многие общественные группы, выступающие за безопасность, пытались упростить жизнь родителям, рекомендуя запретить маленьким детям доступ к игрушкам, способным поместиться внутри рулона туалетной бумаги.

Риск удушья полностью не исчезает и с достижением половой зрелости. Более широкие дыхательные пути взрослого человека все равно могут закупориться, что приведет к госпитализации или смерти. Средний диаметр трахеи 20-летнего взрослого мужчины составляет всего 1,75 сантиметра, что все-таки меньше диаметра большинства имеющихся в продаже сортов винограда.

Как и в случае со многими биологическими особенностями жизни, проблема проходит полный круг: риск удушья вновь возрастает среди пожилых людей. В результате таких событий и состояний, как инсульт или болезнь Паркинсона, неврологическая связь между мозгом и тканями, участвующими в глотании, может стать слабой. Исследование, посвященное факторам риска, связанным со смертельными случаями удушья, показало, что сильнее всего удушью подвержены пожилые люди и люди, «страдающие нейрогенной дисфагией»[57]. Дисфагия означает нарушение глотания. Авторы опубликовали результаты в журнале Dysphagia. (Да, существует целый рецензируемый журнал, посвященный проблемам с глотанием!) Новость о том, что люди, испытывающие трудности с глотанием, с большей вероятностью подавятся, не такая уж сногсшибательная, но исследование проливает свет на дисфагию как на весьма серьезную проблему для пожилых людей.

Угроза удушья нависает над человеком всю его жизнь. Люди подвергаются наибольшему риску в раннем и позднем возрастах, но не бывает такого, чтобы человек, садясь поесть, вообще не подвергался хотя бы некоторому риску. Учитывая вероятность возникновения удушья, каждый должен хорошо овладеть приемом Геймлиха. С момента разработки в 1974 году этот прием спас более 100 000 жизней, в том числе жизнь коллеги моего отца – Эстер. Доктор Генри Геймлих никогда лично не использовал эту технику для спасения жизни до 2016 года. Тогда, в преклонном возрасте 96 лет, он заметил, что кто-то в его доме престарелых задыхается, и пришел ему на помощь, идеально выполнив прием, носящий его имя.

ЭВОЛЮЦИЯ ЛЕГКИХ

Так как же происходит удушье? Основной причиной проблемы является анатомическая близость трахеи и пищевода. Трахею легко обнаружить при вскрытии млекопитающего, так как она белая и содержит легко узнаваемые хрящевые кольца, которые помогают поддерживать жесткость дыхательных путей. Однако при вскрытии крысы, эмбриона свиньи или даже трупа человека мои студенты часто затрудняются найти пищевод, поскольку он лежит непосредственно под трахеей, прилегая к ее задней поверхности. Два органа не могут быть расположены ближе друг к другу, если только один из них не находится буквально внутри другого.

Чтобы понять, как трахея и пищевод так плотно сроднились друг с другом, нам нужно вернуться к эволюции самих легких. Примерно 400 миллионов лет назад рыбы распространились и заселили пресноводные места обитания в дополнение к океану, где первоначально эволюционировали. В пресноводных средах появился новый вид опасности, а именно вероятность высыхания. Это, естественно, не является проблемой для океана. Серьезная засуха или даже сезонные колебания могут привести к тому, что пруд или река превратятся в грязную лужу. Для рыб наиболее частым исходом пересыхания водоема как тогда, так и сейчас остается скоропостижная гибель. Поскольку жабры находятся под воздействием воздуха, рыбы, способные извлекать кислород только через них, быстро терпят фиаско.

Однако существовало небольшое число видов или изначально несколько особей из небольшого числа видов с уникальными мутациями и характеристиками, подвергавшиеся жесткому отбору, когда пруд или река пересыхали. Животные, способные использовать свои плавники для передвижения по грязи, могли забраться обратно в ближайший водоем. Такая стратегия могла сработать только в том случае, если источник воды был расположен близко, но она все равно имела бы значительное преимущество перед барахтаньем и последующей смертью.

У ранних рыб, способных глотать воздух, имелся под плавником дополнительный козырь. В конце концов, не всегда поблизости можно было наткнуться еще на один водоем. Рыбы, способные выжить вне воды, не отказывались от возможности использования жабр – при необходимости они могли дополнять жаберное дыхание легочным. Легкие сформировались у очень ограниченной группы рыб в результате выпячивания стенок пищеварительной системы. Они напоминали маленькие спальни вдоль коридора, ведущего в гостиную, то есть в желудок. У некоторых рыбок коридор вел в одну спальню, а у других – в несколько.

В понимании истории развития легких возникает путаница, поскольку другие структуры, называемые плавательными или газовыми пузырями, также возникли путем выпирания из пищеварительного тракта. Увеличивая или уменьшая количество газа в плавательном пузыре, рыбы с таким строением способны управлять своей плавучестью. (Плавательный пузырь занимает особое место в моем сердце, потому что он был объектом моего первого вскрытия. Мне было около 10 лет, когда наша золотая рыбка всплыла вверх брюхом. Я превратил эту трагедию в научный проект для начальной школы, вырезав плавательный пузырь Голди на кухонном столе. До сих пор помню, как удивился, обнаружив во время вскрытия что-то, похожее на идеальный маленький воздушный шарик. Благо мои близкие позволили мне изучать внутренности нашей мертвой золотой рыбки во имя науки.)

Согласно одной устаревшей точке зрения, два органа – легкие и газовые пузыри – развивались независимо друг от друга. Эта идея была опровергнута высококачественными изображениями газовых пузырей и легких различных рыб, указывающими на высокую степень гомологии, или общего происхождения, этих двух структур[58]. Иными словами, плавательный пузырь и легкие представляют собой варианты одной и той же базовой структуры. Раньше всех адаптировавшиеся к новой функции рыбы пользовались наполненными воздухом органами как легкими и уплывали в разных направлениях, что привело к появлению множества видов весьма разнообразных рыб. Одна группа перестала использовать наполненный воздухом орган в качестве легкого, и тот стал плавательным пузырем. Это были актиноптеригии (лат. Actinopterygii), или лучеперые рыбы. Они добились огромного успеха и на сегодняшний день составляют основную часть видов рыб (например, форель, окунь, палтус).

Другая группа, саркоптеригии (лат. Sarcopterygii), или лопастеперые, иначе – мясистоперые рыбы, использовала легкие в своих интересах. В их числе вымершие рыбы, такие как тиктаалик, и ныне живущие виды, включая латимерию (или целакант) и двоякодышащих рыб. Долгое время считалось, что целаканты вымерли. Они оставались не замеченными людьми вплоть до XX века, скрываясь в глубинах океана[59]. Ко всеобщему удивлению, в 1938 году южноафриканский рыбак выловил одного представителя этого вида из Индийского океана. Живя на большой глубине, целакантообразные латимерии более не нуждаются в легких, и потому эти органы превратились в рудиментарные структуры[60]. Двоякодышащие же рыбы остаются на поверхности и по-прежнему активно используют свою способность дышать воздухом, чтобы пережить периоды попадания на мелководье.

Небольшая группа лопастеперых рыб оказалась далеко не столь успешной, как лучеперые, но без этого хитроумного эволюционного ответвления ни одного из наземных позвоночных (включая и нас) сегодня бы не существовало. Некоторые особо отважные лопастеперые рыбы все-таки выбрались из воды, направив позвоночных на путь, приведший в итоге к земноводным, рептилиям и млекопитающим. Эта очень своеобразная группа рыб, появившаяся сотни миллионов лет назад, ответственна за многие причуды нашей дыхательной анатомии.

ДЫХАНИЕ НОСОМ

Отвечаю на предыдущий вопрос – трахея и пищевод расположены так близко друг к другу, потому что трубка для одной системы (воздух) родилась из трубки для другой (пища). Проблема удушья коренится в происхождении легких от пищеварительной системы. Дело в том, что путь, ведущий к легким, должен пересекать путь, ведущий к пищеводу. Чтобы понять, почему эти пути пересекаются, достаточно взглянуть на анатомическое расположение носовой и ротовой полостей. Не все лопастеперые рыбы заглатывали воздух исключительно ртом – некоторые дышали и через ноздри. Такое расположение очень хорошо работало у появившихся позже земноводных, поскольку они всё еще жили в воде или рядом с ней. Земноводные должны размножаться в воде и не могут уходить далеко от влагоемких мест, так как, по сравнению с рептилиями, не имеют жесткой и толстой кожи. При дыхании через нос ранние земноводные могли держать рот под водой (где предположительно все еще находилась бо́льшая часть их пищи), а ноздри использовать для вдыхания воздуха.

Люди не утратили эту способность. Млекопитающие сделали еще один шаг вперед, развив вторичное нёбо, разделяющее носовую и ротовую полости. Если лягушка держит рот под водой и хочет дышать через нос, ей приходится держать рот закрытым. Имея вторичное нёбо, млекопитающее может наполнять рот водой и продолжать дышать носом. Возьмите чашку воды и попробуйте. Дыхание носом имеет анатомический эффект, заключающийся в том, что дыхательные пути начинаются позади пищеварительного тракта. Такое расположение было бы кстати, если бы легкие тоже находились сзади, но это не так: легкие расположены спереди. Следовательно, дыхательные пути должны пересечь пищеварительный тракт так, чтобы оказаться спереди и в итоге привести воздух к легким.

Проблемы не существовало бы, если бы тетраподы, или четырехлапые позвоночные, произошли от животных, чьи наполненные воздухом органы располагались дорсально (от лат. dorsum – «спина»). Воздух мог бы поступать в трубку, расположенную сзади, и оттуда направляться в также находящиеся сзади легкие. У таких рыб, как карп и окунь, плавательный пузырь ориентирован подобным образом, и, если бы лягушки произошли от карпа, риска удушья не возникало бы. Увы, предками наземных позвоночных были лопастеперые рыбы с передним расположением легких[61].

ОПАСНЫЙ ПЕРЕКРЕСТОК

Перекресток – это сложная ситуация. Представьте, что вы едете по шоссе. Если вы следите за скоростью и соблюдаете разумную дистанцию до других автомобилей, то это относительно безопасный способ передвижения. Теперь представьте себе дорогу, вдоль которой проходят железнодорожные пути. Опять же, проблем быть не должно. Никаких ужасающих столкновений не произойдет, пока поезд остается сбоку и автомобили отделены от него ограждениями. А сейчас представьте, что шоссе и железнодорожные пути без знаков предупреждения пересекаются. Подобное расположение не всегда приводит к аварии: иногда по счастливой случайности поезда и автомобили могут проезжать в разное время, тогда все продолжают свой путь без происшествий. Но когда они едут одновременно, последствия оказываются разрушительными. Столкновение вагонов поезда и минивэна на скорости 100 км/ч – зрелище не из приятных. Аналогично в большинстве случаев, когда маленький ребенок ест хот-дог, тот попадает ему в пищевод и опускается в желудок. Но иногда хот-дог совершает на перекрестке неверный поворот и попадает в дыхательное горло. Тогда анатомия напоминает нам об истории нашей эволюции.

Продолжая метафору, отметим, что бывают случаи, когда дороги и рельсы должны пересекаться. И я уверен, что вскоре кто-то поймет, что было бы неплохо регулировать эти перекрестки. Для начала хорошо бы просто установить пару дорожных знаков. При установке ворот и светофоров железнодорожные переезды станут намного более организованными. Подобное произошло и с пересечением пищеварительного и дыхательного путей. Управляющими структурами респираторного тракта являются компоненты гортани, известные также как голосовой аппарат. Гортань – это переход между верхними и нижними дыхательными путями. Рудиментарная гортань уже присутствовала у лопастеперых рыб в виде простого сфинктера, закрывающего мешкообразное легкое[62].

Сфинктер, обеспечивающий закрытие примитивных легких, развился у рыб из жаберной дуги[63]. Жаберные дуги – это петлеобразные костные элементы у рыб, также часто называемые глоточными дугами, которые обеспечивают структурную поддержку жабр. Взрослые земноводные не имеют жабр и, следовательно, не нуждаются в поддерживающих их дугах. Вместо того, чтобы отправиться на свалку эволюции, жаберные дуги у наземных животных получили новую функцию: многие из них стали структурами головы и шеи четвероногих. Крошечные кости внутреннего уха – хороший пример структур со скромным происхождением от жаберных дуг.

Помимо более жестких структур, гортань также содержит более мягкие хрящи и перепончатые ткани, способные расширяться и сжиматься. Некоторые из этих мягких тканей могут смыкаться и перекрывать дыхательные пути. Для перекрестка, вынужденного теперь иметь дело не только с пищей, но и с воздухом, это была критическая адаптация. Когда человек не глотает, голосовая щель остается открытой и воздух свободно проходит вниз в трахею и в легкие. При глотании щель закрывается, что препятствует чему-либо, кроме воздуха, попадать в дыхательные пути. Система явно неидеальна, поскольку иногда арахис или виноградина могут проскользнуть через голосовую щель. Это ничем не отличается от аварии, произошедшей на регулируемом перекрестке. Время от времени какой-нибудь идиот решается попытать удачу, когда светофор уже мигает, а железнодорожная охрана расслабилась.

Ткани, которые смыкаются во время глотания и создают герметичность дыхательных путей, имеют в рукаве еще один серьезный козырь: они могут хлопать или вибрировать, когда через них проходит воздух. Если гибкость тканей оптимальна, это может привести к возникновению звука. Как и в случае со многими анатомическими особенностями, вскоре эти голосовые складки (или голосовые связки, как их чаще называют) стали использоваться для произведения впечатления на противоположный пол. Любой, кто жил рядом с благоденствующей популяцией лягушек, знает, что они обладают неслабыми вокальными данными. Их способности особенно заметны весной, когда самцы постоянно квакают, добиваясь расположения самок. Их пение может быть совершенно оглушительным в теплые весенние ночи: несколько видов создают такую какофонию, что трудно представить, как самки способны в ней разобраться. Поднимитесь вверх по эволюционному древу от лягушки к человеку, и вы увидите, что представители обоих полов используют свои голосовые способности для привлечения партнеров. На самом деле, как мы вскоре увидим, уникальные вокальные способности людей – это значительная часть истории с удушьем.

ПРИВРАТНИК НАДГОРТАННИКА

Еще одним элементом голосового аппарата, появившимся у млекопитающих, является хрящевой клапанообразный надгортанник. Он служит последним мигающим знаком на железнодорожном переезде. Действует он, как сиденье унитаза, закрывающее гортань во время глотания. У подавляющего большинства млекопитающих надгортанник примыкает к мягкому нёбу (задней части нёба) и позволяет разделять воздухоносные и пищеварительные пути. Он делает воздушный проход независимой трубкой, которая позволяет воздуху поступать в легкие и миновать место пересечения с пищеводом. Это был невероятно важный шаг вперед для млекопитающих. Благодаря надгортаннику млекопитающие, кроме человека, вряд ли подавятся пищей. Удушье может случиться, но оно не происходит с такой регулярностью, как у людей.

Надгортанное уплотнение с мягким нёбом также обеспечивает нечеловекоподобным млекопитающим возможность есть и дышать одновременно. Это очень выгодно для пушистых животных, поскольку многие млекопитающие тратят на питание значительную часть дня. В частности, травоядные животные часто потребляют пищу с низким содержанием питательных веществ, что вынуждает их съедать тонны растительного сырья для удовлетворения своих пищевых потребностей. В следующий раз, когда будете проезжать мимо коров или овец, обратите внимание на то, что большинство животных жуют, опустив головы. Если травоядное животное весь день стоит с опущенной головой, оно не может постоянно просматривать горизонт на предмет появления хищников. Надгортанник позволяет травоядным кормиться весь день и постоянно нюхать воздух для обнаружения волков, львов и тигров, которым больше всего нравится внезапное нападение на ничего не подозревающих травоядных.

Надгортанник, прижимающийся к нёбу, также позволяет млекопитающим быть по-настоящему млекопитающими, то есть дает возможность пить молоко из молочных желез. Детеныши могут в полной мере воспользоваться преимуществами материнских молочных желез за счет уникального анатомического устройства гортани. Благодаря надгортаннику детеныши млекопитающих, включая человеческих младенцев, могут питаться молоком матери, постоянно дыша через нос. Когда все идет правильно, ребенок может скоординировано сосать, дышать и глотать, не отрываясь от соска. У одних детей эта координация работает лучше, у других – хуже, а если у ребенка начинается насморк или он начинает задыхаться, как это нередко бывает с младенцами, то все потеряно. В итоге у вас на руках захлебывающийся ребенок, который пытается получить воздух и еду через одно и то же отверстие, принося дискомфорт для всех.

ПОПКА – ДУРАК

Итак, если надгортанник образует аккуратное маленькое уплотнение с нёбом, создавая фактически отдельные пути для воздуха и пищи, в чем же состоит проблема? Почему удушье является основной причиной несчастных случаев со смертельным исходом? Ответ в том, что у взрослых людей голосовые связки сдвинулись с места. Это возвращает нас к журналу Dysphagia для сравнения положения гортани у различных видов млекопитающих, включая человека[64]. Я сократил для вас статью до пяти слов: у людей гортань расположена ниже. Гортань и все сопутствующие структуры у взрослого человека расположены глубоко в горле. У нечеловекоподобных млекопитающих (и у человеческих младенцев) гортань в основном расположена сразу за языком.

Опущенная гортань по-прежнему эффективно защищает вход в нижние дыхательные пути. Однако при ее опущении незащищенная верхняя часть дыхательных путей может закупориться. Большинство случаев удушья происходит, когда что-нибудь застревает в верхних дыхательных путях, над защитными элементами гортани. Вроде бы светофор и железнодорожная охрана по-прежнему присутствуют, но они больше не расположены там, где это было бы наиболее целесообразно для предотвращения аварий.

Низкое расположение гортани взрослого человека имеет довольно большое преимущество: оно позволяет людям говорить. Когда воздух проходит через голосовые связки животного, он генерирует звук. Над гортанью должно быть достаточное пространство по вертикали, чтобы звук мог превратиться во что-то осмысленное. Без достаточного пространства невозможно издать ничего, кроме воя, мяуканья или лая.

Голосовой тракт состоит из двух отделов. Исследователи называют его надгортанным голосовым трактом (supralaryngeal vocal tract, SVT). Горизонтальная часть SVT образует прямую линию от губ через рот, заканчивающуюся у спинки языка. Вертикальная часть представляет собой прямую линию, идущую от этой точки (за языком) вниз к гортани. У взрослого человека соотношение горизонтального и вертикального измерений SVT составляет 1:1. У млекопитающих, кроме человека, гортань расположена так высоко в горле, что над голосовым аппаратом практически нет вертикального пространства. У многих млекопитающих морда удлиненная, что увеличивает длину горизонтального измерения. К примеру, даже если бы у самой умной собаки в мире гортань располагалась ниже, она все равно не смогла бы говорить, поскольку морда собаки настолько длинна, что соотношение даже не приближается к 1:1. Если какой-нибудь безумный ученый когда-нибудь решит попытаться создать говорящих собак с помощью искусственного отбора, ему следует начать с породы, у которой уже сплюснутая морда, наподобие английского бульдога или мопса[65].

Я знаю, о чем вы подумаете: что же произошло с попугаями и другими птицами, умеющими говорить? У большинства птиц голосовые органы расположены ниже, чем человеческая гортань. Голосовой орган птиц, называемый сиринксом, расположен на уровне разделения трахеи на два главных бронха. Неспособность большинства птиц говорить показывает, что низко расположенная гортань (или сиринкс) необходима, но недостаточна для формирования речи. По всей видимости, уникальность попугаев и некоторых других птиц заключается в их способности двигать языком таким образом, что они могут издавать звуки, похожие на гласные[66]. Эта особенность присуща только нескольким избранным видам птиц (и людям) и используется для воспроизведения самых разных криков в их естественной среде обитания. В сочетании с низким сиринксом именно уникальный язык попугаев дает им возможность говорить «Попка – дурак» или ругаться, как сапожник, если вы именно так надрессируете своего попугая.

Вернемся обратно к людям. Здесь потребовалось междисциплинарное сотрудничество биологов и лингвистов, чтобы докопаться до сути вопроса. Такое сотрудничество привело к пониманию, что решающим шагом в эволюции речи является наличие достаточного пространства для движения языка. Он должен иметь возможность танцевать на пересечении горизонтальной и вертикальной частей голосового аппарата. Если места достаточно, как у взрослых людей, язык может производить впечатляющие манипуляции во всем объеме SVT. В отсутствие пространства для работы языка невозможно произнести широкий спектр человеческих согласных и квантальных гласных [i], [u] и [a]. Филип Либерман, ученый-когнитивист из Университета Брауна с опытом работы в области фонетики, в одной из своих исследовательских статей описывает квантальные гласные как звуки, необходимые для образования слов «see», «do» и «ma»[67]. Во всех языках эти звуки являются неотъемлемыми компонентами речи.

Человеческие младенцы имеют такое же соотношение измерений SVT, как и у всех других млекопитающих. Младенцы, конечно, способны производить значительный шум (что могут подтвердить все молодые родители), но еще не могут превратить свой крик в речь, подобную взрослой. Независимо от того, сколько раз вы смотрите на новорожденного и издаете классические звуки «гу-гу, га-га», он не может ответить вам этими звуками, потому что его гортань расположена слишком высоко, чтобы позволить ему формировать слова таким образом. Что они могут, так это снова и снова издавать очаровательный звук «уа».

Новорожденные не могут точно сформулировать, чего они хотят, но начинают жизнь с уровнем защиты от удушья, обеспечиваемым надгортанником и нёбом. Надгортанник младенца расположен настолько высоко, что его часто можно увидеть за языком. Мой друг-отоларинголог рассказал мне, что «целый день видит в своем кабинете детей, чей надгортанник просто болтается в ротоглотке». Ротоглотка – это, как выражаются врачи, задняя часть горла. Иногда он даже принимает юных пациентов, которых направляют врачи общей практики, не подозревающие об этом явлении и обеспокоенные белым объектом, торчащим в задней части горла пациентов.

Помимо защиты надгортанником, младенцы в течение первых нескольких месяцев жизни питаются только жидкой пищей. Жидкости не застрянут даже при попадании не в то горло. Если предположить, что в первые несколько месяцев жизни ребенка кормят только материнским молоком или молочной смесью, единственной потенциально смертельной опасностью подавиться являются несъедобные предметы.

Вскоре гортань у ребенка начинает опускаться. Этот процесс происходит главным образом от двух до трех лет. Учитывая естественную изменчивость развития детей, у каждого отдельно взятого ребенка опускание может произойти раньше или позже. Оно продолжается в течение нескольких лет, а позже, с наступлением половой зрелости, в голосовом аппарате происходят и другие физические изменения. Но основная часть опускания гортани, делающая возможной человеческую речь, начинается еще в ясельном возрасте. Миграция гортани создает проблемы для маленьких детей с их крошечными дыхательными путями. Когда гортань опускается, трахея и пищевод должны пересечься. Время опускания неудачное – оно совпадает с периодом, когда малыши начинают есть все более твердую пищу. Когда родители дают детям хот-доги и виноград, гортань оказывается в опасном положении, подверженном риску удушья.

В конечном счете, как и во многих случаях, обсуждаемых в этой книге, история анатомии горла взрослого человека представляет собой один из компромиссов – у нас есть невероятная уникальная способность превращать звуки в осмысленную речь. Речь имеет огромное преимущество и, пожалуй, является чертой, отличающей нас от всех остальных животных. Однако за это приходится платить анатомическим строением, делающим удушье распространенным опасным явлением.

СВОБОДА СЛОВА

Польза голосового общения для человека неизмерима и явно перевешивает затраты. Люди придумали множество новых систем для облегчения общения (например, письменность, азбуку Морзе, дымовые сигналы, голубиную почту, текстовые сообщения), но ни одна из них и близко не сравнится по эффективности с речью. Другие системы неизменно требуют большей степени внимания и концентрации как от отправителя, так и от получателя. Непросто заниматься другим сложным делом, скажем, плетением корзины или потрошением оленя, параллельно расшифровывая или отправляя код азбуки Морзе. В современном мире многие люди причиняют вред себе и другим, пытаясь одновременно писать текстовые сообщения и управлять автомобилем.

Человеческая речь – идеальный инструмент для многозадачности. Нам не обязательно бросать все дела, чтобы поговорить друг с другом. Еще одна важная особенность устного общения заключается в том, что это невероятно быстрый способ изложить свою мысль. Всего за несколько секунд речи можно передать ошеломляющее количество информации. Помимо скорости, оратор с хорошим словарным запасом способен донести едва ли не любую идею.

Единственными нашими конкурентами в мире млекопитающих по эффективности и разнообразию акустической коммуникации являются китообразные (киты и дельфины). У китообразных нет низкой гортани, но они могут издавать множество различных звуков (жужжание, щелканье, писк, свист и т. д.), причем многие из них могут издавать несколько звуков одновременно. Изменяя громкость, периодичность, высоту тона и характер этих звуков, они действительно способны передавать целый спектр мыслей. Возможно, это не превосходит число идей, которые способны сообщать люди, но я бы не стал поднимать этот вопрос перед исследователем дельфинов, не будучи готовым к жаркой схватке или, по меньшей мере, к продолжительной дискуссии.

И хотя низкое расположение человеческой гортани делает нас в значительной мере подверженными удушью, речь осталась, потому что это самая гибкая и эффективная система общения, когда-либо существовавшая на долгом пути эволюционной истории. На вопрос, когда именно гортань сдвинулась вниз, ответить трудно по той же причине, по которой трудно изучать эволюцию глаза: гортань состоит из мягких тканей и не окаменевает. Оставшиеся подсказки кроются преимущественно в строении черепа и позвоночного столба. Анализируя эти структуры, исследователи начали собирать воедино истоки человеческой речи.

Результаты оказались довольно неожиданными. На протяжении большей части эволюционной истории гомининов их морда была слишком вытянутой, чтобы позволить развиться речи. Удлиненная морда означала гораздо большую горизонтальную часть SVT. Представление об этом дает изображение сильно вытянутой челюсти шимпанзе. Пока размер челюсти немного не уменьшился, даже анатомически невообразимо, чтобы гоминин мог начать произносить слова. Это означает, что ранние представители нашего рода, такие как Homo erectus, жившие один-два миллиона лет назад, не были способны ни к чему, кроме выкриков или мычания.

Переведем эволюционные часы вперед, на более поздние времена. Укороченная челюсть открыла возможность возникновения речи. Общепринятое время появления Homo sapiens – примерно 200 000 лет назад, хотя некоторые специалисты в этой области полагают, что ранние Homo sapiens могли отделиться от других гомининов около 300 000 лет назад[68]. Измерения черепов и позвоночных столбов возраста 100 000 лет убедительно свидетельствуют о том, что люди примерно того периода все еще не воспроизводили ничего, даже близко похожего на современные человеческие звуки[69]. Это означает, что по крайней мере 50 % времени (а вероятнее, около 75 %), пока Homo sapiens обитали на земле, они были неспособны произносить весь спектр человеческой речи.

Задержка была связана с длиной шеи. Этой части тела пришлось удлиниться, чтобы позволить спуститься гортани, создав необходимое соотношение 1:1 по горизонтали и вертикали. Даже при более короткой челюсти без удлинения шеи гортани некуда было спуститься, не вызывая при этом целого ряда других проблем. Судя по окаменелым шейным позвонкам древних людей, шея, по-видимому, не вытягивалась до длины, близкой к своей нынешней, примерно до 50 000 лет назад. Хотя первые преимущества более длинной шеи были, вероятно, связаны с речью, в наши дни многие считают ее символом красоты и статуса. Некоторые культуры заходят так далеко, что надевают кольца на шею маленьким детям, пытаясь создать иллюзию ее длины и элегантности.

Некоторые палеоантропологи полагают, что проблема с шеей, возможно, помешала в свое время нашим близким родственникам, неандертальцам, обмениваться историями и петь песни у костра. Недавно полученные данные указывают, что вымерли они примерно 40 000 лет назад[70]. И хотя их лица не были чересчур вытянутыми, в тот период они все еще имели коренастые шеи, которые, вероятно, не обеспечивали достаточно места над голосовым аппаратом для возможности говорить. В научном сообществе, занимающемся изучением неандертальцев, ведутся горячие споры о том, в какой мере наши близкие родственники были способны общаться устно. Есть некоторые подсказки в костях головы и шеи, но бо́льшая часть свидетельств находится в мягких тканях, ныне потерянных для истории.

Вне зависимости от того, умели неандертальцы говорить или нет, они должны были обладать некими привлекательными качествами, поскольку, как мы теперь знаем, неандертальцы и люди скрещивались. Доказательством этого любопытного факта стало секвенирование геномов человека и неандертальца, которое продемонстрировало явно неандертальские образцы ДНК, разбросанные в геномах современных людей. Такой обмен ДНК мог произойти только одним способом и является свидетельством несколько неудобного факта, что в какой-то относительно недавний момент нашей истории люди занимались с неандертальцами сексом. Если неандертальцы и не были способны воспроизводить речь, подобную человеческой, возможно, древние люди время от времени спаривались с неандертальцами, потому что те были замечательными слушателями, не способными внятно отвечать, даже если бы очень захотели.

ЕЩЕ ОДНА ПРОБЛЕМА – НАРУШЕНИЕ СНА

Помимо опускания гортани, облегчению речи у людей способствовали и другие изменения. Череп трансформировался по нескольким измерениям, что привело к сужению горла. Например, foramen magnum, большое затылочное отверстие в основании черепа, через которое проходит спинной мозг, постепенно переместилось вперед и в итоге оказалось у людей гораздо дальше, чем у других приматов. По мере того как опускалась гортань, нёбо и язык отодвигались все глубже в глотку. Образовавшийся в результате более узкий проход благоприятствовал речи, поскольку позволял более точно модулировать звук, производимый прохождением воздуха через голосовые связки. Формирование речи при более глубокой и узкой голосовой щели должно было походить на попытку создавать музыку, дуя в рулон оберточной бумаги. С более узкой голосовой щелью люди обрели музыкальный инструмент, больше похожий на флейту или, по крайней мере, на казу́.

Однако те же самые анатомические изменения привели к еще одной серьезной проблеме, проявляющейся исключительно у людей. Я выделил здесь удушье как основную биологическую цену опущенной гортани, но обсуждение будет неполным, если не затронуть хотя бы темы сна и храпа. Многих людей подводит позволяющая говорить анатомия, когда они ложатся спать. Подобное состояние называется нарушением дыхания во сне или, более официально, синдромом сонных (ночных) апноэ (СНА), и оно поразительно широко распространено. Исследования, опубликованные в журнале New England Journal of Medicine, свидетельствуют о том, что эта проблема возникает у 24 % взрослых мужчин и 9 % взрослых женщин[71].

В менее тяжелых формах СНА способен вызывать у человека только храп. Возможно, это не нарушит сон храпящего, но может оказать весьма негативное воздействие на любого, кто пытается уснуть поблизости. Наиболее тяжелой формой СНА является обструктивное апноэ во сне. Это проблема, затрагивающая человека и некоторые породы собак с уплощенными мордами, выведенные в результате искусственного отбора в течение нескольких поколений.

Для людей апноэ во сне – не шутка. В сонном состоянии к нарушению дыхания ведет расслабление мышц в горле: оно вызывает сужение трахеи и создает помехи дыханию, поскольку дыхательные пути человека и без того уникально узки. Если бы трахея не была такой длинной и узкой, то расслабление мышц во время сна не имело бы столь большого значения. Обструктивное апноэ во сне приводит к остановке дыхания. Это заставляет организм проснуться для перезагрузки системы и вызывает прерывание сна. Люди с апноэ во сне часто просыпаются лишь частично, поэтому иногда даже не подозревают, что у них такое случается. Они лишь знают, что качество их сна было ужасным, поскольку весь следующий день чувствуют себя разбитыми. Зачастую обнаруживать проблему приходится их партнерам – тем, кто лежит рядом без сна (из-за чрезмерного храпа) и слышит прекращение и возобновление дыхания страдающего.

Если не лечить обструктивное апноэ, оно может перерасти в ряд других расстройств, таких как бессонница, головные боли и депрессия. Очевидно, что оно также приводит к серьезным трудностям с концентрацией внимания в дневные часы. Апноэ во сне даже связано с широким спектром потенциально смертельных состояний, таких как сердечные приступы и инсульты.

Теренс Дэвидсон, автор исследовательской статьи, опубликованной в журнале Sleep Medicine, изучал связь между анатомией речевого тракта и нарушениями сна. Он задался естественным вопросом о том, имел ли место отрицательный отбор по апноэ во сне, и заявляет, что «если не считать редких случаев убийств храпуна его сотоварищами по пещере, скорее всего, отрицательного отбора на апноэ во сне не было»[72]. Полагаю, что обычно храпуна должны были просто выгнать из пещеры на улицу, чтобы все могли немного отдохнуть.

Другой затрагиваемый Дэвидсоном аспект состоит в том, что крайние формы нарушений дыхания во сне, такие как обструктивное апноэ, гораздо чаще наблюдаются у пожилых людей. Мышцы в горле (да и во всех других местах) с возрастом естественным образом начинают терять тонус. Фактор возраста означает, что естественный отбор не имел возможности сформировать анатомию таким образом, чтобы предотвратить эту проблему. Тысячи лет назад большинство людей давно бы уже умерли, не дожив и до 40 лет, когда СНА начинает проявляться у большей части населения. Даже сейчас большинство людей заводят детей еще до того, как обычно начинаются проблемы с СНА. В результате тяжелые состояния, подобные обструктивному апноэ во сне, избегают фильтра естественного отбора и продолжают проскакивать в следующее поколение. Единственный способ, которым естественный отбор сможет решить эту затруднительную ситуацию, – это если мы все согласимся никогда не совокупляться с храпящими людьми, что кажется маловероятным и несправедливым по отношению к храпящему населению. Даже в этом случае храпуны, вероятно, просто найдут других храпунов, с которыми можно заняться сексом, что только усугубит проблему, создав новую родословную линию суперхрапунов.

ОДИНОКИЕ БОЛТУНЫ

Если выгоды от устного общения способны перевесить затраты, связанные с удушьем и нарушением сна, то почему оно не получило более широкого распространения у животных? Согласно одной из гипотез, речь никогда бы не возникла, если бы предки человека продолжали передвигаться на четвереньках. Четвероногие во многом зависят от своего обоняния: они воспринимают бо́льшую часть информации о мире через нос. Мы интуитивно понимаем это, сравнивая наше обоняние с обонянием практически любого другого млекопитающего. Расправьте обонятельный эпителий человека, и вы получите кусочек ткани размером с почтовую марку. Сделайте то же самое с собакой, и кусок ткани будет размером с два экрана смартфона[73]. Подобное сравнение уместно, так как если представить, что человеческий нос работает на уровне традиционной бумажной почты, то у собак в морду встроен новейший iPhone.

Представьте себе идущую по улице собаку, обнюхивающую каждый встречающийся цветок и каждый пожарный гидрант. Когда собака встречает другую собаку, вместо того, чтобы встречаться взглядами и обмениваться рукопожатиями, они обнюхивают друг друга (некоторые добираются и до интимных мест) и, делая это, вероятно, получают больше информации, чем мы можем себе представить. Благодаря анатомии головы и шеи собаки способны воспринимать поток обонятельной информации без перерыва. Для многих животных нарушение обоняния значило бы то же самое, что завязать глаза человеку или заставить продлевать каждое моргание на несколько секунд.

Утверждается, что, когда предки человека стали двуногими, начался постепенный отход от обоняния как доминирующего чувства. С вертикальным положением гоминины стали более зависимы от своего зрения. Имея возможность видеть потенциальную опасность, а не чуять ее, у гомининов не было необходимости постоянно нюхать воздух для обнаружения хищников, а мутации, изменявшие форму горла, имели шанс закрепиться в популяциях. У ранних человекообразных плотная связь надгортанника и мягкого нёба ослабла, и гортань начала опускаться.

Со временем форма горла изменилась достаточно существенно, настолько, что люди стали способны на большее, чем просто твердить «уга-буга» у костра. Они еще не пели «Аве Мария», но, что бы они ни делали, это явно было привлекательнее, чем простое кряхтение. Отбор по вокальным данным продолжился. В итоге мы получили горло, позволяющее нам петь в караоке, но при этом мешающее заснуть и заставляющее поедать виноград с некоторой опаской.

Часть II

Хрупкие части

4

Две змеи в день

Мировой рекорд человека, пробежавшего 100-метровую дистанцию на двух ногах, составляет 9,58 секунды. Каков мировой рекорд в беге на 100 метров для человека, бегущего на четвереньках?

а. 8,32 секунды

б. 15,71 секунды

в. 22,92 секунды

г. 45,03 секунды

Я был весьма тощим ребенком. Когда получал свои первые водительские права, во мне было 168 сантиметров роста и 43 килограмма веса. До сих пор удивляюсь, почему, хотя бы ради собственного самоуважения, я не поднабрал немного веса. А еще в детстве я занимался множеством различных видов спорта. Сочетание худобы и очень высокой активности вело к изрядному количеству сломанных костей: я вполне преуспел в столкновениях с заборами, защитниками и прочими препятствиями. И всегда сразу понимал, когда ломал кость. Уровень боли при этом отличается от других травм. Спустя все эти годы у меня до сих пор остается впечатление, что если вы задаетесь вопросом, сломали ли вы кость, значит, кость не сломана. Когда кость ломается, ваше тело сообщает об этом четко и ясно. Иногда вы можете продолжать играть, превозмогая боль от ушиба или растяжения, потому что такая боль менее интенсивна. Боль при переломе острая и непрекращающаяся, и нет никаких сомнений в том, что следует прекратить двигать суставом и обратиться за помощью.

Постепенно я немного поправился и перестал так часто посещать травмпункт. У меня был долгий период без повреждений, пока несколько лет назад, будучи преподавателем и играя с коллегами в баскетбольной команде, я снова не получил травму. Большинство других команд лиги состояли из студентов – это уже не сулило ничего хорошего. Вероятно, было не лучшей идеей встать из-за стола, размяться пару минут и попытаться угнаться за группой молодых студентов на баскетбольной площадке.

Помню, как стоял под корзиной и делал ложный бросок. Защитник поддался на финт, но вместо того, чтобы забросить мяч, я рухнул на пол. Я сразу понял, что порвал переднюю крестообразную связку (ПКС). За годы игры в баскетбол я пережил бесчисленное количество вывихов лодыжек и коленей, растяжений и перенапряжений связок и сухожилий, но никогда не разрывал их полностью. Эта боль была иной – подобное я испытывал при переломе кости.

Полагаю, что восстановление передней крестообразной связки – это интересный опыт для любого, но особенно для профессора анатомии. После многих лет преподавания строения колена мне удалось на собственном опыте убедиться в его хрупкости. Мне повезло с травмой, и я уберегся от какого-либо сопутствующего повреждения. Разрыв ПКС часто сопровождается разрывом медиальной коллатеральной связки и медиального мениска – ситуации, известной как «несчастная триада». Благо я избежал ее и прошел по сравнительно простому сценарию восстановления только одной связки.

Обычно самым распространенным первым шагом при реконструкции ПКС является изъятие частички собственного тела для использования в операции (сценарий «ограбь Петра для уплаты Павлу»). Два наиболее популярных метода реконструкции включают в себя взятие либо части сухожилия надколенника (толстого куска ткани под коленной чашечкой), либо кусочка одной из мышц подколенного сухожилия, проходящего вдоль задней области ноги. Затем хирург-ортопед использует полученную ткань для создания новой ПКС.

Восстанавливать порванную ПКС необязательно. Эта связка обеспечивает повышенную устойчивость колена, особенно при таких движениях, как скручивание и поворот, но вполне можно обойтись и без нее. У меня был друг в аспирантуре, тоже порвавший ПКС при игре в баскетбол. Он решил не восстанавливать ее и продолжил свою карьеру с порванным коленом. После того, как опухоль спала и боль ушла, его повседневная жизнь с разорванной связкой особо не изменилась. Вероятно, ему сложнее обмануть защитника с помощью перекрестного дриблинга, но можно весьма эффективно идти по жизни и без этого смертоносного приема. Прошло уже почти 20 лет, а он до сих пор не восстановил колено. Фактически до того, как хирургические методы стали более совершенными и эффективными, профессиональные спортсмены нередко продолжали карьеру с травмами коленей. Полагают, что несколько спортсмены, в том числе Микки Мантл и Джо Намат[74], бо́льшую часть своей карьеры играли с порванными крестообразными связками.

Я же хотел иметь возможность уверенно передвигаться по спортивной площадке в будущем, поэтому подробно прочитал о двух методиках восстановления и выбрал хирурга, который реконструировал ПКС с помощью трансплантатов подколенного сухожилия. Такая методика обычно предполагает несколько более длительную реабилитацию, но она также снижает вероятность остаточной боли в колене. Этот компромисс показался мне приемлемым. В день операции я убедился, что мне отметили ту ногу, которую нужно резать[75][76], прижал к лицу анестезиологическую маску, начал обратный отсчет от 100 и отключился еще до того, как дошел до 90.

Спустя несколько недель я пришел в кабинет хирурга на свой первый повторный визит. У меня было несколько вопросов о графике реабилитации, а еще я хотел узнать мнение врача о том, как прошла операция. Он оставил пару комментариев, которые запомнились мне навсегда. Хирург описал выемку на моем колене, в которую вписывалась крестообразная связка, как «маленькую А-образную рамку» и, похоже, ни капельки не удивился тому, что связка порвалась. Во всяком случае, учитывая все виды спорта, которыми я занимался, он был удивлен, что она протянула так долго, и предположил, что в какой-то момент я сломаю и другое колено. Врач намекнул, что сустав близок к разрушению из-за размера и формы моей ПКС. Одна чересчур усердная серия обманных финтов наконец-то взорвала бомбу замедленного действия анатомии моего колена.

Итак, от моей порванной ПКС мы переходим к совершенно новому набору проблем человеческого тела – ломотам и болям скелетной системы. Как и в случаях с проблемами головы и шеи, история болезненности наших костей, хрящей, связок и сухожилий коренится глубоко в прошлом. В этом разделе мы рассмотрим проблемные анатомические «горячие точки» по всему телу и начнем, пожалуй, с сустава, приводящего под нож хирурга больше людей, чем любой другой, – с колена.

ВЕРХУШКА АЙСБЕРГА

Моя травма была далеко не уникальной – каждый год миллионы людей рвут передние крестообразные связки[77]. Значительная часть травм ПКС случается во время занятий спортом, но большинство из них, как и моя, происходят бесконтактным образом, а не в результате, скажем, жесткого подката. Самая распространенная угроза возникает из-за неловкого приземления после прыжка или неудачной постановки ноги для выполнения удара или поворота. Большинство людей не рвут ПКС, двигаясь по прямой: подобные травмы чаще всего случаются в таких видах спорта, как футбол, баскетбол и американский футбол, где игроки бо́льшую часть игры прыгают или сильно упираются ногами, чтобы быстро изменить направление.

Жизнь без занятий видами спорта со скручивающими движениями не гарантирует свободу от болей в коленях и травм. Связки, такие как ПКС и медиальная коллатеральная связка, чаще всего разрываются в результате острых травматических повреждений, связанных со спортом, но другие мягкие ткани колена могут быть повреждены и более щадящим образом. Между бедренной костью (лат. femurs) и большеберцовой костью голени (лат. tibia) находятся мениски. Они действуют как амортизаторы и особенно подвержены травмам. Как и в случае со связками, мениски уязвимы во время скручивающих движений, но для их разрыва не требуется типичного скоростного характера травмы, как для разрыва связки.

В одном из исследований, опубликованных в журнале The Knee, изучались истории болезни пациентов определенных хирургов за восьмилетний период: каждому пациенту проводили артроскопию из-за подозрения на повреждение мениска[78]. Существование целого журнала, посвященного одному суставу, предполагает, что это проблематичное анатомическое образование. Авторы сосредоточили свое внимание на пациентах, впервые повредивших колени. Исключение случаев с рецидивами сократило список пациентов с 1236 до 392, и это значит, что более двух третей обратившихся в клинику пациентов уже обследовались хирургом в прошлом по поводу проблем с коленями. Очевидно, что травмы колена порождают его последующие травмы.

Почти треть (113) из тех 392 пациентов, кто обратился к врачу впервые, не смогли квалифицировать свои травмы как спортивные или не спортивные – у них просто болели колени. Люди не знали, почему появилась эта боль, и хотели ее вылечить. Иными словами, многие пациенты повредили мениски, ведя жизнь в обычном повседневном ритме. Они не травмировали ноги в любительских матчах по выходным или поскользнувшись на бордюре – их мениски изнашивались просто потому, что иногда такое случается.

Исследование пролило свет на природу травм мениска. В частности, было подчеркнуто, что обычно они возникают вне зависимости от занятий спортом. Только 127 из 392 травм мениска (32,4 %) были связаны со спортом. В 152 случаях пациенты смогли четко определить характер травмы как не связанный со спортом.

Интересно, что в большинстве случаев травмы не являлись причиной неспортивных повреждений менисков.

Безусловно, было несколько ужасных аварий на мотоциклах или неприятных падений с лестницы, но наиболее распространенной причиной травм среди неспортивной группы было приседание. Да, всего лишь приседание.

Простой процесс сгибания, чтобы что-то поднять, может привести к разрыву мениска. Люди с этой травмой часто попадают в операционную, потому что организм плохо справляется с самовосстановлением колена по причинам, которые мы рассмотрим в этой главе позже. Пожилые люди не единственные жертвы травм, полученных при приседании. Как утверждается, приседание является «наиболее частой причиной серьезного разрыва мениска у пациентов в возрасте до 30 лет в группе неспортивных травм»[79]. Думаю, это похоже на правду. Больше всего раз я приседал, когда мне было 20 или около того. Это были благонамеренные, однако глупые причины (например, попытка переставить диван или поднять девушку на руки). Когда становишься старше, уже платишь кому-нибудь помоложе, чтобы тот передвинул за тебя диван, а уж про поднятие на руки женщин с целью произвести на них впечатление и вовсе пора забыть.

ЖИЗНЬ В ПЕРЕХОДНОМ ПЕРИОДЕ

Позвольте мне испортить вам финал главы: наши колени подвержены травмам, потому что мы двуногие. С эволюционной точки зрения переход от хождения на четырех конечностях к передвижению на двух произошел не так уж и давно. В научном сообществе существует общее мнение о том, когда это произошло. Одними из самых ранних прямых доказательств являются окаменелые следы в Лаэтоли, в Танзании. Представители Australopithecus afarensis (вид Люси) оставили здесь свои следы 3,6 миллиона лет назад[80]. Другие данные, основанные на окаменелых останках ардипитека Арди (Ardipithecus ramidus), отодвигают дату к возрасту 4,4 миллиона лет назад.

Такой срок может показаться долгим, но три-четыре миллиона лет – всего лишь мгновение в общей хронологии жизни на Земле. Это последняя страница исключительно длинной книги. Если сжать всю временную шкалу Вселенной в один календарный год (как это сделал Карл Саган в книге «Космос»), то четыре миллиона лет – это последние пару часов перед Новым годом. Глазу, для сравнения, потребовалось 375 миллионов лет, чтобы разобраться с переходом из воды на сушу, а это почти в 100 раз больше по времени. Я готов поспорить, что спустя четыре миллиона лет жизни на суше взгляд протоамфибии на мир был еще довольно размытым. Человеческое колено все еще устраняет огрехи на ранних стадиях своего переходного периода.

Переключение с передвижения на четырех конечностях к ходьбе на двух не так уж тривиально. Какой-то особый гоминид (таксономическое семейство, включающее человека, наших вымерших близких родственников и предков, а также других человекообразных обезьян) не просто так спустился с деревьев и решил пробежать несколько километров на двух ногах. Должен был существовать переходный период. В попытках объяснить, как и почему произошел переход к бипедализму (прямохождению), учеными было выдвинуто целых 30 гипотез. Начало серии гипотез о прямохождении положил сам Чарльз Дарвин в 1871 году в книге «Происхождение человека и половой отбор» (его вторая по известности книга после «Происхождения видов»), где он представил идею, позже получившую название «гипотеза свободы рук». Многие другие авторы подхватили эту мысль в XX веке и уточнили сферу ее применения, размышляя обо всех преимуществах, которые могут дать свободные руки в плане использования орудий труда и оружия[81].

Основной смысл научных гипотез состоит в том, чтобы подвергнуть их экспериментальной проверке и увидеть, выдержат ли они ее. Гипотеза не может считаться истинной сама по себе. Ученые собирают доказательства, а потом либо подтверждают, либо не подтверждают гипотезу. Если существует масса доказательств в поддержку гипотезы, термин меняется и для описания идеи используются такие выражения, как «теория» или «закон» (вспомним теорию эволюции, теорию/закон гравитации или теорию атома). В других случаях доказательства приводят к отклонению гипотезы. Если идея никогда не проходила этапы экспериментирования и сбора доказательств, то она не имеет научного фундамента.

Гипотеза свободы рук по многим аспектам столкнулась с проблемами, как только появились доказательства и прояснилась временна́я шкала человеческой эволюции. Если мы консервативно отнесем истоки прямохождения примерно на четыре-пять миллионов лет назад (некоторые утверждают, что оно началось еще раньше), то останется по крайней мере пара миллионов лет, прежде чем появились первые указания на использование примитивных орудий (примерно два-три миллиона лет назад). В конце концов произошел отбор в отношении таких видов поведения, как метание копий и размахивание молотками, но использование инструментов не объясняет, почему вообще возникло прямохождение.

К концу XX века появилось несколько новых идей. В рамках гипотезы терморегуляции предполагалось, что основным преимуществом двуногости по сравнению с четвероногой жизнью является значительное снижение затрат в отношении воздействия солнечной радиации. В более современных терминах можно описать это как разницу между стоянием в очереди на водную горку и загоранием на шезлонге у бассейна. Вы быстрее перегреетесь и получите солнечный ожог, отдыхая у бассейна, поскольку в таком случае существенно бо́льшая площадь поверхности вашего тела подвержена воздействию солнца. Четвероногие находятся в положении с более высокой степенью воздействия солнечных лучей. Поставьте их на две ноги, и вероятность перегрева снизится. По крайней мере, так думали.

Эта гипотеза кажется весьма разумной, если предположить, что переход к прямохождению произошел в открытой среде саванны, где терморегуляция должна была стать серьезной проблемой, которую необходимо было преодолеть. Но по мере обнаружения в конце XX века все большего количества ископаемых свидетельств стало ясно, что такое предположение также ошибочно. Самые ранние окаменелые останки гомининов происходят из лесной среды, которая, вероятно, была дождливой и влажной[82]. Это открытие стало смертельным ударом по гипотезе терморегуляции. Как и использование орудий, более прохладное тело, скорее всего, являлось преимуществом, приобретенным двуногими гомининами позднее, но не было частью первоначального стимула к отходу от четвероногого образа жизни.

ОБЕЗЬЯНА, ИДУЩАЯ ВБРОД

В гипотезе XXI века учитываются новые знания о влажной среде и предлагается радикально иная идея о том, как произошел переход к прямохождению. Общая теория земноводной природы бипедализма[83] (на мой взгляд, это, скорее, гипотеза, чем теория) предполагает, что критическим поведением в эволюции прямохождения было передвижение вброд. Ее авторы полагают, что ранние гоминины спускались с деревьев в болота и низменные водоемы для добычи растений и мелких животных. Примерно шесть-семь миллионов лет назад климат в Африке стал сильно изменчивым[84]. В чрезвычайно влажные периоды, когда число болот и озер увеличивалось, передвигающимся вброд обезьянам приходилось принимать двуногую стойку, чтобы держать голову над водой. Прогулки вброд по болотам в поисках пищи со свободными руками должны были открывать новые возможности для добычи ужина. Получается, что Дарвин мог быть прав относительно полезности свободных рук, даже если и упустил момент их первоначального использования.

Эта новейшая идея также хорошо согласуется с наблюдениями за двуногим передвижением современных человекообразных обезьян. Другие человекообразные обезьяны передвигаются вразвалку и вынуждены изгибать ноги, чтобы принять прямую стойку. В отличие от людей, они не способны свести колени и стоять идеально прямо в расслабленном состоянии. В результате шимпанзе и гориллы очень быстро утомляются при ходьбе или стоянии на двух ногах на суше.

Вам не обязательно верить мне на слово. Примите наиболее удобную для вас позу стоящего на двух ногах шимпанзе и посмотрите, как долго вы простоите в ней со слегка согнутыми ногами. Когда я это делаю, примерно через 30 секунд у меня начинают болеть колени, а через минуту появляется боль в спине. Две минуты такого положения – и мне становится совсем плохо. Я попробовал стоять так в течение двух минут пару часов назад и до сих пор чувствую боль в спине. Вероятно, это был не самый умный способ проиллюстрировать вышесказанную мысль, но любопытство взяло надо мной верх.

Добавьте в уравнение немного воды, и все изменится. Шимпанзе и гориллы естественным образом принимают двуногую стойку на мелководье. Их поведение поразительно похоже на то, как люди ходят по воде по пояс или по грудь, при этом поднимая руки над головой, если заходят достаточно глубоко. Ключевой момент общей теории земноводной природы бипедализма заключается в том, что подъемная сила воды снимает напряжение четырехглавых мышц ног двуногих в согнутом положении и помогает поддерживать вес тела.

Опробовав согнутую стойку двуногой обезьяны на суше (и найдя ее, мягко говоря, трудной), я отправился в местный бассейн, чтобы опробовать ее в воде. Разница оказалась невероятной. У меня возникло ощущение, что я смог бы целый день простоять в обезьяньей стойке по пояс в воде. Ранние гоминины были способны простоять на двух ногах на суше всего несколько минут, но в воде они могли стоять часами подряд. Поддержка воды практически полностью снимает напряжение мышц.

Когда вы стоите по пояс в воде, как обезьяна, нетрудно представить, каким образом вода могла стать необходимым мостиком к прямохождению. Она могла поддерживать тело гоминина во время перехода водоема вброд, одновременно позволяя использовать новую среду обитания. В одной из своих исследовательских статей на эту тему немецкий анатом Карстен Нимиц, один из виднейших сторонников гипотезы земноводной природы, утверждает, что возникновение прямохождения через стадию перехода вброд является «единственным сценарием, подходящим для преодоления значительного анатомического и функционального порога от четвероногости к двуногости»[85]. После моего опыта стояния в согнутом положении подобно человекообразной обезьяне на суше и в бассейне я склонен думать, что общая теория земноводной природы бипедализма, пожалуй, способна выдержать критику.

Еще более свежая идея связывает происхождение прямохождения с совокуплением. Поскольку климат изменился, а добывать пропитание становилось все труднее и труднее, нехватка пищи стала особенно острой проблемой для самок: важные обязанности по воспитанию детенышей ограничивали их способность добывать пищу на больших расстояниях. При таком сценарии должен был действовать сильный отбор самцов, способных обеспечить самок. Единственным способом, которым самец мог добывать пищу и приносить ее обратно, было принять двуногую стойку и нести свою добычу в руках. Эту гипотезу сложно проверить, но есть некоторые современные доказательства в ее поддержку: шимпанзе переходят на прямохождение, когда переносят особо ценные ресурсы.

Автор гипотезы «секс в обмен на пищу» Оуэн Лавджой из Кентского университета штата Огайо предполагает, что когда в род гомининов вошло моногамное поведение, это был исторический момент[86]. Наградой для самца-кормильца по возвращении на стоянку могла стать верная самка. Благодаря прямохождению и добыче пищи на больших расстояниях самцы, возможно, перешли от ударов по своей груди и оскаливания зубов к выяснению того, какой тип пищевых подношений лучше всего подходит для поднятия настроения потенциальной партнерши. Прошло несколько миллионов лет, а мужчины все еще пытаются разобраться в этом. По моему опыту, суп-пюре с зеленым луком, чесноком и поджаренным беконом обеспечивает хорошие шансы.

Шимпанзе НА БЕГОВЫХ ДОРОЖКАХ

Даже имея веские доказательства, подтверждающие некоторые из этих гипотез, мы, вероятно, никогда не сможем сказать со стопроцентной уверенностью, почему предки человека стали двуногими. Произошло ли это из-за дождя, снега, жары, холода, секса, поиска пищи, хождения вброд, ношения детей, переноски еды, разжигания огня, бросания и ловли камней, метания копий в огнедышащих инопланетных драконов или всего вышеперечисленного. Для нашей анатомии наиболее важно то, что это просто произошло. Поэтому теперь мы переключаем внимание на приспособления человеческого тела, делающие прямохождение возможным.

Есть пословица: «Прежде чем бежать, научись ходить». Так было и с нашими предками. За первые пару миллионов лет двуногой жизни произошло несколько значительных анатомических изменений, сделавших возможной жизнь на двух ногах. Гомининам, если они собирались периодически стоять на земле, не крича от боли, требовалась достаточно серьезная перестройка скелета. Одним из наиболее очевидных различий в скелете обезьян и гомининов является угол наклона бедренных костей от тазобедренного сустава до колена. У шимпанзе бедренные кости почти вертикальны, тогда как у ранних гомининов и человека эти кости расположены под углом. Из-за этого у людей колени и ступни располагаются ближе друг к другу, ниже центра тяжести тела, что обеспечивает эффективный шаг с меньшим смещением веса тела (нам не нужно ходить вперевалку, как шимпанзе) и помогает при решении такой немаловажной проблемы, как поддержание равновесия при ходьбе на двух ногах.

С переходом на прямохождение таз также претерпел значительные изменения. Трансформации таза помогли перейти на двуногий шаг, но в результате изменилась форма родовых путей. Этот вопрос рассматривается в одной из последующих глав, но, если вкратце, изменения привели к тому, что рождение детей через такое узкое пространство стало серьезной и даже опасной для жизни проблемой для женщин.

Еще одна важная перестройка произошла в форме позвоночника. Позвоночник четвероногих человекообразных обезьян имеет С-образную форму с центром тяжести, расположенным далеко впереди. Вследствие такой формы позвоночника при ходьбе на двух ногах шимпанзе приходится прилагать немало усилий, чтобы не опрокинуться. Это еще одна причина, почему они не могут долго оставаться в вертикальном положении, не уставая. Человеческий S-образный позвоночник располагает голову и туловище выше центра тяжести, а не перед ним. Как и в случае с другими изменениями, искривление позвоночника привело к значительному анатомическому компромиссу. На этот раз ценой стала человеческая эпидемия болей в спине, к которой мы вернемся позже и рассмотрим ее более подробно.

Эти и другие изменения сделали людей очень эффективными ходоками. Чтобы понять, насколько эффективными, исследователи из Университета Аризоны для сравнения научили шимпанзе ходить по беговой дорожке, подключив их к оборудованию, измеряющему потребление кислорода[87]. (Это лишь вторая из самых странных историй о животных на беговых дорожках, которые я знаю, поскольку у меня есть друг, однажды заставивший бегать кровососущих летучих мышей по сделанным на заказ крошечным беговым тренажерам[88].)

Ученые научили шимпанзе ходить по беговой дорожке как на четвереньках, так и на двух ногах. Когда они проанализировали данные по группам, то обнаружили, что шимпанзе требуется примерно на 75 % больше энергии, чтобы преодолеть то же расстояние, что и человеку, независимо от того, передвигались ли шимпанзе на четырех или на двух конечностях. На индивидуальном уровне некоторые шимпанзе передвигались на четвереньках более чем на 30 % эффективнее. У других не было большой разницы между передвижением на четырех и на двух конечностях. Образ жизни шимпанзе отражает их общую двигательную неэффективность: они, как правило, не преодолевают более пары километров в день. Люди со своей непринужденной вертикальной походкой могут ходить целый день, не утомляясь.

В исследовании участвовал один необычный шимпанзе, более эффективно ходивший на двух ногах, чем на четвереньках. У этого единственного выдающегося экземпляра (33-летней самки шимпанзе, естественно, по кличке Люси) были немного более вытянутые колени и бедра. Она демонстрировала во плоти, а не посредством изучения окаменелостей, как у четвероногого животного может быть достаточно скелетных и мышечных вариативностей, которые обеспечивают возможность отбора признаков, благоприятствующих прямохождению. Шимпанзе, подобные Люси, смогли бы выжить, если бы джунгли затопило и им пришлось бы ходить, приняв вертикальное положение.

К сожалению, исследователи не заставляли ходить на четвереньках людей. Мне бы очень хотелось увидеть вариативность эффективности четвероногого передвижения у таких, как мы. Хотите верьте, хотите нет, но существует зарегистрированный мировой рекорд человека по бегу на 100 метров на четвереньках. Усэйн Болт в беге на четвереньках – это Кеничи Ито из Японии, которому принадлежит мировой рекорд со временем 15,71 секунды (у Болта в беге на двух ногах рекорд составляет 9,58 секунды). Насколько поразительно видеть человекообразную обезьяну, ходящую на двух ногах, настолько же заставляет задуматься вид человека, бегущего спринтерскую дистанцию, используя все четыре конечности[89]. Заодно это очень наглядно подчеркивает идею о том, что наше четвероногое прошлое на самом деле не такое уж и прошлое.

МЕНИСК-РАСКЛАДУШКА

Переход на прямохождение доставил коленям множество проблем. Наиболее очевидной, пожалуй, является распределение веса. Четыре комплекта амортизаторов прекрасно распределяют вес у четвероногого, но у двуногого нагрузку несут только два комплекта. Выполняя двойную работу, эти амортизаторы изнашиваются и часто рвутся. Колено гоминина за несколько миллионов лет после первых шагов на двух ногах стало довольно громоздким, поскольку увеличенная площадь поверхности помогает справляться с возросшей рабочей нагрузкой.

Форма амортизаторов также изменилась, поскольку естественный отбор подтолкнул анатомию в направлении, благоприятствующем передвижению на двух ногах. В каждом колене есть два амортизирующих мениска: латеральный, обращенный к внешней стороне колена, и медиальный, обращенный к внутренней стороне. Медиальный мениск не сильно изменился за время недавней эволюции человека. Он похож на полумесяц, имеет две вставки на большеберцовой кости и внешне напоминает медиальный мениск всех остальных приматов.

Латеральный мениск – это структура, где существует значительная межвидовая изменчивость. У приматов есть три основные формы строения латерального мениска. У всех платирринов (обезьян Нового Света) латеральный мениск имеет форму полумесяца с одним выступом на голени. У всех катарринов (обезьян Старого Света), помимо человека, он имеет форму кольца с одной вставкой. Исключением являются орангутаны, чьи колени почему-то расположены так же, как у обезьян Нового Света. (Если бы я был орангутаном, пишущим эту книгу, мне было бы интересно узнать, почему наши колени устроены, как колени ревунов, а не как колени других человекообразных обезьян. Но как человека меня больше интересует исследование уникального человеческого латерального мениска. Орангутаны пусть сами разбираются в собственных эволюционных трудностях.)

Люди являются единственными приматами с латеральными менисками серповидной формы с двумя вставками на большеберцовой кости. Существует книга, все 407 страниц которой посвящены исключительно мениску (ее название, как ни странно, – The Meniscus), и в первой главе авторы описывают вторую вставку на большеберцовой кости как средство, помогающее поддерживать колено во время фаз опоры и поворота при ходьбе на двух ногах[90].

Мениски развиваются очень рано (они сформировываются уже к восьмой неделе беременности). Если их развитие проходит нормально, ни на одном из этапов процесса они не имеют дисковидную форму. Дисковидный латеральный мениск считается атавистическим признаком. Атавистическая черта развивается как возврат к предковой, а не к современной форме признака. Это иное явление, в отличие от зубов мудрости или аппендикса. Эволюционный компромисс заставил эти структуры оказаться в неловком и несовершенном положении, но они встречаются почти повсеместно. Атавистические черты – это редкие возвратные признаки, присутствующие только у тех людей, чьи тела по какой-либо причине забыли время и век, в котором они живут. Представьте себе автомобиль последней модели с кассетным магнитофоном в салоне или стильного студента колледжа с кнопочным телефоном-раскладушкой. Все остальное происходит в наше время, за исключением одной поразительной атавистической особенности.

ГОРЮЧЕЕ И ГОРЯЧЕЕ

Другой способ осмыслить атавистические черты – рассмотреть геном как электронный документ, но такой, в котором еще присутствуют все ранние черновики истории. Вместо того чтобы окончательно удалять весь старый текст при внесении правок или написании нового, организм сохранил многие старые фрагменты, которые изложил более современным языком. Для примера сначала прочитайте следующий абзац, пропуская все зачеркнутые предложения:

Кэти открыла дверь и вошла в свою квартиру после долгого рабочего дня. Кэтти открыла дверь и вошла в свою квартиру после долгого рабочего дня. К ее большому удивлению, на кухне было горячее. К ее большому удивлению, на кухне было горючее. Она сразу подумала о своих детях и побежала их искать. Она сразу подумала о своих детях и быстро отправилась их искать[91].

Зачеркнутые предложения представляют собой гены, всё еще присутствующие в геноме, но уже не активные. Теперь взгляните на тот же абзац еще раз, но на этот раз прочтите три зачеркнутых предложения.

В этой короткой истории есть три повторяющихся предложения (или гена). В первом предложении старая версия фактически совпадает с новой. Возможно, вы даже не заметили перемен. В современной версии имя Кэти написано с одной буквой «т», а в старой версии – с двумя. Подобное явление известно как «тихая мутация», и когда она возникает в ДНК, то не вызывает изменений наблюдаемого признака. Трансформация происходит практически незаметно.

Правка второго предложения также незначительна (требует всего двух мутаций), но на этот раз изменение существенное. По одной из версий результат неожиданный, но приемлемый: на кухне находится горячее. В другой же версии на кухне оказалось горючее. Разница впечатляющая.

В последнем предложении старая и новая версии на 100 % идентичны. Это просто дополнительная копия информации, находящаяся в этом абзаце в «спящем» состоянии. Подобное явление довольно распространено: иногда по всему геному разбросаны десятки копий генов.

Несколько лет назад в детском саду мне попалась брошюра с запоминающейся опечаткой, и она вдохновила меня на аналогичную историю о горючем и горячем. В разделе, посвященном питанию, было написано, что каждый ребенок будет получать по две змеи (вместо закуски) в день. В брошюре не содержалось никакой дополнительной информации о том, каких змей будут давать детям. Все-таки хотелось бы, чтобы подавали что-то более-менее мясистое, а не какого-нибудь маленького садового ужа.

Принимая во внимание, что геном человека содержит три миллиарда фрагментов кода, каждая клетка должна успешно составить историю из документа, содержащего три миллиарда «букв». Это очень много «букв», которые необходимо прочесть, не сделав ни единой ошибки. Иногда, читая дочери сказки на ночь, я ставлю перед собой задачу прочитать всю книгу до конца, не сделав ни единой ошибки. Это не так просто, как кажется, и по мере того, как размеры книг увеличиваются, становится все труднее. Напечатанные на одной стороне обычной копировальной бумаги шрифтом Times New Roman 12-м кеглем и с сантиметровым межстрочным интервалом, все буквы истории человека или генома заняли бы 1 206 980 листов[92]. Это краеугольный камень всей истории.

Каждая клетка организма, за исключением зрелых эритроцитов, содержит всю историю, все три миллиарда букв. Чаще всего клетки считывают самую последнюю редакцию и используют только самые обновленные версии генов. Но время от времени клетки возвращаются к одному из ранее вычеркнутых генов, и в итоге на кухне оказывается горючее. Обращаясь к реальным примерам, иногда в теле воплощается более старый вариант и ребенок рождается с хвостом. Серьезно. У каждого человека на ранних этапах эмбрионального развития имеется короткий хвостовой отросток, но обычно он уменьшается и исчезает еще до рождения. Однако в очень редких случаях во время внутриутробного развития в организме активируются некоторые примитивные гены: отросток не уменьшается, и человек рождается с настоящим хвостом. Обычно не слишком длинным, но даже длиной всего в несколько сантиметров он выглядит у человека весьма впечатляюще[93]. Введите запрос «хвостовой отросток» в Google Images, чтобы убедиться в этом. Один из моих любимых вопросов на неофициальных приемах такой: «Выбирая одно из двух, вы бы предпочли короткий хвост или перепончатые лапы?» Хвост можно спрятать, но перепончатые лапы очень хороши для плавания. Я выбираю то одно, то другое, но в целом рад, что могу рассуждать об этом чисто гипотетически.

Не все атавистические признаки встречаются так уж редко. Примерно у 5 % людей есть хотя бы один дополнительный сосок. Эта классическая атавистическая черта, называемая добавочным соском, появляется в человеческой популяции примерно с такой же частотой, что и дисковидный латеральный мениск[94][95]. В рейтинге обсуждаемых тем дисковидный латеральный мениск стоит гораздо ниже хвоста или дополнительного соска, но в долгосрочной перспективе он с гораздо большей вероятностью вызовет проблемы. Хвосты обычно удаляются хирургическим путем после рождения без каких-либо побочных эффектов, и даже несколько дополнительных сосков обычно не мешают. Полагаю, они могли бы даже пригодиться в случае рождения тройни, потому что у немногих счастливчиков добавочные соски иногда даже функционируют.

НЕУСТОЙЧИВЫЕ КОЛЕНИ

Я мог бы писать о человеческих хвостах и дополнительных сосках целый день, но вернемся к коленям и тому, почему они доставляют людям столько хлопот. В атавистическом дисковидном латеральном мениске обычно отсутствует заднее крепление к большеберцовой кости, и он нередко толще нормального серповидного мениска. На первый взгляд «толще» звучит неплохо (в конце концов, все дело в амортизации), но более толстая дисковидная версия сильнее предрасположена к разрывам в сравнении с обычной, а разрыв мениска обычно означает хирургическое вмешательство.

Одним из наиболее поразительных наблюдений относительно операций на коленях и суставах в целом является практически полное отсутствие крови. На занятиях по анатомии я показываю видео нескольких операций. Считаю, что всем будущим врачам и медсестрам лучше предварительно прояснить свое отношение к крови, прежде чем продвигаться дальше по медицинской стезе. Однако никого не начинает мутить при наблюдении за восстановлением передней крестообразной связки или мениска – крови почти нет на протяжении всей операции. (Включите на большом экране видео четырехсосудистого аортокоронарного шунтирования или удаления простаты, и вы увидите совсем иную картину. Хирурги тратят половину своего времени на остановку сосудистых кровотечений и отсасывание крови, и некоторые из моих студентов неизбежно переосмысливают свои карьерные планы. Они быстро понимают, что на таких предметах, как информатика или деловое администрирование, гораздо меньше шансов увидеть кровь и гной.)

Кровь приносит все необходимые материалы, используемые организмом для регенерации тканей. Восстанавливать колено – это все равно что пытаться отремонтировать дом в отдаленной сельской местности. Без значительного кровотока самой большой проблемой является доставка материалов на стройплощадку. Колено сделать это не в состоянии, поэтому разорванная крестообразная связка останется такой навсегда, если не будет произведено хирургическое вмешательство. Ситуация совершенно иная, скажем, со сломанной костью, когда тело часто может восстановить перелом, если оно остается неподвижным в течение достаточно длительного периода времени. Сломанная кость – это дом, расположенный рядом с автотрассой, позволяющей легко доставить новую кровельную черепицу и гипсокартон. Кровь течет сквозь кости, поэтому получить доступ к необходимым материалам для восстановления перелома очень легко.

Именно из-за неспособности коленей и других суставов к самовосстановлению у нас есть хирурги-ортопеды. При менее совершенных хирургических методах старой школы лечение разорванных менисков часто включало полную менискэктомию. Полное удаление мениска может оказаться эффективным в краткосрочной перспективе благодаря обилию в колене других хрящей. Даже если латеральный мениск целиком удален, некоторая амортизация все равно осуществляется медиальным мениском и суставным хрящом, присутствующим на концах костей. Однако в долгосрочной перспективе менискэктомия направляет пациентов на путь к раннему артриту. Новые же методы направлены на сохранение как можно большей части мениска. В случае дисковидного латерального мениска некоторые хирурги теперь заходят так далеко, что придают такому мениску правильную серповидную форму. Процесс называется саусеризацией, и это мой новый любимый медицинский термин. Ваше тело забыло, что вы двуногий, и снабдило вас примитивным мениском? Не проблема, мы просто саусеризируем этого подлеца и сделаем его человеческим!

Это тот момент истории, когда травмы колена начинают усугубляться. Как вы помните, большинство людей, переступивших порог ортопедической клиники, являются ее постоянными клиентами. Часто разрыв мениска – это только начало. Как только колено становится неустойчивым, травмы могут начать накапливаться. Это особенно актуально, когда кому-то выпала несчастливая карта дисковидного латерального мениска. Авторы исследовательской статьи с коротким названием The Discoid Meniscus утверждают, что дисковидный латеральный мениск связан с другими аномалиями скелетно-мышечной системы. Среди них высокая головка малоберцовой кости, дефекты малоберцовой мышцы, гипоплазия латерального мыщелка бедренной кости с латеральным расширением суставной щели, гипоплазия латеральной ости большеберцовой кости, аномальная форма латеральной лодыжки голеностопного сустава и расширение нижней латеральной коленчатой артерии[96]. Ужас!

Позвольте мне разъяснить. Дисковидный латеральный мениск связан с сильно выгнутым коленом, деформированной лодыжкой и некоторыми нарушениями кровотока. Достаточно сложно поддерживать колени в форме в долгой жизненной гонке, даже если анатомия на 100 % современная и нормальная. Попытка добраться до финиша с коленями, собранными по чертежам пятимиллионной давности, обычно заканчивается хромотой.

ВСЕГДА МОЖЕТ БЫТЬ ХУЖЕ

Ранее я оставил медиальный мениск без внимания, потому что у приматов он не имеет различий. Все приматы – от золотистых львиных тамаринов и обезьян-капуцинов до горилл и человека – в нормальных условиях имеют медиальный мениск С-образной формы[97]. Однако в редких случаях вместо использования условного телефона-раскладушки (дисковидного латерального мениска) человеческое колено возвращается к стационарному телефону. Все восходит к мениску, существовавшему еще до приматов. Именно так обстоит дело с дисковидным медиальным мениском.

Несколько лет назад у меня была студентка по имени Хейли, пришедшая как-то на занятие с большим коленным бандажом. Это был не один из тех небольших продаваемых без рецепта наколенников, которые во время игр носят участники спортивных лиг выходного дня. Это был громоздкий ортез, который люди носят после операции. Я поговорил с Хейли и узнал ее историю: она много лет боролась с болезнью колена, и в конце концов ей потребовались многочисленные дополнительные операции, чтобы попытаться жить без боли.

Хейли выросла в маленьком городке в Восточном Орегоне. Она занималась несколькими видами спорта и стала опытной спортсменкой в волейболе, баскетболе и софтболе[98]. Будучи десятиклассницей, она уже была на пути к своей мечте – играть в баскетбол в колледже. Однако во время игры в софтбол на чемпионате штата почувствовала, как ее левое колено хрустнуло. Через несколько дней с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) у нее выявили разрыв медиального мениска. Также выяснилось, что медиальный мениск травмированного колена имел дисковидную форму. Дисковидный медиальный мениск обнаруживается гораздо реже дисковидного латерального мениска и встречается примерно у 1 из 1000 человек[99].

Вслед за множеством других разрывов мениска и операций Хейли в конце концов удалили весь деформированный левый дисковидный медиальный мениск. В старшем классе средней школы ей пересадили медиальный мениск от покойного донора. Хейли и ее хирурги надеялись, что трансплантация положит конец этой проблеме. Однако за годы практически полного отсутствия медиального мениска остальная часть колена Хейли сильно пострадала, оставив под угрозой другие анатомические структуры. Ее колено стало еще более неустойчивым, и на первом году обучения в колледже оно снова начало болеть. Следующим летом МРТ-исследование выявило у нее разрыв сухожилия четырехглавой мышцы.

После еще двух операций на колене, направленных на восстановление разорванного четырехглавого сухожилия и зачистку рубцовой ткани на пересаженном мениске, у Хейли впервые за два года произошла активация четырехглавой мышцы на медиальной стороне. До 21 года она перенесла восемь операций на колене и знает чересчур много деталей об анатомии колена для студентки бакалавриата.

Интересным дополнением к этой истории является то, что у Хейли есть однояйцевый близнец по имени Ханна. Колени Ханны, обладавшие точно таким же набором ДНК, развивались нормально. Во время внутриутробного развития клетки Ханны успешно проигнорировали вычеркнутые участки «истории» и собрали два современных колена. Девочка продолжила играть в волейбол в колледже. Клетки Хейли, имея тот же набор инструкций в то же самое время в одной и той же утробе, создали одно нормальное колено, но другое испортили.

В заключение отметим, что Хейли не позволила проблемам с коленями удержать ее от любви к спорту. Сейчас она не так много играет в баскетбол, но занялась греблей с той же самоотдачей, которую проявляла всегда. Я лишь могу надеяться, что у нее не обнаружится какой-нибудь безумный атавизм в мышцах плечевого пояса.

ЭПИДЕМИЯ РАЗРЫВОВ КРЕСТООБРАЗНОЙ СВЯЗКИ

Болезненные, разорванные и в целом проблемные мениски – это лишь часть проблемы с коленями двуногих. Другой важный эволюционный опыт, связанный с человеческим коленом, возвращает нас к моей «маленькой А-образной раме» и поврежденной крестообразной связке. Переход к двуногости не пощадил связки колена. Первая причина та же, по которой мениски подвержены травмам: весь наш вес давит всего на два сустава. Собаки, белки, панды, гориллы и все остальные наземные не прыгающие млекопитающие распределяют вес своего тела на четыре коленообразных сустава. Я не уверен, что у кенгуру и валлаби хронически болят колени, но ставлю на то, что в Австралии кто-то это изучает.

Поскольку весь вес человека распределяется на две ноги, человеческие колени обречены на страдания. В выигрышном положении оказались локти – вы никогда не услышите о полной замене локтей, потому что вес тела на них не давит. У людей начинают болеть локти, только если они слишком много бьют по теннисным мячам или постоянно пытаются бросать бейсбольный мяч со скоростью 160 км/ч.

Повышенная весовая нагрузка не единственная проблема коленных связок человека: существует еще и проблема с осанкой. Как я узнал из своего болезненного эксперимента с приседаниями, в положении с согнутыми ногами (или в приседе) основную часть энергетических затрат на поддержание позы берут на себя мышцы бедра. Как следствие, если человек садится на корточки, мышцы быстро утомляются. Чтобы стало возможным передвигаться на двух ногах, людям со временем пришлось подняться из приседа и научиться стоять прямо. В положении с выпрямленными ногами, когда бедренные кости находятся под углом во внутреннюю сторону, энергетическое бремя поддержки перемещается с мышц на хрящи, кости и соединительные ткани, удерживающие все это вместе. При прямохождении значительная нагрузка падает на коленные связки и сухожилия, которые особенно подвержены травмам у человека.

При беглом взгляде на статистику травм крестообразных связок сразу бросается в глаза одна вещь: у женщин относительный риск разрыва ПКС гораздо выше, чем у мужчин. Безусловно, у мужчин разрывы случаются чаще, чем у женщин, но только потому, что больше мужчин занимаются теми видами спорта, в которых разрывы крестообразной связки являются обычным делом. Если уравновесить количество занимающихся спортом мужчин и женщин, то вероятность разрыва ПКС у женщин от двух до восьми раз выше, чем у мужчин[100]. В таких случаях, как и во всех научных исследованиях, полезно контролировать все переменные, а не одну. Если взять футболистов, то соотношение травм среди женщин и мужчин составляет 2,67:1. У баскетболистов – 3,5:1. Это означает, что у баскетболистки вероятность разрыва крестообразной связки в 3,5 раза выше, чем у игрока-мужчины. Ежегодно примерно 5 % студенток, постоянно играющих в баскетбол или футбол, рвут ПКС[101].

Чтобы проиллюстрировать это на примере конкретной команды, рассмотрим трудности, с которыми столкнулась женская баскетбольная команда «Нотр-Дам» в сезоне 2017/2018. За один год команда потеряла четырех наиболее важных игроков из-за разрывов крестообразных связок: треть команды перенесла операции на колене в конце сезона. Остальные спортсменки собрались с силами и проиграли всего три игры в регулярном чемпионате. Из-за разрывов ПКС они потеряли больше игроков, чем проиграли матчей! Невероятно, но девчонки преодолели все связанные с коленями напасти и выиграли чемпионат страны. Их состав был настолько истощен, что в матче за титул сыграли только шесть спортсменок.

Межполовые различия в частоте разрывов ПКС оказываются настоящим змеиным клубком, который нужно распутать. Не существует общепринятого объяснения тому, почему женщины более склонны к разрывам крестообразной связки, чем мужчины. Одна из часто высказываемых идей состоит в том, что женское колено расположено под другим углом относительно бедра в сравнении с мужским. Некоторые полагают, что женский скелет представляет собой компромисс между лучшим углом для прямохождения и лучшим углом для рождения детей. Гипотеза хороша, но на сегодняшний день существует не так уж много доказательств в ее поддержку. Вопрос о том, являются ли анатомические различия значимыми, сам по себе спорный, и в конечном счете исследования не обнаружили особенной связи между углом, под которым расположено женское колено, и вероятностью его разрыва[102].

Есть другое, более простое объяснение, которое, как мне кажется, имеет больше смысла. Женская крестообразная связка меньше мужской, даже если она стандартизирована по массе тела[103]. Существуют убедительные исследования, показывающие, что вне зависимости от пола разрывы чаще происходят у тех людей, чья крестообразная связка меньше[104]. Более толстая связка может быть менее склонна к разрыву при нагрузке. Женщины с большей вероятностью порвут ПКС просто потому, что у многих из них она изначально меньшего размера.

КУПИТЕ ДОСКУ ДЛЯ БАЛАНСИРОВАНИЯ

И последний фрагмент истории об эпидемии травм крестообразных связок. Как упоминалось в начале главы, большинство травм ПКС происходит бесконтактным образом, например, при приземлении в прыжке или при быстром торможении, например, при повороте или рывке. В случае приземления после прыжка вероятность разрыва связки выше, если колено разогнуто. Женщины, как правило, склонны к более прямой позе при приземлении, что также может частично объяснять бо́льшую частоту разрывов крестообразных связок у них[105].

Вооружившись этим пониманием, некоторые тренеры начали проводить программы по предотвращению травм у молодых спортсменов, пытаясь научить их приземляться и выполнять рывки по-другому. Они надеются снизить уровень травматизма крестообразных связок с помощью серии упражнений с использованием досок для балансирования. Упражнения увеличивают силу и гибкость суставов, а также тренируют проприоцептивную чувствительность. Проприоцепция – это осознание положения различных частей своего тела. Предлагая испытуемым контролируемые прыжки и упражнения на равновесие, можно будет научить их прыгать и совершать резкие движения более безопасным способом. Проведенные в нескольких странах многочисленные исследования показали, что такие тренировки снижают вероятность травм крестообразных связок в различных видах спорта: от футбола до баскетбола и командного гандбола.

Я никогда не узнаю точно, почему повредил колено во время того внутриуниверситетского матча. Назвав выемку, в которую входит моя крестообразная связка, «маленькой А-образной рамкой», мой хирург вежливо указал на то, что она у меня довольно нежная. У меня явно неподходящие ноги для среднего полузащитника, и, возможно, на мою хрупкую крестообразную связку никогда и не было надежды. Вероятно, виновата и моя подготовка. Скорее всего, я потратил слишком много времени на отработку трехочковых бросков и недостаточно работал над проприоцепцией и правильной техникой прыжков и рывков. В конце концов, если вы получите такую травму и потеряете способность прыгать, значит, тот хорошо отработанный бросок в прыжке стал буквально выстрелом в колено.

5

Медовый праздник

Какое животное может отказаться от своего обычного способа передвижения и бежать на двух ногах, когда необходимо поторопиться?

а. Таракан

б. Собака динго

в. Полевая мышь

г. Тарантул

Моим первым местом работы после окончания аспирантуры был небольшой двухгодичный колледж на севере штата Висконсин. Я вырос в штате Колорадо, где повсюду горы, поэтому топография верхней части Среднего Запада меня шокировала. Я не люблю быть белой вороной: хоть земля там и оказалась намного более плоской, чем мне представлялось, я быстро освоил местные развлекательные мероприятия. В Нортвуде много возможностей для плавания на байдарках, и я провел много летних дней, сплавляясь по рекам Красный Кедр и Намекагон, ловя окуней и считая черепах, бездельничающих на корягах. Зимы были суровыми и словно бесконечными, но снег, лежащий на земле месяцами подряд, способствовал отличному катанию на беговых лыжах. Как только озера замерзали, приходило время подледной рыбалки – обмораживающего занятия, которым, по моему опыту, лучше всего наслаждаться с обильным запасом напитков покрепче.

Вскоре после того, как мы там поселились, мое внимание привлек Национальный парк Айл-Ройал. Это уникальный заповедник, где нет ни машин, ни дорог, а добраться до него можно только по воде. Биологи хорошо знают этот остров на озере Верхнее, потому что там проходит самое продолжительное из когда-либо проводившихся исследований взаимоотношений хищник – жертва. На острове уже обитали лоси, когда в особенно суровую зиму 1949 года по ледяному мосту из Онтарио на него перебрались несколько волков. Ученые начали изучать динамику популяций волков и лосей в 1958 году и до сих пор продолжают это делать.

Меня заинтриговали остров и его богатая биологическая история, и я решил, что, пройдя от одного его конца до другого (64 километра), я получу хорошее представление об этом месте. Прибыв днем на пароме, я протопал один или два километра и разбил лагерь на ночь, планируя на следующий день пройти около 25–30 километров. Меня это не слишком беспокоило, поскольку в прошлом я уже проводил долгие дни в других путешествиях.

Бо́льшая часть второго дня была приятной. Я встретил еще пару человек, погода была отличная. А еще я увидел хохлатого дятла – такого большого, что он был похож на расфуфыренную ворону. Чтобы преодолеть запланированное расстояние, требовалось около семи часов. Через несколько часов у меня начали болеть ноги. Я предполагал, что они заболят, потому что каждый раз, проходя больше 20 километров, ноги начинали отказывать примерно на этой же отметке. Обычно я не обращаю внимания, насколько устойчива дорога, но тропы на Айл-Ройал были особенно твердыми: казалось, что иду по тротуару. Пока я спал в палатке во вторую ночь, начался дождь. Ноги болели, но я был уверен, что наутро с ними все будет в порядке.

Свернув на следующий день лагерь, я быстро обнаружил, что с ногами явно не все в порядке – я едва мог ходить. Даже несмотря на то, что земля размягчилась под дождем, через пять минут я сбил обе стопы. Они совершенно меня не слушались.

Оказывается, стояние во время преподавания и сидение за столом (два основных физических компонента моей работы) не сильно укрепили мои ноги. Они были покрыты волдырями и красными пятнами, которые вот-вот станут мозолями. Не было иного выбора, кроме как смириться с этим, но каждый шаг был мучителен.

Накануне я шел по тропе насвистывая и улыбаясь, а теперь морщился и ругался при каждом шаге. Я мог бы растянуть запас еды и уменьшить дневной километраж, но мне нужно было успеть на паром. Было необходимо продолжать двигаться даже через боль.

Потребовался целый день, чтобы преодолеть 16–20 километров, запланированные на третьи сутки. Мне повезло, что Айл-Ройал находится так далеко на севере и летом там достаточно светло, поэтому я мог хромать до самого вечера. Жалко ковыляя в сумерках, я отчасти желал, чтобы какой-нибудь волк избавил меня от страданий. Мне удалось успеть на нужный паром, но не было уверенности, что мои ноги когда-нибудь выздоровеют. Я покинул остров, поджав хвост. Спустя все эти годы первое, о чем я думаю, вспоминая Айл-Ройал, – это не пейзажи, не дикая природа и не прекрасное уединение. Я думаю об ужасной боли в стопах и о том, какое облегчение испытал, выйдя из леса и поняв, что больше не нужно шагать.

ЛЮБИТЕЛЬСКОЕ ЛАЗАНИЕ ПО ДЕРЕВЬЯМ

Человеческие ступни создают нам проблемы. Несмотря на то, что сейчас они могут работать как амортизаторы, в нашей сравнительно недавней прошлой древесной жизни они обеспечивали в первую очередь ловкость и гибкость. Это несоответствие между прошлым и настоящим ограничивает их эффективность. Ловкость и гибкость – отличные качества для хватания и лазания, а люди, будучи приматами, от природы умеют лазить по деревьям. Если вы разместите группу маленьких детей в среде, где есть деревья, на которые можно забраться, то спустя недолгое время некоторые из них взберутся на ветки. На большинстве игровых площадок начальной школы есть игровые комплексы «джунгли» и другие приспособления, где дети могут удовлетворить жгучее желание покарабкаться.

Однажды вечером мы ужинали рядом с другими семьями в заведении с местами на открытом воздухе. Все дети играли на небольшой площадке сбоку от столиков. Зона была ограничена подпорной стеной, которая шла прямо вверх, высотой не менее шести метров. Ограда была сделана из шлакоблоков с небольшими углублениями между ними, идеально подходящими для маленьких ножек. В какой-то момент я оглянулся и увидел, что один из мальчиков лет пяти-шести начал карабкаться по этой стене. Он был уже выше метра над землей, когда я в недвусмысленных выражениях объяснил ему, что стена не предназначена для лазания. Если бы я не заметил, что он туда прошмыгнул, не сомневаюсь, что он добрался бы до верха ограды. Желание карабкаться заложено в ДНК многих людей.

Но люди чрезвычайно ограничены в своих навыках лазания по деревьям в сравнении с другими приматами. За несколько миллионов лет, прошедших с тех пор, как наши предки спустились с деревьев, человеческая стопа претерпела кардинальные изменения – она стала значительно менее гибкой. Основная обязанность стопы теперь не сжимать и захватывать, а амортизировать удары при ходьбе по твердой почве. Стопа не всегда идеально справляется с амортизацией ударов (как я обнаружил во время поездки на Айл-Ройал), но она уже не может сжимать и захватывать так, как была способна делать в прошлом. Как и многие другие человеческие особенности, стопа находится на переходном этапе от очень старых к относительно новым требованиям.

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ЛАЗАНИЕ ПО ДЕРЕВЬЯМ

Порой, когда вы собираетесь залезть на дерево, нет ни одной доступной вам ветки. У меня их отсутствие сразу же отбивает любые мысли о лазании. Даже если ствол подходящего размера (достаточно тонкий, чтобы обхватить его руками, но и достаточно толстый, чтобы выдержать меня), я неспособен обхватить дерево руками, упереться в него ногами и устремиться вверх. Мои лодыжки недостаточно гибки для такой акробатики – мне нужны ветки. Но есть несколько групп людей, которых совершенно не пугает перспектива вскарабкаться на голый ствол дерева.

Тва – это группа живущих в Уганде охотников-собирателей, и они не валяют дурака, когда дело доходит до лазания по деревьям. Эти люди способны карабкаться по деревьям, потому что имеют невероятно гибкие лодыжки. Движение стопы вверх, приближающее пальцы ног к голени (или пальцы к запястью), называется тыльным сгибанием, или дорсифлексией. Стандартный уровень тыльного сгибания голеностопного сустава находится в диапазоне от 15 до 20 градусов. Я не самый гибкий парень и не думаю, что смогу согнуть так лодыжку больше, чем на 10 градусов. Мой угол дорсифлексии совершенно точно не превышает и 20, а лазающие по деревьям тва могут сгибать голеностоп на целых 45 градусов[106].

Вы спросите, почему тва так интересуются деревьями и умело лазают по ним? Все дело в меде. Данные относительно других популяций африканских пигмеев показали, что группы охотников-собирателей в течение медового сезона получают бо́льшую часть калорий из меда. В течение трехмесячного периода, называемого медовым праздником, каждый из них потребляет до 0,83 килограмма меда в день[107]. И это очень много меда. У моей дочери были бы проблемы, будь она членом группы тва, потому что ощущение липкости – ее худший кошмар. Представляю, как трудно избежать этого ощущения, съедая ведра меда.

Пчелиные гнезда, содержащие мед, находятся не так уж близко от земли. По большей части их можно найти на высоте уровня «не пытайтесь повторить это дома». В одном исследовании сборщиков меда в Демократической Республике Конго было установлено, что средняя высота расположения пчелиного гнезда составляет 19,1 метра от земли, а некоторые находятся на уровне до 51,8 метра[108]. Некоторые верхолазы тва в настоящее время используют современное альпинистское снаряжение, но другие по-прежнему свободно лазают с одной лианой, обвивающей их талию и ствол дерева. Падение с высоты более 19,2 метра в 100 % случаев смертельно, да и на более низких уровнях шансы не очень благоприятны. Мы знаем об этом из исследовательской статьи в журнале Forensic Science International с нешуточным названием «Риск смерти после свободного падения с высоты»[109]. Итак, сначала собиратели меда рискуют жизнью и здоровьем, поднимаясь к гнезду, а затем, достигнув места назначения, «договариваются» с роем пчел о своем «вознаграждении». И не забывайте, им еще предстоит благополучно вернуться на землю с медом в руках. Такое испытание, должно быть, ужасно тягостно.

НЕНАДЕЖНЫЕ МОЛОТКИ

Функционально человеческая стопа в настоящее время – это попытка сочетать несочетаемое. Она состоит из целого набора костей, которые были полезны, когда гибкость пользовалась большим спросом, но теперь эти кости создают массу проблем при работе в качестве амортизаторов. То, что создано, чтобы выдерживать удары, работает лучше всего, если содержит минимальное количество деталей. Лучший пример – молоток, состоящий ровно из двух компонентов. В человеческой ступне 26 костей. Молоток, состоящий из 26 частей, несомненно, развалится при ударе и станет бесполезным.

Джереми Десилва, профессор палеоантропологии Дартмутского университета, является одним из ведущих исследователей в области эволюции человека, специализирующимся на ранней эволюции человеческой стопы и голеностопного сустава. Он заметил, что созданные инженерами протезы стоп состоят из гораздо меньшего количества частей, чем настоящая стопа.

Наблюдения Десилвы о протезах стоп резко контрастируют с конструкцией протезов рук. Вместо того, чтобы пытаться создать прочное устройство, состоящее из небольшого числа компонентов, перед инженерами, разрабатывающими протезы для людей с ампутированными конечностями, стоит задача воссоздать конечность с высокой ловкостью. Руки – хороший пример того, что наша анатомия может не только подводить, но и приятно поражать. Благодаря замечательному оттопыренному большому пальцу мы по-прежнему пользуемся руками, как приматы. Даже взрослые, никогда не лазающие по деревьям и обходящие стороной турники, ежедневно пользуются руками в делах, требующих ловкости и проворства. От заката до рассвета мы поднимаем детей, чистим бананы, вращаем руль, печатаем на клавиатуре, нарезаем овощи на ужин, крутим краны, чтобы наполнить ванну, нажимаем кнопки на пульте от телевизора и перелистываем страницы книг, прежде чем выключить свет. Наши руки с невероятным манипуляторным разнообразием – еще одна особенность, отличающая людей от диких зверей.

Однако наша несчастная стопа с похожим набором соединенных костей, связок, сухожилий и мышц взяла на себя совсем другую работу, когда пришло время справляться со значительным объемом ходьбы на двух ногах. В результате ступни подворачиваются, скользят, подвергаются растяжениям и оставляют нас с целым рядом проблем со стопами и лодыжками. Требуется много лет, чтобы научиться правильно с ними обращаться.

КАРАБКАНИЕ ПО МЕДИЦИНСКОМУ ДРЕВУ

Всем известно, что врачи долго учатся, прежде чем приступить к своей профессии. В некоторых странах, например, в США и Канаде, будущие врачи, пройдя ряд обязательных курсов, получают степень бакалавра, сдают вступительный экзамен, а затем подают заявление о поступлении в медицинский университет. В этих странах учеба в медицинском университете длится четыре года. В Европе и Австралии учащиеся могут подать заявление в медицинский университет сразу после окончания средней школы, но тогда большинство программ рассчитаны на шесть-семь лет. В рамках обеих моделей образования новые врачи заканчивают ординатуру, длящуюся еще от трех до семи лет, и могут получить дополнительное образование в форме стипендиатской программы или дальнейшей узкой специализации. Все, от врачей общей практики до педиатров, врачей скорой помощи, хирургов-ортопедов, акушеров-гинекологов, терапевтов, психиатров, эндокринологов и некоторых других докторов, проходят путь, который занимает десятилетие или больше. Накопив многомиллионные долги и достигнув 30-летнего возраста, свежеиспеченные врачи готовы идти спасать мир.

Есть несколько интересных исключений. Описанный путь не проходят те, кто выбирает изучение зубов. Поскольку зубы являются болезненной проблемой для многих, существует отдельное направление в медицине, посвященное их лечению. Для подавляющего большинства анатомических структур не создаются отдельные специальности – начинающие врачи не могут сразу получить профессиональную медицинскую степень, посвященную исключительно локтю или запястью. Специалисты по локтям и запястьям есть, но они становятся таковыми после того, как сначала поступят в те же медицинские университеты, где люди учатся лечить заболевания сердца, печени и матки. После окончания медицинского университета будущие специалисты по локтям и запястьям идут в ординатуру по ортопедии.

Система сформировалась таким образом, потому что гораздо реже приходится обращаться к специалисту-ортопеду, чем к стоматологу. У меня был ровно один случай, потребовавший обращения к ортопеду, – когда я сломал колено. И, напротив, если сложить дополнительные визиты для установки пломб или удаления зубов с обычными визитами для чистки, я насчитаю в общей сложности примерно 100 посещений дантиста. Следует ввести стоматологические карты лояльности, как в кофейнях. Заполняете такую и получаете гигантскую плюшевую игрушку зуба, или одну бесплатную пломбу, или одно посещение, где вам не советуют почаще пользоваться зубной нитью. Зубы – это одна из тех частей тела, которые не особенно хорошо работают без постоянного ухода, присмотра и профессиональной помощи.

Есть еще несколько исключений. Одно из очевидных – изучение и лечение зрения. Без специальных школ оптометрии мир не смог бы выпускать достаточное число специалистов-офтальмологов, способных справляться со всеми нашими близорукостями и астигматизмами. Дело в том, что предложение соответствует спросу. Любая анатомическая область, нуждающаяся в отдельной ветви медицинского древа, явно беспокоит большое количество людей, как мы видели на примере проблем, рассмотренных в первом разделе книги.

Стопы – это еще одна специализация, на которую идут учиться после бакалавриата. Обычный медицинский университет не может подготовить достаточное число специалистов для лечения всех людей с проблемами ног. Конечно, есть хирурги-ортопеды стопы и голеностопного сустава, учившиеся в медицинском университете, но число ортопедов, занимающихся именно стопами, не может удовлетворить потребности всего хромающего населения. Поэтому существует целый ряд специализированных кафедр, на которых студенты могут стать ортопедами или, иначе, подологами.

Будущие врачи-ортопеды сразу после получения степени бакалавра приступают к изучению стопы. В начале своей карьеры они не осваивают такого широкого спектра дисциплин, как другие будущие врачи. После четырех лет занятий и практики в аккредитованном колледже ортопедической медицины они проходят двухгодичную ординатуру по ортопедии, и для многих из них срок ординатуры продлевается до трех или даже четырех лет. Некоторые врачи-ортопеды тратят до восьми лет на изучение стопы и голени, прежде чем приступить к практике. Для сравнения, восемь лет – это больше времени, чем нейрохирурги проводят в ординатуре, а ординатура по нейрохирургии – самая продолжительная из существующих. Согласно такому расчету, работа над стопой сложнее, чем работа над мозгом… но, пожалуй, не стоит говорить об этом знакомому неврологу или нейрохирургу.

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В ШИШКОГРАД, ПОЖАЛУЙСТА, СНИМИТЕ ОБУВЬ

В сравнении с относительно небольшими изменениями, произошедшими, например, с коленом, стопа нуждалась в полной переработке, чтобы справиться с трудностями прямохождения. Переход от конструкции, предназначенной для захвата и удержания, к конструкции, используемой для ходьбы на большие расстояния, – это больше, чем простая модификация.

Наиболее очевидное изменение произошло с положением большого пальца ноги. Большие пальцы ног человека находятся на одной линии с остальными пальцами. В отличие от нас, у человекообразных обезьян большие пальцы ног противостоят другим и во всех отношениях действуют так же, как большие пальцы на руках, что делает их больше похожими на человеческие руки, чем на человеческие ноги.

Понять, когда именно и как произошли такие изменения, – задача непростая. В палеоантропологии ничто не дается легко. Специалистам по стопам всегда приходилось особенно тяжело из-за исторической нехватки достойных окаменелых стоп гомининов. Кажется, что черепов и позвонков всегда много, но большинство извлеченных из земли окаменелых останков гомининов выглядит так, будто беднягам отрубили части ног ниже голени. Словно что-то пришло и съело их стопы, прежде чем осадочные породы покрыли остальную часть тела.

Большинство обнаруженных в ХХ веке костей ниже голени были единичными экземплярами. Эти фрагменты не позволяли понять полную картину эволюции человеческой стопы. Даже у скелета Люси, святого грааля окаменелостей гомининов, было только 3 из 52 возможных костей стопы.

Отсутствие качественных окаменелых образцов этой части ноги вынуждало палеоантропологов время от времени работать не с самими ступнями, а с их отпечатками. Невероятные следы, сохранившиеся на стоянке Лаэтоли в Танзании, показывают, что 3,6 миллиона лет назад большой палец ноги находился на одной линии с остальными пальцами, что позволяло гомининам отталкиваться в финальной части шага. Такая походка является квинтэссенцией современного прямохождения. После попыток нескольких поколений исследователей собрать воедино историю стопы с помощью скудных, но веских доказательств, ситуация изменилась с открытием окаменелостей вида Ardipithecus ramidus, или Арди. С ним мы уже встречались в главе о коленях. Палеоантропологи наконец-то обнаружили образец стопы раннего гоминина именно у Арди. Он жил 4,4 миллиона лет назад, более чем за миллион лет до Люси, и у него на ноге был явно противопоставленный большой палец. Основываясь на других особенностях стопы, ученые полагают, что Арди был двуногим, но его большой палец еще не сдвинулся, чтобы выровняться с другими пальцами[110].

После бесчисленных поколений, когда между пальцами ног было достаточно места, теперь большой палец, притиснутый к другим, не всегда играет по правилам. Он может упереться в следующий палец ноги, создать чрезвычайно неприятное давление и направить страдальца прямиком в Шишкоград. Шишка, или вальгусная деформация, – это болезненно выпирающая косточка на внутренней стороне стопы у основания большого пальца. Шишкоград отнюдь не безлюден: почти 25 % населения мира в возрасте от 18 до 65 лет страдают вальгусной деформацией стопы, причем среди пожилых людей эта цифра возрастает до 35 %[111].

Конечно, как и в любой истории, у возникновения шишки есть две стороны. Несправедливо возлагать всю вину на наших предков и их оттопыренные большие пальцы ног. Чтобы маятник в соотношении наследственности и воспитания не слишком резко качнулся в сторону наследственности, нам следует уделить некоторое внимание воспитанию. Как и с большинством вопросов, затрагиваемых в этой книге, и, откровенно говоря, с биологией в целом, полное объяснение обычно лежит где-то посередине спектра «наследственность – воспитание», а не в одной из крайностей.

В нашем случае ступни подвержены образованию шишек, а мы еще и усугубляем проблему узкой обувью. В следующий раз, когда окажетесь рядом с маленьким ребенком, обратите внимание на его стопы. Чаще всего вы увидите, что пальцы его ног широко расставлены. Однако вскоре дети будут вынуждены надевать узкую обувь. Кажется, мы что-то неправильно поняли относительно ее формы. Можете назвать меня сумасшедшим, но разве обувь не должна иметь форму… стопы? В раннем возрасте люди втискивают ноги с хорошо расставленными пальцами в обувь, сужающуюся к носу. Такой вариант хорошо подходит для людей, чьи ступни естественным образом развиваются узкими, но не подходит для тех, чьи ступни остаются широкими с большим пространством между пальцами.

В США проблема отчасти заключается в том, что очень немногие люди знают даже ширину своей стопы. Как правило, обувь, продаваемая во многих других странах, имеет размеры как длины, так и ширины (или полноты), но всю обувную промышленность Америки, похоже, гораздо больше интересует длина, чем ширина. Большинство людей в Соединенных Штатах могут быстро высчитать длину своей стопы, но не знают ее ширины. (Если знают, то это верный признак того, что у них были проблемы с ногами.) Я знаю, что это как-то выражается буквенными обозначениями, но понятия не имею, каков мой размер. Мы все привыкли ощущать пространство между большим пальцем ноги и носком обуви, но как насчет пространства по бокам?

Вся обувь должна иметь систему, подобную брючной, – со стандартными размерами длины и ширины. Конечно, тогда покупать туфли будет так же мучительно, как и брюки, а жить в таком мире не хочет никто. Я очень ценю возможность зайти в гипермаркет Costco, взять любые туфли 11-го размера (по американской сетке) и знать, что они более или менее мне подойдут, даже если стиснут пальцы ног. Полагаю, я перестану столь беззаботно относиться к этому, если у меня когда-нибудь появятся шишки на ногах.

Уделяя некоторое внимание воспитанию, не отклоняйте маятник слишком далеко на другую сторону и не думайте, что современное общество является причиной всех проблем со стопами и прочей анатомией. Знаменитый антрополог Маргарет Мид предположительно обнаружила людей с вальгусной деформацией стопы на островах южной части Тихого океана, где никто не носит обувь. В то же время, если оглянуться назад, эта проблема чаще встречается у женщин. Все потому, что – и многие с этим согласны – женщины чаще втискивают свои ноги в туфли с узким мыском или высокими каблуками. Тема определенно непростая, и можно целый день колебаться между тем, влияние ли это наследственности или воспитания. Это многофакторная проблема, подверженная эволюционным, наследственным и культурным влияниям.

СОЕДИНЕНИЕ КОСТЕЙ СТОПЫ С ПЯТОЧНОЙ КОСТЬЮ

Кстати о покупке обуви в гипермаркете Costco. Боже мой, какие там жесткие полы! Проходит совсем немного времени, и я, пробираясь проходами и рассматривая 23-литровые банки с майонезом, начинаю чувствовать ногами все напряжение. Даже не могу представить, как бы я смог там работать. Работники Costco, должно быть, тратят 10 % своей зарплаты на ортопедические стельки. Уверен, они могут приобрести упаковку из 12 пар стелек Kirkland со сказочной скидкой. Повторяющиеся удары ступней по твердой поверхности порождают одну из самых больших проблем стопы: распределение веса. Мы отнюдь не мелкие млекопитающие, и, поскольку всю повседневную нагрузку принимают на себя лишь две ноги вместо четырех, усталость от ходьбы – тема нетривиальная. Если поверхность достаточно жесткая, как, например, пол в крупном торговом центре, простое стояние на ногах в течение целого дня может приводить к значительной боли.

Основную нагрузку при каждом шаге принимает на себя пятка. У людей очень большие пяточные кости по сравнению с человекообразными обезьянами. Анализ как окаменелых следов, так и ограниченного числа окаменелых пяточных костей (лат. calcaneus) позволяет предположить, что массивные пятки возникли вскоре после появления прямохождения. Австралопитеки, жившие три миллиона лет назад, имели большие пятки и сильно их нагружали – это было особенностью их походки. Гоминины с более толстыми и жесткими пятками могли уходить дальше от стоянки. Они были способны проходить большие расстояния в течение нескольких дней подряд и приносить больше еды. Медленно, но верно, поколение за поколением виды, которым было очень комфортно на деревьях, стали все более комфортно чувствовать себя на земле.

ПОБЕЖАЛИ. МЕДЛЕННО, НО ВЕРНО

Обладая такими особенностями, как прямой большой палец на ноге и дородная мясистая пятка, ранние гоминины три-четыре миллиона лет назад стали искусными двуногими ходоками. Однако ходьба не настолько хорошо себя показала, чтобы навечно остановиться только на ней. Нашим предкам было необходимо передвигаться быстрее. Спусковым крючком для следующего значительного шага вперед вновь стало изменение климата. Среда обитания в Африке начала проходить через экстремальные циклы засухи начиная примерно с 2,8 миллиона лет назад[112]. Влажные леса, покрывавшие к тому моменту Восточную Африку, измельчали. Из-за разрозненности среды обитания гомининам становилось все труднее добывать себе обед – приходилось преодолевать все бо́льшие расстояния. К тому времени, поупражнявшись пару миллионов лет в прямохождении, гоминины были готовы снять ограничители. Тогда появились первые представители рода Homo, и одним из важнейших аспектов, отличающих их от более ранних предшественников, была способность преодолевать большие расстояния пешком.

Как вы, возможно, помните из главы о зубах, в тот же период времени тело гомининов претерпело еще одно серьезное изменение: мозг начал увеличиваться в размерах. Очень ценным ресурсом для наших предков стало мясо. Гомининам требовался богатый калориями ресурс, чтобы питать растущий мозг, который также позволяет преодолевать новые, более длинные расстояния в поисках пищи, что было вызвано изменениями среды обитания. Математика работает не в вашу пользу, если вы ходили весь день и добыли лишь пару орехов. Что вам действительно нужно в конце долгого дня, проведенного на ногах, так это вкусный, жирный, сочный стейк.

На помощь в поисках сочного стейка приходит бег. Дэниель Либерман (гарвардский палеоантрополог, чье исследование упоминалось в главе 1 – вспомните даманов, питающихся твердой и мягкой пищей) и его коллеги предполагают, что бег мог развиться в контексте добывания гомининами мяса[113]. Точно не с помощью спринта, потому что люди довольно медленно стартуют на коротких дистанциях. Если бы Олимпийские игры были соревнованием для представителей разных биологических видов, люди определенно не поднялись бы на пьедестал почета в беге на 100 метров среди млекопитающих. Мы не вышли бы даже из квалификационных забегов. Да и выжить бы не смогли, если бы на соседней беговой дорожке появился хищник. Хотя было бы весьма интересно понаблюдать. Нужно организовать Олимпийские игры млекопитающих. Кто бы не захотел увидеть самого быстрого человека в мире, бегущего по четвертой дорожке между тигром и газелью?

Две главные причины, по которым люди не смогут победить в олимпийских спринтерских забегах среди млекопитающих, – это строение наших стоп и характер походки. Наши ноги не созданы для скоростного бега. Люди используют примитивный стиль передвижения наземных млекопитающих, называемый стопохождением, при котором бо́льшая часть стопы соприкасается с поверхностью земли. При ходьбе человек сначала наступает на пятку. Этот процесс исследователи биомеханики и инженеры, изучающие локомоцию, называют ударом задней части стопы. Приземление на пятку обеспечивает очень экономичную походку. Отчасти благодаря удару о землю задней части стопы люди могут очень эффективно преодолевать большие расстояния при ходьбе. Но не при беге[114].

С бегом дело обстоит сложнее. Либерман и его коллеги обнаружили, что стиль бега зависит от воспитания. Люди, которые в детстве постоянно носили обувь, обычно бегают, ударяясь задней частью стопы, независимо от того, бегут ли они в обуви или босиком. Приземление на пятку во время бега приводит к значительным ударным нагрузкам, и со временем это может повредить стопу и вызвать боль. Чтобы смягчить последствия удара задней частью стопы, компании производят обувь с толстым каблуком, чтобы минимизировать удар. Удобные каблуки – это, конечно, хорошо, за исключением того, что поднятые пятки фактически вынуждают бегунов ударяться задней частью стопы. Обувь на толстом каблуке к тому же притупляет проприоцептивные ощущения тела, позволяя людям бежать так, что в конце концов можно получить травму, и при этом они даже не смогут ощутить проблему во время бега из-за своей стильной, удобной обуви.

Специалисты в области биомеханики включили в свое исследование бегунов из провинции Рифт-Вэлли в Кении, никогда не носивших обувь. В своей статье в журнале Nature они обсуждают, как эти люди естественным образом приземляются на переднюю часть стопы, а не на пятку. В результате «босоногие бегуны, ударяющие о землю передней частью стопы, создают меньшую силу столкновения, чем ударяющие задней частью»[115]. Они все равно опираются на пятки, но бег в стиле носок-пятка минимизирует ударные воздействия на ступни.

Это исследование породило революцию бега босиком, начавшуюся всерьез несколько лет назад. На эту тему написаны целые книги, а крупные обувные компании вложили немало времени и энергии в маркетинг босоногой обуви. Очевидно, они не могут позволить всем бегать босиком, иначе им нечего будет продавать. Вероятно, воротилам обувных компаний полюбилась идея такой обуви, поскольку они по-прежнему могут продавать ее по безумно завышенной цене, используя при этом меньше сырья. Однако насколько бег босиком может помочь людям, всю жизнь ходившим в обуви? Вопрос остается открытым. Ученые смогут найти множество испытуемых, так как сейчас немалое число людей бегает босиком или в босоногой обуви.

Я точно не стану одним из их подопытных кроликов. Несколько лет назад я поддался ажиотажу и попытался надеть пятипалые кроссовки. Пальцы ног у меня стиснуты вместе, и после нескольких минут попыток запихнуть каждый палец в соответствующий отдел я сдался. Если я когда-нибудь вольюсь в эту революцию, мне придется полностью посвятить себя бегу босиком. На данный момент у меня нет серьезных проблем со стопами (если только я не пытаюсь пройти 30 километров в день), и скажу так: от добра добра не ищут.

МАРШ СТОПОХОДЯЩИХ

Существует немало других млекопитающих, которые, как и люди, передвигаются с помощью стопохождения. Например, медведи, грызуны, ласки и еноты. Стопоходное передвижение – очень устойчивый способ ходьбы (не могу придумать ничего более устойчивого, чем медведь), но оно также снижает скорость. Не поймите меня неверно: медведи не медлительные, они просто не столь быстры, как гепарды и антилопы. У стопоходной лапы много костей на конце голени, и они тянут ногу вниз, как тяжелое ядро на конце цепи. Контакт между этими костями и землей также означает отсутствие у стопоходящих животных естественной пружинистости, как у животных с иной походкой. Забор медвежьего вольера должен быть толстым, но не обязательно очень высоким.

Ни одно из стопоходящих млекопитающих не станет чемпионом в спринте. Многие из них имеют совершенно другие системы защиты, что обусловлено их сравнительно медлительной натурой. Медведи большие и выносливые – их проблема решена. Некоторые стопоходящие животные, например, дикобразы, отращивают на себе нелепые колючие украшения. Другие стопоходящие, такие как скунсы, отпугивают хищников, производя невероятную вонь. Росомахи справляются с недостатком быстроты, ведя отшельническую жизнь, будучи при этом весьма коварными, а американские зайцы-беляки на самом деле невероятно быстры, но только потому что хитрят и отказываются от стопоходного передвижения во время бега[116].

Приматы представляют собой несколько странную группу стопоходящих млекопитающих. Люди и наши собратья с оттопыренными большими пальцами на ногах передвигаются по-разному, причем некоторые из них, например, человекообразные обезьяны, заходят так далеко, что и пятка, и подошва стопы у них касаются земли. Другие приматы освоили гибридные формы передвижения – что-то среднее между стопохождением и другими стилями передвижения, при которых животные более подвижны. Приматы действительно извлекают большие преимущества из гибкости, которую им обеспечивают различные кости стоп и кистей. Около 50 % костей у приматов находится только в руках и ногах, и все эти движущиеся части позволяют завязывать шнурки на ботинках, чистить апельсины и швырять друг в друга фекалиями, если вам нравятся подобные вещи[117].

Вернемся к стопам. Люди навлекают на себя беду тем, что расширяют двигательные возможности стопоходящей ноги. Мы заставляем стопу, созданную для устойчивости и модифицированную для гибкости, выдерживать толчки при путешествиях на большие расстояния. Обратите внимание, что крупных миграций приматов по всему миру не происходит. Стопа примата не предназначена для перемещения по континентам, как стопа антилопы гну или зебры. Мы также усугубляем проблему, передвигаясь только на двух ногах. Если бы мы продолжали заниматься выискиванием блох и разбрасыванием помета, как другие приматы, наши ноги были бы намного счастливее.

ЖИРАФЫ-БАЛЕРИНЫ

Ничто не остается прежним (кроме тараканов и акул). Млекопитающие стали слишком разнообразной группой, чтобы придерживаться только одного стиля передвижения. Например, при пальцехождении только пальцы ног касаются земли. Так перемещаются кошки и собаки. Более тяжелые кости расположены дальше от земли, что устраняет эффект оков, присутствующий у стопоходящих. Вместо того, чтобы соприкасаться с землей (как у человека), плюсневые кости (те, что между пальцами ног и лодыжкой) действуют, как гигантская пружина. Построить вольер для пумы – совсем иная задача, чем для медведя, поскольку пумы могут прыгать на 4,5 метра вверх и на 12,2 метра в длину во время бега. Пальцевое передвижение обеспечивает высокую естественную пружинистость и скорость.

Люди-спринтеры делают все возможное в попытках имитировать пальцехождение, надевая специальную обувь, чтобы во время бега опираться на пальцы ног. Ситуация приемлема только на коротких дистанциях, так как вызывает большую нагрузку на икроножные мышцы. Я познал это на собственном горьком опыте. Будучи бегуном на длинные дистанции в течение одного мучительного года в средней школе, я, сам того не зная, купил спринтерские кроссовки и весь легкоатлетический сезон пытался бегать на длинные дистанции в обуви, предназначенной для бега на 100 или 200 метров. Лишь после финальных соревнований я осознал, что бежал километр за километром в спринтерских кроссовках. Просто думал, что нужно сильнее натренировать мои больные икры.

Есть еще копытные млекопитающие (лат. ungulates) и их потрясающее копытоходящее передвижение. Эти животные сделали еще один шаг вперед – они касаются земли гигантскими ногтями, называемыми копытами. Большинство костей, которые мы считаем частью стопы человека, у копытных являются частью голени. Я помню момент, когда необычная природа ног копытных вызвала оживленную дискуссию с моим другом-биологом. Мы были в одном туристическом месте, где полно повозок, запряженных лошадьми, и обсуждали положение «колена» лошади (имеется в виду пересечение бедренной кости с большеберцовой и малоберцовой костями в задней ноге). То, что у лошади выглядит как колено, на самом деле является лодыжкой. Колено находится гораздо выше, чем думает большинство людей. Ситуация еще больше вводит в заблуждение, когда люди, работающие с лошадьми, используют слово «колено» для описания того, что является эквивалентом лошадиного запястья.

Поскольку бо́льшая часть костей находится в ноге, стопа копытных отлично выдерживает удары. Они чемпионы по передвижению на длинные дистанции. Зебры, антилопы гну и другие подобные животные, передвигающиеся на цыпочках, совершают большинство классических великих наземных миграций. Время от времени их преследует хитрый и быстрый пальцеходящий хищник, однако, если они избегают участи стать добычей львов, то продолжают брести на ногах, идеально подходящих для ходьбы в течение целого дня.

Это означает, что копытные всю свою жизнь ходят, как артисты балета – на пуантах. Пару лет назад моя дочь хотела устроить вечеринку по случаю дня рождения в стиле жирафов-балерин. Тогда это показалось мне странным сочетанием, но, очевидно, она по-своему наслаждалась потрясающим зрелищем копытного передвижения жирафов. Вероятно, другие люди тоже это чувствуют: мы смогли найти удивительно разнообразный набор принадлежностей для вечеринки с жирафами-балеринами. В прошлом году темой дня рождения были радужные единороги. Полагаю, если бы они существовали, то тоже ходили бы на кончиках пальцев, как лошади. В этом году дочь настаивает на теме русалок. Если бы эти выдуманные существа были реальны, то, как морские млекопитающие, вероятно, имели бы тех же предков, что и киты и дельфины. Предками китов и дельфинов, как вы уже догадались, были копытные. Мне кажется, моя девочка просто питает слабость к криптозоологическим животным, произошедшим от копытных.

ЛЮДИ НА ПЬЕДЕСТАЛЕ

Если бы в Олимпийские игры млекопитающих включили марафон, то, вопреки множеству недостатков человеческой стопы, у людей был бы реальный шанс увезти домой медаль. Исследования Либермана показывают, что около двух миллионов лет назад гоминины стали искусными в беге на выносливость, возможно, используя его при сборе падали или загоняя добычу до смерти. На длинных дистанциях человек в хорошей спортивной форме может даже поспевать за такими специалистами в беге на выносливость, как собаки и лошади. Обилие потовых желез, отсутствие волос на теле и способность глубоко дышать во время бега позволяют людям преследовать и в конце концов убивать крупную добычу методом, называемым охотой на измождение.

Мы знаем, что подобное было возможно для ранних гоминидов, потому что до сих пор существуют группы африканских охотников, практикующих этот тип охоты. Крупное животное-жертва, такое как антилопа, разогнавшись, способно ускользнуть от человека, но во время галопа не может глубоко дышать и охлаждаться. Не имея возможности охладиться посредством потоотделения, антилопа в конце концов останавливается, чтобы отдышаться и восстановить температуру своего тела. Отстав на ранних стадиях погони, опытный охотник-человек может выследить антилопу и продолжать преследование, пока снова не догонит восстановившееся животное. Как только охотник догоняет антилопу, его жертва (не совсем отдохнувшая) убегает, и все начинается заново. В конце дня после нескольких циклов преследования на расстояние до 32 километров антилопа теряет сознание от теплового истощения, и охотник может использовать простой инструмент, например копье, чтобы завершить свою работу. Опять же, это не просто теория. В современном мире существуют группы людей, до сих пор охотящихся таким образом.

Способность загнать антилопу почти до смерти подтолкнула человеческое тело к некоторым изменениям помимо тех, что были необходимы для ходьбы. С длинными ногами бег стал более эффективным, и ноги Homo erectus (живших около 1,8 миллиона лет назад) были значительно длиннее, чем у более ранних гомининов. При беге лучше всего не перегружать конечные части ног. Когда древний человек сделал выбор в пользу эффективного бега на длинные дистанции, ступни гомининов стали компактнее, а пальцы ног – короче.

В настоящее время обувные компании стремятся к балансу, желая создать беговые кроссовки с адекватной поддержкой и амортизацией при минимальном весе. В последние годы фирма Nike одержима идеей спонсировать первого спортсмена, который преодолеет двухчасовой марафонский барьер. При поддержке империи Nike (которая включала в себя целую плеяду пейсмейкеров и всевозможные футуристические материалы, встроенные в обувь) проект Breaking2 увенчался успехом в октябре 2019 года, когда кенийский бегун (и олимпийский чемпион марафона 2016 года) Элиуд Кипчоге пробежал марафонскую дистанцию (42 километра 195 метров) за 1:59:40[118]. Для справки: сейчас Кипчоге бегает в обуви, но в детстве делал это босиком.

ПРИДАЙТЕ ПРУЖИНИСТОСТЬ ВАШЕЙ ПОХОДКЕ

Два миллиона лет назад не существовало беговых кроссовок за 200 долларов, поэтому телу приходилось самостоятельно обеспечивать себе пружинистость. Эта способность возникла из целого ряда анатомических модификаций. Точно так же, как глазу пришлось перестроиться для работы на суше, стопе гоминина пришлось совершенствоваться для более эффективного передвижения на большие расстояния. Одной из наиболее важных модификаций стало удлинение ахиллова сухожилия. Наличие упругих сухожилий не является критической адаптацией для ходьбы, но сполна окупается при беге. У людей ахилл и другие удлиненные сухожилия ног невероятно эффективно накапливают и затем высвобождают энергию во время шага. Невозможно точно узнать, как выглядело ахиллово сухожилие у ранних человекообразных, поскольку такие мягкие ткани не окаменевают. Единственное, что можно сделать, это рассмотреть углубление, в которое входит ахиллово сухожилие в пяточной кости. Пяточная борозда в окаменелых останках австралопитеков возрастом три-четыре миллиона лет напоминает ту, что есть у шимпанзе, и заметно отличается от расширенной борозды у более поздних гомининов и современных людей.

Другим важным достижением, которое помогло нам сделать шаг более пружинистым, стала эволюция свода стопы. Во время передвижения на двух ногах свод помогает поддерживать устойчивость, смягчать воздействие силы и толчков, возникающих при ходьбе. В этом смысле свод помогает стопе действовать и как амортизатор, и как пружина, сжимаясь и распрямляясь, чтобы вернуть часть энергии, накопленной во время первой части шага.

Основная идея свода стопы для людей не уникальна: нас отличает их направление. У всех остальных приматов свод поперечный – он проходит по ширине стопы от края до края. Имея только поперечный свод стопы, все приматы, кроме человека, фактически плоскостопны. Человеческие стопы уникальны тем, что в дополнение к поперечному своду у нас есть еще два продольных. Вдоль стопы проходят латеральный продольный и медиальный продольные своды.

У современных людей существует значительная вариабельность свода стопы: от высокого свода до его отсутствия. Даже если это не касается кого-то лично, почти каждый может рассказать о знакомом, признанном негодным к службе в армии из-за дефекта сводов стопы, обычно называемого плоскостопием. Данные о частоте развития плоскостопия весьма разнообразны. По самым скромным подсчетам, им страдает около 5 % населения. Согласно другим данным, эта патология встречается гораздо чаще и поражает до 30 % населения.

Все люди изначально рождаются с плоскостопием. У большинства свод стопы развивается в раннем возрасте, причем обычно у детей типичный свод появляется к шести или семи годам. К плоскостопию ведут два пути. В некоторых случаях свод стопы так и не развивается, и человек остается плоскостопным на всю жизнь. В других случаях свод развивается нормально и сохраняет свою форму в течение определенного периода времени, но в какой-то момент составляющие его сухожилия и связки ослабевают, и свод уплощается.

У некоторых людей плоскостопие протекает совершенно бессимптомно – они могут ходить весь день с тем же комфортом, как и люди с идеальным сводом стопы. Другие люди с плоскостопием страдают от ужасных болей и тратят невероятное количество времени и энергии, придумывая решения проблемы отсутствия сводов у своих стоп в попытке жить без боли. И найти решение этой проблемы непросто. В формировании свода стопы участвует не одна связка, а поддерживают его множество дополнительных голеностопных мышц. Определение того, где таится проблема и что с ней делать, – задача не из легких.

Хотя особое внимание в этой главе уделяется плоскостопию (поскольку у наших предков была плоская стопа и привязка их анатомии к нашим современным проблемам является буквально сутью этой книги), у многих людей с идеальной формой свода по-прежнему возникают боли в стопах. Некоторые из этих людей сами навлекают на себя проблемы, готовясь к марафонам и бегая по тротуару по 100 километров в неделю. Другие проводят весь день на ногах на работе и подвергают связки длительному растяжению и воспалению, пытаясь заработать деньги. Качество жизни многих сотрудников супермаркетов значительно улучшилось бы, если бы полы там были сделаны из спортивных матов. Наконец, есть и третья категория людей с болями в ногах, которым просто не повезло – им было суждено иметь болезненные ноги совершенно независимо от поведения.

Самая известная из проблемных связок стопы – подошвенный апоневроз, также известный как подошвенная фасция. Другие связки и сухожилия тоже могут вызывать проблемы, но есть причина, по которой поиск в Google по запросу «подошвенная фасция» выдает более четырех миллионов результатов, а запрос «пяточно-ладьевидная связка» дает менее 50 000. Подошвенная фасция представляет собой толстую полоску соединительной ткани, идущую от пятки к пальцам ног. Если вы пощупаете нижнюю часть стопы, то, сгибая пальцы ног вверх, легко почувствуете растяжение этой связки. Когда подошвенная фасция чрезмерно растягивается, она может воспаляться. Это случается из-за сниженного свода или плоскостопия, а также из-за повторяющихся нагрузок.

Страдающие воспалением и болью в связках свода стопы приходят к ортопедам или подологам в поисках обуви, стелек и ортопедических приспособлений для облегчения симптомов. Некоторые люди с болями в ногах впадают в такое отчаяние, что прибегают к хирургическому вмешательству. Существует множество разновидностей операций на стопе. При некоторых из них кости разрезаются, перемещаются, вправляются или реконструируются. Иногда утолщенные или поврежденные сухожилия полностью удаляются и заменяются другими, пожертвованными пациентом (вновь по сценарию «ограбь Петра для уплаты Павлу», как в случае восстановления передней крестообразной связки колена).

В случае подошвенного фасциита возникает вопрос о поиске нужной степени натяжения. Чтобы связка выполняла свою работу по поддержке стопы и ее свода, она должна сохранять некоторое напряжение, поэтому хирурги решают, насколько следует ослабить это напряжение[119]. Полное расслабление – отличное решение при боли, поскольку напряжение в связке снимается стопроцентно. Однако без подошвенной фасции другим связкам стопы придется компенсировать провисание, и, если они не справятся с этой задачей, свод стопы может разрушиться (если он еще не сделал этого). Цель состоит в том, чтобы удалить достаточную часть фасции для облегчения боли, но не настолько, чтобы у пациента появилась другая неустойчивая биомеханика стопы. Это деликатный компромисс, потенциально способный изменить жизнь пациентов. Поиск правильного баланса между чрезмерным и недостаточным расслаблением подошвенной фасции является одной из многих причин, по которым ортопедам приходится учиться столько лет.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ СВОДА СТОПЫ

Потребовались усилия нескольких очень искусных ученых, чтобы выяснить, когда возник свод стопы у человека. Недостаток окаменелых костей ног, конечно, затрудняет изучение, но даже при условии наличия штабелей ящиков с прекрасно сохранившимися ступнями ранних человекообразных снова возникает старая проблема мягких тканей: связки не окаменевают. Кости стопы очерчивают или окаймляют свод, но сама структура является связочной.

Джереми Десилва и его коллеги-палеоантропологи нашли хитроумные способы решения этих проблем и за прошедшие годы собрали множество кусочков пазла эволюции стопы. Вместо того, чтобы сокрушаться по поводу нехватки окаменелостей, они принялись работать с тем, что доступно, а именно с современной человеческой популяцией, чьи ступни весьма изменчивы, и множеством окаменевших костей ног ранних гомининов. Ученые начали работу, зная, что существует огромная вариативность строения свода стопы современных людей. Загвоздка заключалась в том, чтобы связать эти вариации с какой-либо особенностью голени, поскольку обычно это все, что можно найти у Люси и ее окаменелых друзей.

Более крупная кость голени, большеберцовая, имела искомую вариацию. В частности, специалисты обнаружили корреляцию между наклоном большеберцовой кости и плоскостопием у современных людей, сделав рентгенограммы 261 живому человеку и проведя серию подробных измерений. Большинство принявших участие в исследовании людей (86 %) имели свод лодыжки, направленный вперед[120]. У нескольких человек голени были совершенно прямыми с нулевым углом. Наиболее интересными оказались испытуемые с голенями, наклоненными назад. 8 % испытуемых, попавших в эту группу, чаще страдали плоскостопием, чем испытуемые других групп.

Вооружившись новой информацией о современных людях, исследователи изучили угол дуги большеберцовой кости у других ныне живущих человекообразных обезьян (все они имеют плоскостопие). Шимпанзе, гориллы и орангутаны в среднем имели углы дуги большеберцовой кости, направленные назад. Это стало еще одним свидетельством, указывающим на наличие связи между углом большеберцовой кости и величиной свода стопы.

Было также проанализировано 12 окаменелых костей ранних гомининов, которыми располагали исследователи. Среди представителей вида Люси, Australopithecus afarensis, существовали некоторые особи с отрицательными углами дуги большеберцовой кости (и, предположительно, с плоскостопием), а также другие с положительными углами свода большеберцовой кости (и, предположительно, со сводами стоп). У самой Люси ископаемая большеберцовая кость была направлена назад сильнее всего, и, как следствие, провоцировала плоскостопие.

Результаты исследования образцов окаменелых голеней показывают, что ступня и лодыжка менялись примерно в период трех-четырех миллионов лет назад. Прошло несколько миллионов лет, а ситуация все еще нестабильна: у одних людей стопа плоская, у других свод стопы хорошо развит, а у третьих стопа застряла где-то между прошлым и настоящим. Есть даже люди с необычно высоким сводом стопы, что также приводит к проблемам и болям в стопах. Человеческая нога все еще находится в процессе приспособления к жизни, проходящей в странствиях по земле.

РУКА ПОМОЩИ ДЛЯ РУКИ

Важно помнить, что есть удивительные преимущества, компенсирующие все издержки, связанные с прямохождением. Давайте потратим минуту на то, чтобы разбавить плохое хорошим. Наши ноги, возможно, страдают от относительно недавнего перехода на двуногое хождение, но наши руки, больше не задействованные в передвижении, сверкают, как подлинный маяк эволюционного успеха.

Между руками человека и наших ближайших родственников – шимпанзе – существуют значительные различия. Руки шимпанзе похожи на окаменелые руки древних гоминидов, поэтому хорошо подходят для сравнительных исследований, направленных на объяснение того, как наши верхние конечности изменились за последние несколько миллионов лет с момента освобождения от любых обязанностей, связанных с передвижением.

Самые заметные отличия касаются больших пальцев. У шимпанзе и других приматов они противопоставлены, но наши большие пальцы длиннее и сильнее, чем у других приматов. В сочетании с более короткими пальцами рук и более крупными мышцами большого пальца мы обладаем уникальной силой и гибкостью хвата. Ученые отмечают это различие, называя человеческий большой палец полностью противопоставленным. Только мы можем коснуться подушечкой большого пальца кончиков всех остальных пальцев руки. С помощью не полностью противопоставленного большого пальца рук шимпанзе могут хватать, но для раскачивания по деревьям в основном используют сгибание других пальцев рук[121].

Освободившись от анатомического давления жизни на деревьях, наши руки изменились. Имея полностью противопоставленные большие пальцы, люди могут хватать палку и размахивать ею или поднимать камень и бросать его, придавая ему большую скорость. Шимпанзе так делать не могут. Такое поведение усиливает наши наступательные и оборонительные способности. Шимпанзе может подобрать палку и немного помахать ей, но без полностью противопоставленного большого пальца не способен размахивать с заметной силой; ему пришлось бы отступить на дерево, если бы он вступил в драку со злобным зубастым хищником. Перекрывая указательные пальцы большими, я способен размахивать бейсбольной битой так сильно, как захочу, не отпуская ее. Дайте мне палку приличного размера, и я, вероятно, смогу оставаться на земле, отбиваясь от крупного хищника. Еще до того, как устрашающий зверь приблизится ко мне, я смогу швырять в него камни, что может позволить вообще избежать встречи.

Спустя несколько миллионов лет мы все еще время от времени швыряем друг в друга камнями и пользуемся хватанием не с благими намерениями, но теперь наши ловкие руки используются для бесчисленного множества других человеческих дел. Способность создавать точное давление между большим и другими пальцами руки критически важна для таких задач, как использование ножа, плетение или держание ручки. Переход к прямохождению привел к изменению наших рук. Возможно, эти изменения делают руки таким же важным человеческим элементом, как и наш большой мозг.

ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫЕ ДИНОЗАВРЫ

Мы не столь уж уникальны в прямохождении, как нам хотелось бы думать. Спущу вас с небес на землю: есть даже тараканы, переходящие на бег на двух ногах, когда им нужно быстро двигаться. Однако тараканы – не лучшая группа для сравнительных исследований, поскольку у них шесть ног и они настолько малы, что можно раздавить ботинком. Есть и другие млекопитающие, например кенгуру, которые являются исключительно двуногими животными, но они передвигаются прыжками, а это заметно отличается от походки людей.

Лучшая сравнительная группа для понимания того, как может выглядеть двуногая конструкция после миллионов лет эволюции, – это птицы. Как и люди, птицы умело воспользовались освобожденными передними конечностями: воспользовавшись изменениями, птицы начали летать и колонизировали все уголки земного шара. По своей численности они представляют собой наиболее успешную группу наземных позвоночных, и мы даже близко к ним не стоим. В настоящее время существует неопровержимое доказательство, что птицы являются потомками двуногих динозавров, переживших падение гигантского убийственного метеорита около 66 миллионов лет назад. В некоторых учебниках по зоологии раздел о птицах даже озаглавлен «Птицеобразные рептилии», открыто признавая истинное происхождение птиц.

Если вы принадлежите к моему поколению, то никогда не забудете, как Ти-Рекс пытался догнать джип во время великолепной сцены погони в оригинальном фильме «Парк Юрского периода». Идея о том, что четвероногие ящеры превратились в двуногих, не кажется такой уж неожиданной, если учесть, что существует несколько современных видов ящериц, способных подниматься на задние лапы[122]. Самым известным среди этой группы является шлемоносный василиск, или ящерица Иисуса, который поднимает планку: он бегает на двух ногах по воде на короткие расстояния. Тираннозавр Рекс, конечно, не мог ни летать, ни бегать по воде, но существовали и другие двуногие динозавры, имевшие перья и представлявшие собой переходные организмы между динозаврами и птицами.

Велоцирапторы – еще одни динозавры из «Парка Юрского периода», которые с безумным визгом пытались выпотрошить ученых. Велоцирапторы также были наземным видом, но имели перья и принадлежали к группе динозавров, от которой в итоге произошли птицы[123]. Палеонтологи до сих пор точно не знают, что нелетающие пернатые динозавры делали со своими перьями, так что пора надеть рабочие комбинезоны и вернуться к раскопкам. Для справки: я основываюсь на гипотезе, что перья произошли от чешуи, поскольку они выглядят привлекательно. Думаю, половой отбор является самым беспроигрышным объяснением эволюционных изменений. Безусловно, это гораздо более интересная идея, чем такая скучная и официальная гипотеза эволюции перьев, как терморегуляция.

Джереми Десилва любит сравнивать ступню человека со ступней современной нелетающей птицы. В стопе страуса всего восемь костей по сравнению с 26 костями в стопе современного человека. Десилва отмечает, что страусиная стопа во многом похожа на новый дизайн протеза человеческой[124]. Благодаря меньшему количеству деталей очень устойчивая стопа страуса может нести его на скорости более 64 км/ч, не ломаясь.

Птицы дадут нам большую фору в строении ступней и ног – они ходят по свету, как двуногие животные, уже более 100 миллионов лет. У человеческой стопы было гораздо меньше времени на решение своих проблем. Сейчас лишь заря нашего прямохождения, и нас все еще немного пошатывает, когда мы встаем с постели, а если вы сотрудник супермаркета, вынужденный целый день стоять на твердой поверхности, попробуйте объяснить это своим начальникам. Возможно, они проявят снисхождение и найдут вам табуретку.

6

У крошки большие… проблемы со спиной

Какой рэпер похвалил пышные формы в первой строчке своей песни «Baby Got Back»?

а. Ice Cube

б. Ice-T

в. Sir Mix-a-Lot

г. Snoop Dogg

Когда мы с Джули поженились, ее брат подарил нам на свадьбу матрас королевских размеров. Мы были в восторге, потому что до этого спали на сдвинутых односпальных кроватях, доставшихся Джули от бабушки с дедушкой. У маленьких кроватей было резное декоративное изножье с отверстиями, и иногда я просыпался, а мои ноги торчали из них, словно были в колодках. Какое-то время приходилось спать так, особенно когда наши отношения только начались и мы были бедны, но в конце концов мне захотелось вытянуться во всю свою длину.

Когда мы отправились выбирать новый матрас, пришлось столкнуться с тем, что у нас совершенно разные предпочтения места для сна. Я спал на своего рода бетонных плитах, которые мои родители называли кроватями, и уже привык к очень жесткому матрасу. Джули же всегда спала на более мягком. Очевидно, кому-то из нас нужно было уступить.

Признаюсь, я всегда был более привередливым ко сну. Для начала мне нужно, чтобы было темно и очень тихо. Джули говорит, что у меня веки тонкие, как бумага. Многие годы я спал с берушами и маской для глаз, как настоящая дива. Также мне требуется некоторое время, чтобы заснуть. Джули, напротив, может заснуть примерно за пять секунд без всяких принадлежностей. Иногда я лежу, слушая ее дыхание и удивляясь, как можно так быстро вырубиться.

А еще я гораздо лучше Джули умею жаловаться и считаю это важным жизненным навыком. Иногда она может испытывать недомогание или боль в течение нескольких дней, прежде чем я пойму, что с ней что-то не так. Со мной такого никогда не происходит: через пять минут после того, как я подцепил занозу или у меня запершило горло, все в радиусе пяти километров узнают о состоянии моего здоровья.

Вы понимаете, к чему я веду. Да, мы взяли твердый матрас. Уверен, Джули решила, что испытывать дискомфорт предпочтительнее, чем слушать, как я ворчу и ною из-за того, что не могу уснуть. В первые годы совместной жизни она смиренно спала на жестком, как доска, матрасе и никогда не жаловалась, пока я не приложил все усилия, чтобы изменить положение дел.

Перенесемся почти на 10 лет вперед, когда настало время приобретать новый матрас. Мы купили наш первый дом и достигли того этапа в жизни, когда нужно было обустроить настоящую гостевую комнату. Мы решили перенести туда старый матрас, и таким образом перед нами встал тот же вопрос, который мы решали, будучи молодоженами: выбрать для себя мягкий матрас или жесткий. Мне казалось, что Джули выберет второй вариант. Я надеялся, что все годы сна на фанере переведут ее в стан твердоматрасников, но, увы, она все равно предпочла мягкий вариант. Мы вернулись домой с каким-то облакоподобным матрасом и пуховой подушкой, и теперь уже я вынужден был смириться с этим. Мне нравится думать, что я вел себя вполне мужественно в те годы, спя на мягком матрасе, но можете не сомневаться – украдкой я впадал в уныние.

Перескочим еще почти на 10 лет вперед, приблизившись к дню сегодняшнему. С матрасом номер три мы решили рискнуть и выбрать нечто среднее между жестким и мягким. Возможно, лучшим выбором был бы матрас, доставляющий нам обоим небольшой дискомфорт, но не делающий нас совсем уж несчастными. Джули, как и следовало ожидать, почти не жалуется, но ей не так комфортно, как на облачном матрасе. Я же несчастен как никогда: просыпаюсь ночью от боли и пробую новые методы растяжки, чтобы понять, смогу ли решить проблему, став сильнее и гибче.

Эта невероятно доказательная наука осложняется одним существенным фактором – возрастом. Невозможно удерживать переменную возраста постоянной при проведении личного десятилетнего эксперимента с матрасом. Дети при этом могут спать на чем угодно. Если моя дочь утомлена, я не сомневаюсь, что она могла бы заснуть на рояльном стульчике, покрытом застывшей лавой. Когда мне было чуть больше 20 лет, я провел лето, путешествуя с другом по США. Мы перебивались случайными заработками и жили в моем пикапе, ночуя в кузове. Тогда я засыпал, как ребенок. Когда мне исполнилось 30, сон стал менее комфортным, но я без проблем мог отключиться на много часов подряд.

Звучит банально, однако, когда мне исполнилось 40, спать стало труднее. Уже знаю, что стану одним из тех стариков, которые просыпаются в четыре часа утра и не могут снова заснуть. Буду вставать с петухами и заниматься работой до полудня. В молодые годы для меня не было редкостью просыпаться в полдень. Раньше мы с Джули были чемпионами по сну, теперь же в те редкие случаи, когда нам удается заснуть, я не могу пролежать дольше половины девятого утра без ломоты и боли, поднимающих меня с постели.

Решение для нас очевидно – это одна из тех модных кроватей фирмы Sleep Number, одну половину которой можно превратить в асфальт, а другую – в гусиный пух. Пока что такая кровать нам не по карману, но будем надеяться, что сможем втиснуть в бюджет матрас номер четыре в следующем десятилетии. В противном случае мне придется выяснять, чем именно занимаются старики с утра пораньше.

ГЛОБАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА

Боль, поднимающая меня с постели, начинается в пояснице. Весь этот раздел книги (главы, посвященные коленям, стопам и спине) по сути представляет собой исследование последствий прямохождения для скелета, и самый большой кошмар хождения на двух ногах заключается в искривлении спины. Мне повезло: как только я встаю и прихожу в себя, я могу заниматься своими делами по большей части безболезненно. Для многих других людей боль в пояснице – это изнурительное и лишающее трудоспособности проклятие, от которого нет облегчения ни днем ни ночью. В опросе, проведенном Американской ассоциацией физиотерапии (APTA), 61 % американцев жаловались на боли в пояснице. В других источниках сообщается, что в какой-то момент жизни до 80 % взрослых людей страдают от болей в пояснице[125].

От боли в пояснице страдают не только изнеженные американцы – это серьезная глобальная проблема. Британский журнал The Lancet несколько лет назад опубликовал исследование о главных причинах утраты трудоспособности в мире[126]. Фонд Билла и Мелинды Гейтс профинансировал исследование, и оно выявило ряд показательных тенденций[127]. Система, которую исследователи использовали для количественной оценки боли, учитывала как распространенность, так и тяжесть состояний. В наиболее богатых странах с пожилым населением (например, США, Канаде, большинстве стран Европы) основной причиной утраты трудоспособности были боли в пояснице. Другие, более бедные страны, тоже не были свободны от этого – боль в пояснице вошла в десятку основных причин приобретения инвалидности во всех 188 обследованных странах. Люди в этих странах, помимо болей в спине, столкнулись с дополнительными проблемами в виде хронических респираторных заболеваний и ВИЧ/СПИД, которые мало распространены в развитых странах. В странах с более молодым населением (например, Мексике и Индии) основной причиной потери трудоспособности была депрессия.

Боль в спине становится социальной проблемой. Согласно опросу APTA, на третьем месте – после физической активности и сна – среди видов деятельности, вызывающих боль в пояснице, была работа. Даже в странах с небольшой экономикой ежегодные издержки общества, связанные с болью в пояснице, легко достигают миллиардов долларов. В более богатых странах затраты могут достигать сотен миллиардов долларов, если учитывать как стоимость лечения, так и снижение трудоспособности.

Другая проблема, тесно связанная с болью в спине, касается ее лечения. Для снятия боли после острой травмы или операции часто назначают опиоидные препараты, такие как морфин, оксикодон или гидрокодон. В этих случаях цель состоит в том, чтобы назначать пациентам сильные лекарства только в краткосрочной перспективе для достижения необходимого облегчения боли. Противников использования опиоидов для контроля сильной и острой боли относительно немного.

Гораздо более спорным и проблематичным является использование опиоидов для лечения хронической боли[128]. Пациентам с хронической болью часто назначают препараты, вызывающие сильную зависимость, а затем люди принимают их в течение недель, месяцев или лет. Такой тип употребления опиоидов требует индивидуального обсуждения и осторожности со стороны поставщика медицинских услуг и пациента. В худшем случае у пациента развивается расстройство, связанное с употреблением опиоидов, и он становится еще одной статистической единицей в растущей опиоидной эпидемии. Удивительно, но было проведено довольно мало исследований по сравнению эффективности опиоидных и неопиоидных препаратов, и, несмотря на невероятные риски их длительного применения, на данный момент неясно, насколько вообще они эффективны при лечении хронической боли. Учитывая, что сейчас в Соединенных Штатах от передозировки опиоидами умирает больше людей, чем от рака молочной железы, эта проблема явно заслуживает более серьезных вложений в исследования[129].

ПОЛЗИТЕ И ПЕРЕВАЛИВАЙТЕСЬ, ПОЛЗИТЕ И ПЕРЕВАЛИВАЙТЕСЬ

Боль в спине – универсальная головоломка, для которой у нас нет хорошего решения. К счастью для меня, эта книга не о решениях. Речь идет о том, почему мы, люди, так склонны к ломотам и болям. Вероятно, вы заметили, что изначально в этой главе основное внимание уделялось болям в пояснице. Безусловно, боль может возникнуть в любом отделе позвоночника. Фактически вышеупомянутое исследование, финансируемое Гейтсом, показало, что боль в шее является четвертой по значимости причиной потери трудоспособности в мире после болей в пояснице, серьезных депрессивных расстройств и железодефицитной анемии. Боль в шее – на самом деле просто боль в спине, исходящая из шейного отдела позвоночника, а не из поясничного. Спина так или иначе напомнит вам о себе, будь боль выше, ниже или где-то посередине.

Все дело в форме. По крайней мере, именно форма является основной причиной боли в спине. Чтобы четвероногое животное могло сохранять равновесие на двух ногах, центр тяжести тела должен был сместиться. Как упоминалось в главе, посвященной стопам, позвоночный столб шимпанзе имеет С-образную форму, в результате чего центр тяжести располагается значительно дальше от бедер. Если шимпанзе приходится встать на две ноги, им необходимо приложить немалые мышечные усилия для преодоления естественного наклона вперед. Так что они обычно избегают ходить на двух ногах и предпочитают передвигаться на четвереньках, чтобы не нагружать спину.

Как и шимпанзе, человеческие младенцы рождаются с позвоночником С-образной формы. Поэтому вполне логично, что малыши не появляются на свет сразу прямоходящими. По мере того, как дети становятся больше и сильнее, в их позвоночнике начинают развиваться другие изгибы, переключающие его с жестких горизонтальных опор на более гибкие вертикальные структуры. Мышцы и изгибы развиваются в раннем возрасте, но еще недостаточно сильны, чтобы удерживать ребенка в вертикальном положении. В этот период малыши передвигаются ползком. Как только изгибы развиваются и мышцы становятся достаточно сильными, дети встают и начинают ходить. А в переходном периоде можно ясно представить себе ребенка, решающего, стоит ли ему затрачивать усилия на переход в другой конец комнаты или следует просто ползти. Первые шаги могут произойти как в возрасте шести месяцев, так и 18, но обычно где-то около года.

Недавно я был на вечеринке, где ребенок сделал то, чего я раньше никогда не видел. Малышка только-только научилась ходить и была на том этапе, когда дети много шатаются и спотыкаются. В какой-то момент она повалилась и вместо того, чтобы ползти, пришла в себя и продолжила путь через весь пол гостиной на четвереньках. Было интересно наблюдать, и на секунду у меня возникло ощущение, будто я откатился на несколько миллионов лет назад. Возможно, когда девочка вырастет, то побьет рекорд в беге на 100 метров на четвереньках.

НАГИБАЙТЕСЬ МЕДЛЕННО

Нижний поясничный изгиб смещает центр тяжести назад, располагая его выше и немного позади тазобедренных суставов. Такое изменение центра тяжести позволяет малышам передвигаться, а взрослым людям – стоять весь день и не уставать. У нас могут болеть ступни, но мы уже говорили о них в предыдущей главе. Изгиб шейного отдела позволяет человеку удерживать большую голову на конце позвоночника без постоянного сокращения мышц шеи.

Очевидно, что в изменении формы позвоночника человека имеются свои преимущества. Я, например, люблю ходить на двух ногах. Так лучше видишь мир вокруг себя, а еще мне нравится, что руки при ходьбе свободны. Однако у этих плюсов есть и существенные минусы. Форма изгибов должна быть правильной, иначе все пойдет наперекосяк. Представьте, что позвоночник – это детские кубики. У других млекопитающих кубики расположены горизонтально, словно лежат на столе – их невозможно опрокинуть. У человека кубики стоят вертикально, как башня, – структура шаткая и безо всяких изгибов. Когда в следующий раз будете строить башню из кубиков, попробуйте добавить в нее несколько изгибов и посмотрите, как у вас пойдет дело.

Угол и расстояние между позвонками имеют решающее значение. Если расстояние между позвонками неправильное, межпозвоночные диски могут смыкаться не на своих местах. Это очень деликатная область, где все может оказаться не на своем месте, потому что спинной мозг проходит через позвоночник, как шоссе. На каждом съезде с шоссе от спинного мозга отходят нервные корешки. Как только диск выпячивается и касается нерва, возникает боль.

Защемление может произойти резко, когда вы наклоняетесь, чтобы что-то поднять, или хронически, когда позвоночник не достигает нужной степени искривления. Внутренний, или лордотический, поясничный изгиб должен быть достаточно глубоким, чтобы позвоночник находился ровно под головой, а центр тяжести – над бедрами. Иногда наблюдается слишком большая лордотическая кривизна поясничного отдела. Терминология немного запутанная: естественная кривая называется лордозом, а состояние, при котором кривая слишком сильно выгибается… тоже называется лордозом (от греч. λορδός – «согнувшийся», «сутулый»). Слишком маленький лордоз – боль в спине. Слишком сильный лордоз – боль в спине. Правильный уровень лордоза – полное блаженство, по крайней мере, до тех пор, пока вы не состаритесь и некоторые боли в спине возникнут независимо от того, насколько идеальны ваши изгибы.

Даже более древний изгиб, проходящий через средний, или грудной, отдел спины (присутствующий при рождении и отвечающий за С-образную форму позвоночника младенцев), может выйти из строя. Кифоз – это чрезмерное искривление наружу, и если его довести до крайности, человек может выглядеть горбатым. По мере ослабления костей и мышц спины позвоночник может стать кифотическим, из-за чего некоторые пожилые люди выглядят так, будто вот-вот упадут вперед.

Школьников часто обследуют на наличие сколиоза, другого типа аномальной кривизны. Лордотические и кифотические изгибы видны только при осмотре позвоночника в профиль. При сколиозе позвоночник искривляется вбок, и увидеть это состояние можно, если смотреть сзади. Детей проверяют в начальной школе, потому что важно выявить проблему как можно раньше. Многие случаи сколиоза требуют лишь постоянного наблюдения, а не вмешательства, но в более серьезных случаях ребенку может потребоваться ношение корсета или даже операция. Это патологическое состояние считается идиопатическим (то есть мы не знаем, что его вызывает), но оно определенно не могло не возникнуть, когда наши предки оставили похожий на балку литой позвоночник на деревьях и обменяли его на модную гибкую и изогнутую модель.

ЛОРДОТИЧЕСКИЕ ИЗГИБЫ

Примерно у половины населения позвоночник получает дополнительную задачу – вынашивание детей. У всех четвероногих – от собак до броненосцев и горилл – беременность не оказывает большого влияния на центр тяжести. У беременного четвероногого животного определенно есть дополнительная масса, но она свисает практически в том же направлении, что и вес до беременности. У женщины история совершенно другая. Вынашивание детей спереди – это серьезная задача. Мужчинам следует попробовать несколько месяцев поносить арбуз под рубашкой, чтобы получить представление о том, какая это в буквальном смысле боль. Однако даже испытание с арбузом не является справедливым сравнением: если вам не имплантировали его хирургическим путем, невозможно прижать его прямо к мочевому пузырю. Кроме того, арбузы не пинаются.

Беременность сильно смещает центр массы тела женщины вперед. Центр тяжести должен иметь возможность смещаться назад, в противном случае, как обсуждается в статье в журнале Evolution and Human Behavior, «наши праматери подверглись бы почти 800-процентному увеличению скручивания бедра во время беременности»[130][131]. Трудно поверить, что может быть еще хуже, но увеличение скручивания бедра на 800 % приведет к еще большей степени напряжения мышц и болей в спине, чем это и так происходит в течение тех «радостных» девяти месяцев.

Ключевым моментом является больший поясничный лордоз. От природы он присущ всем людям, но женский позвоночник при беременности становятся чересчур лордозным. Чрезвычайное изменение формы позвоночника во время беременности смещает центр тяжести назад, но также вызывает значительное усиление сдвига (когда части тела тянутся в противоположных направлениях) во всей нижней части спины.

Усиление сдвига – причина сильных и постоянных болей в спине, которые испытывают многие женщины во время беременности. В лучшем случае это радикулит и боль в пояснице, в худшем – грыжа межпозвоночного диска. В течение долгого периода после того, как гоминины стали двуногими, действовали мощные силы отбора анатомических вариаций, уменьшавших уровень нагрузки и боли. Женщины с телосложением, более приспособленным к вынашиванию ребенка на двух ногах, должны были с бо́льшим успехом добывать пищу и лучше заботиться о растущих семьях.

Форма мужских и женских поясничных позвонков свидетельствует о сильном давлении естественного отбора на спину. У обоих полов предпоследний и последний поясничные позвонки имеют клиновидную форму, что помогает позвоночнику рассредоточивать давление, оказываемое на поясницу. У женщин лордотическое поясничное вклинение включает в себя еще один позвонок. Может показаться, что это не так уж и много, но разница существенная. Наличие еще одного клиновидного позвонка позволяет женщинам смягчить последствия сдвига и напряжения, вызываемых крайней степенью лордотической кривизны, принимаемой во время беременности.

О БОЖЕ, БЕККИ[132]

Для всех людей, и особенно для женщин, существует тонкая грань между недостаточным и слишком большим лордозом. Учитывая явную пользу наличия правильной степени лордоза для женщин в плане беременности, логичной гипотезой является то, что искривление поясничного отдела у женщин – это сигнал привлекательности и, следовательно, признак полового отбора. Естественно, несколько исследователей из Техасского университета в Остине собрали группу парней с факультета психологии для проверки этой идеи.

Они создали изображения женщин с помощью программы Adobe Photoshop, где единственной переменной была степень поясничного изгиба. Существует несчетное количество естественных вариаций поясничного лордоза: средний угол искривления у взрослых людей составляет от 30 до 35 градусов, но с абсурдно широким диапазоном от 14 до 69 градусов[133][134].

Исследователи предоставляли испытуемым-мужчинам стимулы, «отражавшие естественный диапазон поясничного изгиба в популяции»[135]. Студенты-психологи мужского пола продемонстрировали свои предпочтения: в среднем наиболее привлекательный вариант находился где-то посередине, с углом поясничного лордоза немного выше среднего – примерно около 45 градусов. Такой градус сильнее всего взбудоражил братию из Техасского университета.

Поскольку эти перевозбужденные исследователи спин весьма дотошны, они пошли еще дальше, зная, что помимо смещения позвонков масса ягодиц также может влиять на поясничный изгиб. Поэтому они собрали еще некоторое количество студентов-психологов, чтобы проверить, насколько размер ягодиц влияет на мужские предпочтения. На этот раз парни оценивали привлекательность сгенерированных компьютером моделей с одинаковой степенью выпуклости ягодиц, но с разной степенью массы и смещения позвонков. Иными словами, попка симпатична из-за мясистости или из-за того, что выпирает вследствие изгиба поясницы? Победителем стало… смещение позвонков. Независимо от размера ягодиц мужчины предпочитали силуэты с привлекательными лордотическими изгибами под углом 45 градусов. Поэтому вместо того, чтобы заявлять о своей любви к большим формам, Sir Mix-a-Lot было бы правильнее сказать: «Мне нравятся лордотические изгибы под углом 45 градусов, и я не знаю почему». Сделаем скидку на то, что песня была написана лет за 10 до исследования Техасского университета, к тому же читать рэп в таком случае было бы гораздо труднее.

РЕТРО-ПОЗВОНКИ

У некоторых людей проблемы со спиной возникают резко, в один ужасающий момент. Все начинается с того, что вы соскальзываете с бордюра или неловко нагибаетесь, поднимая что-то слишком тяжелое. Буквально на днях мой друг сорвал спину, наступив на деталь от конструктора «Лего» после того, как уложил спать одного из своих детей. В других случаях процесс протекает медленно. Боль подкрадывается, и ее легко игнорировать в течение первых нескольких лет. Поскольку ткани продолжают деградировать, боль нарастает, пока не достигнет критической точки.

Изгибы – это лишь часть проблемы. Другой важной особенностью является вертикальная природа человеческого позвоночника. Горизонтально расположенные строительные блоки не должны выдерживать вес так, как сложенные вертикально. Прямохождение накладывает огромную нагрузку на позвоночник, которой просто нет у четвероногих. В результате люди более склонны к проблемам с позвоночником, чем другие приматы[136].

Недавние исследования показали, что форма позвоночника может определять, насколько эффективно спина человека справляется с напряжением, связанным с прямохождением. Полученные данные подтверждают гипотезу предковой формы, согласно которой некоторые люди могут быть более склонны к болям в спине, в частности, к болям в пояснице, потому что их позвонки по форме больше похожи на предковые, чем на позвонки современного типа. У людей с современным типом тела позвонков имеют форму сердца. У других позвонки своего рода «в стиле ретро» – лопатообразной формы. Естественно, это два конца спектра, между которыми существует огромное количество всевозможных форм.

Авторы одного из исследований разделили человеческие поясничные позвонки на группы здоровых и патологических и показали, что патологические поясничные позвонки имеют характеристики позвонков шимпанзе. В сравнении со здоровыми человеческими позвонки человека с патологией и здоровые позвонки шимпанзе имели меньшее пространство для прохождения спинного мозга, а также более короткое соединение между телом и остистым отростком позвонков[137]. А еще они имели более лопатовидную форму. Оказывается, человеческие позвонки, склонные к травмам, очень похожи на нормальные позвонки шимпанзе.

Полезно было бы иметь в медицинских картах изображения нашего позвоночника. Мне бы хотелось узнать угол моего поясничного лордоза и похожи ли мои позвонки на человеческие или на позвонки шимпанзе. По ощущениям, мои в последнее время стали больше походить на позвонки шимпанзе. Осознание приближающихся проблем со спиной вдохновит некоторых людей начать растягиваться и укрепляться до того, как возникнет боль, что, вероятно, отсрочит ее начало. В более серьезных случаях склонность позвоночника к травмам может отвратить некоторых детей от занятий, создающих чрезмерную нагрузку на нижнюю часть спины, таких как бег, гимнастика, гольф и контактные виды спорта, и подтолкнуть их к упражнениям с меньшими нагрузкой и скручиванием корпуса, как, например, плавание и бег на лыжах. Конечно, можно порвать крестообразную связку и во время катания на лыжах, но, если бы мне пришлось выбирать между восстановлением крестообразной связки и жизнью с болями в спине, я бы сказал, что меньшее из этих двух зол – восстановленное колено.

Кошмары о шимпанзе

Для моего душевного спокойствия здесь необходима короткая вставка, чтобы еще раз подчеркнуть взаимосвязь между людьми и шимпанзе. Шимпанзе продолжают упоминаться в исследованиях, на которые я ссылаюсь, потому что они являются ближайшими ныне живущими родственниками человека, что делает их очень подходящей группой для сравнительных исследований. Неоднократно упоминая о шимпанзе, я обязан подчеркнуть: люди не произошли от шимпанзе. И люди, и шимпанзе произошли от ныне вымершего общего предка, жившего миллионы лет назад. Я просыпаюсь в холодном поту от ночных кошмаров о том, как мои студенты покидают колледж с искаженным представлением о связи между человеком и шимпанзе. Теперь же я беспокоюсь о каждом читателе этой книги. Так что рад, что мы с этим разобрались. Едем дальше…

ВЫПЯЧИВАЮЩИЕСЯ ДИСКИ

Наши проблемные межпозвоночные диски имеют свою предысторию. Хрящевые диски имеют мягкую гелеобразную центральную часть, так называемое студенистое ядро, окруженную более жестким внешним фиброзным кольцом (лат. annulus fibrosus). Анализ клеток студенистого ядра показал, что части этого более мягкого участка межпозвоночного диска происходят из хорды[138].

Если вы когда-либо посещали уроки биологии, слово «хорда» таится где-то в глубинах вашего мозга. Я рассматриваю эту концепцию практически на каждом занятии моего курса, когда мы возвращаемся к таксономической классификации людей. Все организмы подразделяются на несколько царств (например, бактерии, растения, животные), а затем эти царства подразделяются на типы. Существует 36 признанных типов животных, и о большинстве из них вы никогда не слышали, если только вам не нравятся малоизвестные животные, такие как грязевые драконы, черви преапулиды и тихоходки, которых еще называют водяными медведями. Я не претендую на знание вашей жизни, но, держу пари, о червях преапулидах вы много не думали.

Один важный тип, который студенты с трудом запоминают, – это наш собственный. Очень немногие, включая тех, кто изучал это раньше, помнят, что мы принадлежим к типу Хордовые (Chordata). Хотя большинство животных, которых мы знаем и любим, включая рыб, амфибий, рептилий, птиц и всех остальных млекопитающих, относятся к типу хордовых, этот термин не прижился, как другие популярные классификации, такие как млекопитающие, приматы или позвоночные. Несмотря на то, что это наш тип, студентам сложнее запомнить его, чем другие типы, такие как Mollusca или Arthropoda. У Chordata серьезная проблема с брендингом.

Отличительной особенностью хордовых является наличие хорды. Это пучок ткани, обеспечивающий продольную структуру для развития хордовых животных. Я признаю, что эта концепция не так привлекательна, как молочные железы, давшие название классу Млекопитающие (Mammalia), и, возможно, именно поэтому никто не помнит, что мы относимся к хордовым. Пиар-агентству хордовых приходится работать с гибким стержнем, а не с прекрасными скоплениями ткани, вырабатывающими молоко. С точки зрения того, что запомнят люди, этот бой неравный. Хорда имеет древнее происхождение и существует у некоторых очень простых организмов, таких как асцидии, присутствие которых в нашем типе всегда казалось мне весьма унизительным.

Поскольку хорда появилась сотни миллионов лет назад, трудно точно определить, почему это произошло, но некоторые ученые полагают, что хорда обеспечивает жесткую структуру для прикрепления развивающихся мышц[139]. Если отмотать время достаточно далеко назад, то некоторые из самых примитивных океанических организмов могли плавать, только яростно гребя своими ресничками или жгутиками – микроскопическими волосообразными выступами, которые были обнаружены почти на всех клетках. Развитие жесткой балки вдоль длинной оси животного дало мышцам нечто существенное, на что можно было опираться, улучшая подвижность.

У подавляющего большинства представителей нашего типа хорда присутствует только на эмбриональной стадии. Взрослым животным по-прежнему необходимо что-то жесткое в качестве точки опоры для мышц, и позвоночный столб прекрасно справляется с этой задачей. У большинства взрослых животных клетки хорды формируют прокладки между позвонками. Есть несколько странных исключений, таких как миксины, продолжающие плавать под флагом анахроничных и переходных организмов, у которых хорда сохраняется как стержень на протяжении всей взрослой жизни.

Кости – это здорово, но они не особенно хорошо работают, если между ними нет прослойки, и позвоночник не является исключением. Когда прослойка изнашивается, кость трется о кость, и возникают проблемы. Межпозвоночные диски обеспечивают прослойку между позвонками, но людям нужно нечто большее – диски должны действовать как серьезные амортизаторы. С появлением прямохождения работа межпозвоночных дисков значительно усложнилась. У четвероногих животных задачей дисков является предотвращение трения позвонков друг о друга. У людей они по-прежнему выполняют эту работу, и, поскольку мы ходим прямо, дискам приходится выполнять ее под давлением дополнительного веса.

Мягкая субстанция в середине межпозвоночных дисков способна выдерживать нагрузки лишь до определенного предела. Она либо выдавится наружу во время резкого происшествия (остерегайтесь деталей «Лего»), либо после десятилетий сдавливания начнет мигрировать из своего уютного домика между позвонками. Если она не ограничена твердым внешним кольцом, то может давить на близлежащие нервы, и, вуаля, у вас грыжа межпозвоночного диска и сильная боль. Словосочетание «смещенный диск» немного неверно: на самом деле ничего не смещается в этом процессе. Диски скорее выпячиваются, чем смещаются, но я полагаю, что «выпятившийся диск» звучит как-то не очень.

РАЗВЕ ЭТО НОЖ?

Нелегко оценить точно, сколько мышц находится в спине. К позвоночнику прикреплены слои мышц, позволяющие ему сгибаться, растягиваться и вращаться. Мышцы спины не только многочисленны, но и довольно мясисты. Я помню, как однажды зашел в анатомичку и увидел одного из моих лучших студентов с большим охотничьим ножом. Он провел несколько часов с маленьким скальпелем в руках, пытаясь разрезать мышцы спины и обнажить позвоночник. В конце концов он взял инициативу в свои руки и принес в лабораторию артиллерию потяжелее. Мы уже закончили часть занятия по идентификации мышц, поэтому ему нужно было только убрать их, чтобы получить доступ к позвонкам. С тесаком в руках это сработало безотказно. В результате я положил в ящик с инструментами учебной анатомической лаборатории 20-сантиметровый охотничий нож. В штате Айдахо большинство студентов уже вполне свободно владеют ножом как у Крокодила Данди.

Мышцы спины крупных млекопитающих достаточно толстые и нежные для того, чтобы быть премированными кусками мяса. Самыми сливками считаются филейная вырезка и краевая покромка. Вырезка – это две небольшие мышцы, соединяющие поясничные позвонки с бедренными костями. В 500-килограммовой корове содержится всего несколько килограммов филейной вырезки, что в сочетании с восхитительным вкусом делает ее такой дорогой. Еще более эксклюзивная часть вырезки – это филе-миньон. Краевую покромку составляют несколько различных мышц, идущих параллельно позвоночнику на большей части его длины. У четвероногих эти мышцы не выполняют слишком тяжелой работы. Сокращаясь в течение всего дня, они становятся плотными и жесткими. Большинство мышц, прикрепленных к несущей части скелета, измельчают для гамбургеров. Когда мышцы не выполняют работу, то становятся очень нежными. Эти куски стоят дороже, и мы даем им такие названия, как ростбиф или стейк на кости.

В положении на двух ногах позвоночник должен выдерживать бо́льшую часть веса тела (в этом, по сути, кроется вся проблема), и, таким образом, мышцам спины приходится работать больше. Сильные мышцы спины уменьшают нагрузку на диски и позвонки. Важно отметить, что есть и другие основные мышцы, также играющие важную роль в здоровье позвоночника. Укрепление брюшного пресса может значительно снизить нагрузку на поясницу, а в качестве дополнительного бонуса вы будете выглядеть привлекательно. Сделаю-ка я несколько упражнений для пресса, прежде чем продолжить.

ГИПОТЕЗА ЛЕНИВОГО ДОМОСЕДА

Сместим акцент с наследственности на воспитание. Идея, противоположная гипотезе предковой формы, фокусирует внимание на мышечной силе и гибкости. В гипотезе малоподвижного образа жизни постулируется, что боли в спине возникают в масштабах эпидемии, потому что мы не даем нашей спине со всеми ее взаимосвязанными костями, мышцами, связками и сухожилиями тех же исторических нагрузок, которые давали когда-то. Отсюда следует, что дисфункция позвоночника и смещение дисков происходят из-за того, что наша спина недостаточно гибкая и сильная по причине общего отсутствия активности.

Есть кипы научных статей, посвященных проблемам болей в пояснице. У меня самого спина начинает ныть, когда я думаю обо всех людях, участвовавших в исследованиях подобных болей. Клянусь, во время работы над этой главой моя спина стала болеть сильнее.

Некоторые исследования посвящены анатомии (например, вышеупомянутое исследование формы позвонков), но бо́льшая часть работ сосредоточена на поведении и его связи с болью в спине. Как и следовало ожидать, результаты сотен исследований сильно различаются. Некоторые из полученных данных подтверждают идею о том, что физическая активность предотвращает боли в пояснице[140]. Другое исследование показывает противоположный результат: физическая активность является фактором риска возникновения болей в пояснице, особенно если активность слишком напряженная, с постоянными элементами подъема, скручивания и наклона[141].

И все же последующие исследования восполнили пробел данными, предполагающими U-образную связь между физической активностью и болью в пояснице[142]. Слишком низкая активность может привести к боли, и слишком большая активность тоже может привести к боли. Играйте в гольф в разумных пределах, и ваша спина останется гибкой, здоровой и подвижной. Если будете слишком много играть в гольф, то превратитесь в Тайгера Вудса, перенесшего несколько операций на спине. В его жизни бывали моменты, когда требовалась помощь, чтобы встать с постели.

Один из постоянных элементов, встречающихся в статьях о болях в спине, – это характер деятельности людей. Неудивительно, что вне зависимости от того, насколько хороша ваша техника подъема тяжестей, если приходится целый день поднимать тяжелые предметы на работе, это в итоге утомляет вас и ваши поясничные позвонки[143].

Вопреки множеству противоречивых заголовков в популярной прессе, существует недостаточно доказательств того, что сидение за столом на работе вызывает боли в пояснице[144]. Сидеть весь день определенно вредно (это связано с такими проблемами, как высокое кровяное давление и болезни сердца), но заниматься активностями в течение всего дня без перерывов также вредно. Сейчас модно называть сидение новым курением, и популярность столов для работы стоя резко возросла. Однако последние данные свидетельствуют о том, что стоять весь день так же плохо, как и весь день сидеть, если не хуже[145]. Хитрость в том, чтобы все это чередовать.

СПАСИТЕ ЗЕМЛЮ – ВЕРНИТЕ ПИРАТОВ!

Четкие ответы о причинах боли в спине получить нелегко, потому что многие исследования страдают от одной и той же проблемы в организации схемы эксперимента. Бо́льшая часть исследований сосредоточена на субъектах, которые уже страдают болями в спине. Тот факт, что кто-то не ведет подвижную жизнь и у него болит спина, не означает, что причиной стал сидячий образ жизни. На самом деле всё может быть с точностью до наоборот. Люди с больной спиной могут быть малоподвижными, потому что у них болит спина. Почти невозможно разделить эти две переменные, если исследование носит чисто корреляционный характер. Идея о том, что корреляция не подразумевает причинно-следственную связь переменных, является одним из наиболее важных принципов, которые студенты могут усвоить на вводных занятиях по статистике.

Множество наборов необычных данных подчеркивают этот момент отношения корреляции и причинно-следственной связи. Классический пример, который я использую на своих занятиях, демонстрирует очень сильную отрицательную корреляцию между глобальной температурой и количеством активных пиратов на Земле. Из-за того, что число людей, занятых пиратством во всем мире, за последние 200 лет сократилось, температура на Земле неуклонно растет. Несмотря на корреляцию, нужно быть полным идиотом, чтобы предположить, что одно является причиной другого.

Еще один отличный пример – корреляция между продажами мороженого и уровнем насильственных преступлений. В летние месяцы происходит больше жестоких преступлений, и именно в эти месяцы растут продажи мороженого. Если бы корреляция автоматически означала причинно-следственную связь, то мы могли бы винить в росте количества убийств летом мороженое и его обманчиво вкусный способ ввергнуть людей в убийственную ярость, вызванную заморозкой мозга. Теперь вы знаете, что приближается день, когда какой-нибудь политик искренне предложит нам контролировать преступность, запретив мороженое, и остановить глобальное потепление, вернув больше пиратов. Ура!

Многие исследователи сталкиваются с загадкой корреляции и причинно-следственной связи, поскольку полагаются на данные опросов, где исследуемой группой являются люди с болями в спине. Логистически это сделать сложнее, но исследователям необходимо разделить участников на поведенческие группы на ранних этапах их жизни, прежде чем у них сможет развиться боль в спине. Если мы действительно хотим знать, что вызывает такую боль, нам нужно начать с людей, у которых этой боли нет. Когда она появляется, это полностью меняет их образ жизни, и данные очень быстро становятся запутанными. Всё, что нужно сделать, это убедить группу 12-летних детей принять участие в 50-летнем исследовании по изучению причин болей в пояснице. Глобальная проблема подобных болей буквально обходится обществу в триллионы долларов в год, так что мы должны быть готовы потратить некоторую сумму на ее решение. Предложите детям покупать каждый год новый смартфон, пока они продолжают участвовать в исследовании, и миллионы подростков немедленно выстроятся в очередь.

ОДНО РУКОПОЖАТИЕ

Боль в спине коварнее, чем другие патологии, вызывающие дискомфорт. Она может то усиливаться, то ослабевать по сравнению с такими проблемами, как боль в стопах, кривые зубы или нечеткое зрение. Если у вас скверное зрение, то оно скверное, от этого никуда не деться. Если вы весь день стоите на ногах и у вас болят стопы, это вряд ли изменится. Кривые зубы не выпрямляются в течение нескольких недель, чтобы затем снова стать кривыми. А вот боль в спине может быть разной. Она может в один месяц подкрасться, а в следующий волшебным образом исчезнуть. Может исчезнуть на годы, а затем вернуться с совершенно иной степенью серьезности, чем в свои предыдущие визиты.

Даже тем, кто сам не страдает от этой напасти, в большинстве случаев не нужно далеко ходить, чтобы найти кого-то из своих знакомых, имеющих сильные боли в спине. Расстояние до этого патологического состояния, скорее, в одно рукопожатие, чем в шесть. У меня пока не так сильно болит спина, но я работаю с тремя людьми, перенесшими операцию на спине, а мой лечащий врач, доктор Мартин, в последние годы сталкивается с чудовищными болями.

Доктор Мартин впервые начал испытывать боли в спине во время своей ординатуры. Могу поспорить, что постоянное недосыпание и часы, проведенные на ногах, не принесли ему пользы. Магнитно-резонансная томография выявила у него ранние признаки дегенерации дисков в поясничном отделе позвоночника. Он добавил в свой распорядок дня немного растягивающих упражнений, и боль почти ушла. Временами она возвращалась, но никогда в такой степени, чтобы существенно изменить качество его жизни.

Боль вернулась спустя годы, когда он был перегружен работой и не мог, как обычно, заниматься спортом и вести активный образ жизни. Он считает, что оставаться активным и иметь сильный мышечный корсет – главный ключ к тому, чтобы избежать проблем со спиной. Когда прикрепленные к позвоночнику мышцы ослабевают из-за отсутствия активности, правильная форма позвоночника нарушается. Тогда межпозвоночные диски подвергаются еще более сильному сдавливанию, чем в их обычном состоянии, которое и без того довольно утомительно из-за всех проблем с хождением на двух ногах.

Иногда недостаток активности не вызывает боли напрямую, но может сделать спину более уязвимой к травмам. Это как раз то, что случилось с доктором Мартином. Пару лет назад у нас была ужасно суровая зима, когда несколько месяцев подряд на земле лежали пласты снега и льда. Он получил травму одним из самых классических способов – поскользнулся, упал на кусок льда и повредил спину. Травма не сделала его инвалидом, но была серьезной настолько, что вдохновила его попытаться развить более сильный мышечный корсет. В итоге одно наложилось на другое, и во время занятия йогой он почувствовал хруст в спине.

Инцидент с йогой произошел в январе, и в течение следующих нескольких месяцев боль продолжала нарастать. МРТ показала, что его проблема возникла в том же месте, где началась, когда ему было немного за 20. Произошло смещение межпозвоночного диска между третьим и четвертым поясничными позвонками. Его фиброзное кольцо (кольцо, удерживающее субстанцию в середине диска) было полностью разорвано с одной стороны, а студенистое ядро выпятилось наружу и давило на нервы. Ему сделали эпидуральную анестезию, пытаясь облегчить боль без операции. Будучи врачом, доктор Мартин знал, что операция на спине – это вариант, который следует применять только в том случае, если пациент совершенно изнурен болью. До сих пор неясно, насколько эффективна хирургическая операция для устранения болей в спине. Для некоторых пациентов риск осложнений, таких как инфекции и повреждение нервов, а также возможность индуцированной зависимости от послеоперационных обезболивающих препаратов, может перевешивать потенциальную выгоду. Однако к августу боль стала невыносимой, и доктору Мартину пришлось рассмотреть возможность хирургического вмешательства.

Большинство операций на спине проводят по одному из двух путей. При микродискэктомии хирурги вырезают выпятившуюся часть диска, освобождая место для оставшейся ткани. Согласно большинству отчетов, микродискэктомия приводит к хорошему или даже превосходному результату более чем в 90 % случаев. Альтернативой является операция по артродезу позвонков. При такой операции хирург удаляет весь проблемный диск и соединяет позвонки сверху и снизу удаленного, обычно используя кусочки кости, взятые из бедра пациента. Как вы понимаете, второй путь – это гораздо более серьезная процедура.

Доктор Мартин начал с микродискэктомии. Это не сработало – он оказался в числе тех несчастных 10 %. Спустя месяц ему сделали еще одну микродискэктомию, чтобы удалить бо́льшую часть выпятившегося диска, и снова это не принесло ему облегчения. Хуже того, боль переместилась в совершенно новое место. Она стала неконтролируемой, ошеломляющей, и периодически ему приходилось пользоваться инвалидной коляской. В следующем месяце он перенес еще одну операцию по артродезу позвонков – третье хирургическое вмешательство на спине за три месяца. Операция по артродезу прошла успешно, по крайней мере на сегодняшний день. Клиника отправила удаленный диск в патологоанатомическую лабораторию, и результаты показали, что проблемный диск был инфицирован. Произошло это во время второй операции, и тяжелая инфекция, наложившаяся поверх разорванного диска, привела к тому, что боль усилилась до невыносимого уровня. Месяц на обезболивающих, затем два месяца антибиотиков, и дела пошли лучше. Спустя год с лишним после операции доктор Мартин, похоже, увидел свет в конце длинного туннеля болей в спине.

Одним из положительных результатов стало то, что доктор Мартин теперь может очень доходчиво убедить своих пациентов в необходимости сохранения силы и гибкости корпуса, пока не стало слишком поздно. Он поставил перед собой новую цель в жизни – сделать так, чтобы операция на спине требовалась как можно меньшему числу людей. Пациенты теперь покидают его кабинет с острым осознанием того, что их спина должна быть сильной до того, как они поскользнутся на льду или подпрыгнут во время занятий спортом. Одно дело – услышать такой совет от человека, никогда не испытывавшего болей в спине, или от человека, у которого боли в спине были, но не имеющего медицинского образования. Совсем другое дело – услышать это от проверенного и надежного врача, жизнь которого была перевернута с ног на голову неослабевающей, невообразимой, неотвратимой болью.

СПОКОЙНОГО НОЧНОГО ОТДЫХА

Когда я беседовал с доктором Мартином о его опыте, одной из последних вещей, которые мы обсуждали, было влияние болей в спине на сон. Из-за проблем последних нескольких лет ему пришлось полностью изменить то, как он спит. Чтобы завершить историю о болях в спине, давайте вставим беруши, надвинем маску на глаза и приступим к изучению того, как люди спят. Учитывая, что где-то около трети нашей жизни мы проводим в отключке и у столь многих имеются проблемы со сном из-за болей в спине, имеет смысл критически взглянуть на положение людей во сне.

Изучение образа сна других человекообразных обезьян проливает некоторый свет на то, как людям следует подходить к полноценному отдыху и как избежать болей в спине во время сна. Мы уникальные приматы с точки зрения того, как мы спим – мы делаем это на поверхности, что для примата совершенно необычно. Человекообразные обезьяны, как и другие приматы, обычно спят на деревьях, а приматы, не относящиеся к человекообразным обезьянам, прячутся в укромном уголке или находят удобную ветку, на которой можно свернуться калачиком. Сон на ветке хорош для маленького лемура или долгопята, но не подходит для такого большого животного, как орангутан или шимпанзе. Они могут свалиться на землю, если попытаются растянуться на ветке дерева.

Решением проблемы для спящих на дереве крупных обезьян является изготовление ложа. Каждый день шимпанзе и орангутаны собирают материалы, чтобы устроить себе постель на ночь. Это как остановиться в отеле, где всегда спишь в свежезаправленной постели. Единственное отличие состоит в том, что кровать находится на дереве и сделана из ветвей и листьев. Кроме того, горничная – это сам орангутан, застилающий постель, а затем спящий в ней. В остальном все то же самое. Я и правда чувствую себя лучше, будучи спящей дивой, зная, что это в какой-то степени заложено в ДНК гоминидов.

У сна на деревьях есть свои преимущества: здесь меньше хищников, кусающихся насекомых и теплее, чем на земле. Для человекообразных обезьян кровати обладают еще одним преимуществом – они удобные. Представление о комфорте побудило исследователей разработать гипотезу качества сна. Они предполагают, что дополнительный комфорт постели позволяет человекообразным обезьянам достичь более глубокого и крепкого сна, чем это возможно при попытке балансировать на ветке[146].

Исследователи, дремавшие в лесу вместе с шимпанзе, сделали интересное наблюдение об их постелях (или гнездах). Они изучили 1844 ночных гнезда шимпанзе (потратьте секунду, чтобы оценить столь большой размер выборки) и обнаружили, что эти обезьяны в 73,6 % случаев использовали для строительства один и тот же тип деревьев. Интересно, что предпочитаемое дерево составляло лишь 9,6 % деревьев в лесу. Иными словами, сонные шимпанзе не хватали ветки наугад и не взбивали низкопробные временные постели – они подходили к выбору материалов для матрасов весьма избирательно.

Исследователи сна также проанализировали свойства предпочитаемых деревьев. В статье, опубликованной в журнале PLOS ONE, они отмечают, что самым желанным видом дерева была разновидность железного дерева, которая из всех вариантов подстилочных материалов, доступных шимпанзе, «была самой жесткой и обладала наибольшей прочностью на изгиб». Так что шимпанзе выбирают уцененные матрасы, но при этом устойчивые и твердые[147].

Даже после появления прямохождения люди, вероятно, всё еще взбирались спать на деревья. На холодной, твердой земле по-прежнему существовали досадные проблемы с хищниками и насекомыми, но в итоге люди полностью перенесли все свои ночные дела на землю. Решающим шагом на пути к наземному сну стало овладение огнем. Он отпугнул насекомых и решил проблему с теплом. Люди – животные социальные, и сон группой позволял им проявлять высокий уровень бдительности в отношении крупных хищников. В достаточно большой группе обычно кто-то просыпается в три часа ночи, чтобы предупредить всех, когда в лагерь заявляется зубастый хищник.

Ночевка на земле вокруг костра вывела сон на совершенно новый уровень. Древние люди начали делать кровати из мягких материалов, таких как травы и осоки[148]. Ночевки на самодельных матрасах вокруг костра в социальной группе, вероятно, способствовали еще более глубокому и крепкому сну. Некоторые исследователи пошли дальше и выдвинули гипотезу интенсивности сна, где продвигают идею о том, что интенсивный, высококачественный сон позволил нашим предкам совершить большой эволюционный скачок[149]. Человеческий сон стал самым глубоким и спокойным отдыхом, который когда-либо испытывали приматы. Хороший сон означает, что вам нужно спать меньше, а дополнительное активное время можно использовать с пользой для освоения новых навыков. Новые навыки отделяют людей от всех других животных, и пока ватные тамарины и мышиные лемуры так много дремлют, вероятность того, что они захватят мир, равна нулю. Очень жаль, потому что было бы очаровательно, если бы мышиные лемуры стали лицом цивилизации.

ВОЗВРАЩАЕМСЯ К СПИНЕ

Если оставить в стороне ветки деревьев, траву и осоку, остается вопрос: какой тип современного матраса лучше всего подходит при болях в спине. Преобладает мнение, что жесткий матрас лучше. Когда на эту тему опросили хирургов-ортопедов, подавляющее большинство из них посчитали, что выбор матраса – это важная часть лечения болей в пояснице, а 76 % полагали, что жесткий матрас является правильным выбором для людей с болями в пояснице[150]. Но эти мнения не были достаточно обоснованы научными исследованиями, поэтому группа испанских ученых решила заняться этим вопросом с помощью рандомизированного двойного слепого исследования.

До и после своей сиесты исследователи подобрали сотни взрослых испытуемых с хронической болью в пояснице и случайным образом распределили их по матрасам высокой или средней жесткости на основе разработанной Европейским комитетом по стандартизации шкалы жесткости. Я понятия не имел, что у матрасов существуют баллы, однако в Европе шкала составляет от 1 до 10, где 1 – это твердый как камень, а 10 – очень мягкий. Использованные в исследовании твердые матрасы имели 2,3 балла по европейской шкале, а матрасы средней жесткости – 5,6 баллов. В исследовании не было категории мягких матрасов. Если бы за это отвечала моя жена Джули, она бы включила в исследование что-нибудь в диапазоне от 8 до 9 баллов.

Распределенные случайным образом испытуемые не знали, частью какой матрасной группы они являются (первая слепая группа). Врачи, проводившие обследование пациентов после 90-дневного исследования, не знали, к какой группе матрасов принадлежали пациенты (вторая слепая группа). По возможности клинические исследования всегда должны быть двойными слепыми, поскольку это исключает возможность предвзятости как со стороны пациентов, так и со стороны врачей.

Возможно, испанцы не включили мягкие матрасы, потому что были уверены, что предпочтительным будет выбор твердых. Оказалось, что это не так. В статье, опубликованной в журнале The Lancet, они сообщили, что «через 90 дней в отношении боли в постели, боли при вставании и нарушения трудоспособности у пациентов с матрасами средней жесткости наблюдались лучшие результаты по сравнению с пациентами с твердыми матрасами»[151]. Шимпанзе всегда были правы: нужно что-то твердое, но с небольшой упругостью. Не знаю точно, что выберем мы с Джули при покупке следующего матраса. Может быть, нам стоит поддаться старомодным веяниям и попробовать устроить гнездо на дереве.

ПРИМИТЕ ГОРЯЧИЙ ДУШ

Из всех проблем, затронутых до сих пор в книге, боль в спине имеет наибольший потенциал ухудшения качества жизни. Есть относительно простые способы исправить плохие зубы или плохое зрение. Никто не любит носить брекеты или очки, но это обычные и эффективные решения по сравнению с операцией по артродезу позвонков или с длительным приемом опиоидных препаратов. Пока вы не умрете от удушья (что, по общему признанию, очень негативно влияет на качество жизни), пересечение трахеи и пищевода – вполне управляемая эволюционная причуда. Нет сомнений и в том, что больные колени или стопы могут отравлять вам жизнь, но когда день заканчивается, вы можете дать своим ногам отдых. Боль в коленях и стопах вряд ли будет сохраняться круглосуточно. А вот от боли в спине укрыться невозможно. Она может влиять на качество жизни 24 часа в сутки 365 дней в году.

Как никакая другая проблема, рассмотренная до сих пор, спина обязательно напомнит о себе. В конце концов, это основная причина потери трудоспособности во всем мире. Если вам не повезло, боль начнется в подростковом или 20-летнем возрасте, возможно, в связи со спортивными занятиями или каким-то актом юношеской самонадеянности. Чаще всего боль не приходит до 30 или 40 лет. Если вам невероятно повезло, возможно, она не проявится даже до 50. Но она придет. Ее невозможно избежать. Вес вашего тела сдавливает межпозвоночные диски каждый день, и вы ничего не можете с этим поделать. Вы можете сбросить вес, укрепить свое тело и не помогать друзьям передвигать диваны и шкафы, но в конечном итоге бурное эволюционное прошлое человечества вас настигнет. В конце концов, вы – двуногое животное, ходящее по большей части на конечностях четвероногих.

Мне жаль. Запишитесь на массаж, примите горячий душ и постарайтесь вспомнить о великом преимуществе, которое, я надеюсь, компенсирует цену боли: ваши руки вольны делать все, что вы пожелаете. Другие живые существа, возможно, не страдают от таких сильных болей в спине, как люди, зато им приходится ходить на четвереньках. Как по мне, мы осуществили более выгодную сделку, однако я и не страдаю от сильных болей в спине. Если у меня когда-нибудь возникнет грыжа межпозвоночного диска, будьте уверены, я буду проклинать прямохождение всю мою дорогу до врача.

Часть III

Маленькое счастье

7

Кровить или не кровить

У среднестатистического взрослого человека примерно пять литров крови. Сколько крови среднестатистическая женщина теряет во время менструации в течение своей жизни?

а. 3,2 литра

б. 12,9 литра

в. 23,7 литра

г. 72,4 литра

На днях я покупал тампоны. А это случается нечасто. Джули поддерживает в своем заповедном уголке выверенный порядок, так что обычно средств женской гигиены в доме более чем достаточно. Однако в самый неподходящий момент «внеземная радость» менструации подкрадывается именно тогда, когда запасы истощаются. Тогда я, как и любой хороший муж, уезжаю в темноту ночи, чтобы попытать счастья в покупке тампонов и прокладок. Джули подходит к этому с умом и не отправляет меня вслепую – бог знает, с чем я вернусь домой. Я бы, возможно, забыл, зачем вообще пришел в магазин, и вернулся бы с куриными крылышками и шестью упаковками газировки. Поэтому иду с определенной целью и изображениями желаемых товаров на экране смартфона. А еще у меня есть план «Б» и план «В», поскольку предпочтительных вариантов часто нет в наличии.

В теории все выглядит достаточно просто. На самом деле не сложнее, чем купить упаковку кукурузных хлопьев. Возьмите ваши местные «Любятово», а если «Любятово» закончились, купите «Увелку». Но нет, наивные мои, отдел с тампонами совсем не похож на отдел с готовыми сухими завтраками. Я всегда забываю, как много там вариантов. У меня в голове это выглядит так: я захожу в магазин, и там только один тип тампонов и один тип прокладок. Естественно, они оказываются в наличии, я беру пару пачек, которые не выглядят так, будто их пинали ногами, и в мгновение ока возвращаюсь домой.

Если у вас не было подобного опыта, позвольте мне вас заверить, что все происходит совсем не так. Вариантов десятки, а может, и сотни. И в отличие от коробок с хлопьями, почти все пачки с тампонами и прокладками выглядят одинаково. Обычно коробка темная с маленькими неоновыми буквами. Внешнее сходство противоречит степени их разнообразия – содержимое упаковок очень сильно различается.

Выбираем наугад одни из имеющихся в продаже, например, «Always. Ультратонкие гигиенические ночные прокладки с крылышками, ароматизированные, четвертый размер, 24 штуки». Не считая слова «гигиенические» (маловероятно, что будет вариант «негигиенические»), существует семь переменных: торговая марка (Always), толщина (ультратонкие), размер (четвертый), рекомендация для использования (ночные), форма (с крылышками), запах (ароматизированные) и количество (24). Если ваш магазин с ограниченным ассортиментом похож на мой, вам повезет, если будут доступны четыре-пять из этих семи переменных. Если шесть, то вы исключительно удачливы, а натолкнуться на все семь – все равно что выиграть в лотерею. Теперь переведите дух и повторите то же самое еще раз с таким же количеством вариантов тампонов. Удачи! Думаю, именно поэтому Amazon захватывает мир – можно получить все семь переменных за раз. Чего нельзя получить, так это свой заказ в течение 30 минут… пока что.

ТЕРТИЛИ МЕНСТРУАЦИИ

Опыт покупки тампонов всегда оставляет у меня впечатление, что менструация, должно быть, самая изменчивая из всех человеческих особенностей. В исследовании 2012 года с наименее фигуральным названием «Варианты менструальных кровотечений у регулярно менструирующих женщин»[152] представлен график менструального поведения 201 женщины в течение двух последовательных циклов. Как и следовало ожидать, результаты сильно различались в зависимости от видов тампонов. Все это разнообразие товаров для менструального цикла существует не просто так – предложение соответствует спросу. Средняя продолжительность цикла среди участвовавших в исследовании женщин составляла пять дней, но диапазон варьировался от 1 до 16 дней! У некоторых женщин менструация наступает и прекращается за одни лишь выходные, а у других длится более двух недель. Если бы я был женщиной, у которой месячные длились бы столько же, сколько Олимпийские игры, то женщины с короткой менструацией сводили бы меня с ума от зависти.

Исследователи разделили менструальные выделения на тертили – легкий, средний и обильный («тертиль» – новое для меня слово; это то же, что квартили или квинтили, но с тремя группами вместо четырех или пяти). Как и в случае с продолжительностью менструации, количество крови, теряемой за один цикл, сильно варьировалось. Легкими циклами считались те, в которых женщины теряли менее 36,5 мл крови. Средний тертиль определялся для циклов с кровопотерей от 36,5 до 72,5 мл, обильный тертиль – для циклов, в которых потеря крови превышала 72,5 мл. Для одной трети исследованных циклов, определенных как легкие, средний объем кровопотери составил 15,2 мл.

Сделаем эти цифры более понятными для тех, кто вырос в одной из трех стран, где правительство до сих пор отказывается использовать максимально логичную метрическую систему (да-да, имею в виду вас, Бирма, Либерия и США). 15 мл – примерно три чайные ложки крови. Для обильных циклов средний объем кровопотери составил 114,4 мл – почти полстакана крови. И это был лишь средний показатель в категории обильного цикла. Получается, что есть немало женщин, у которых циклы сопровождаются потерей крови, значительно превышающей полстакана. Глядя на средние значения, можно сказать, что обильный цикл предполагает в 7,5 раз бо́льшую кровопотерю, чем легкий. И, знаете, женщины с 36-часовыми менструациями – такие же счастливицы, как и теряющие всего по три чайных ложки крови в месяц.

Среднее количество кровопотери при всех типах циклов составило 45,5 мл, или чуть меньше четверти стакана. Четверть стакана крови – это немало. Если бы, нарезая салат на ужин, вы порезали вместо овощей большой палец и из него вытекла бы четверть стакана крови, вас бы уже везли в отделение неотложной помощи. Используя при подсчете среднюю продолжительность цикла в 28 дней (в другом исследовании с участием более 2000 женщин средняя продолжительность составила 28,1 дня[153]), в течение года получается 593 мл крови. Примерно за 40 лет менструаций это 23,7 литра крови, потерянной за репродуктивный период. Просто ошеломляющий объем кровопотери. У среднестатистического взрослого человека всего пять литров крови. Женщина теряет эквивалент всей крови в своем организме почти пять раз. И помните, это лишь средние значения. Многие женщины теряют в два или даже в три раза больше обычного количества крови.

Исследователи вложились всеми своими тертилями в изучение демографических данных о менструациях. Суть такова: старайтесь наслаждаться хорошими моментами, пока молоды. У женщин постарше исследование выявило более обильные кровотечения, чем у более молодых. Женщины в исследовании, как правило, были молодыми (средний возраст участниц составлял 27,7 года). Это означает, что оценки кровопотери, скорее всего, весьма скромные. Интересно и то, что у женщин из тертилей со средними и обильными менструациями возраст наступления менархе был статистически значимо более ранним (то есть первая менструация произошла в среднем в 12,5 года у обеих категорий), чем у женщин из тертилей с легкими менструациями (менархе в среднем в 12,9 года).

ЕШЬТЕ БОЛЬШЕ ЗЕЛЕНИ

Столь значительная кровопотеря может привести к серьезному дефициту железа. Помните исследование глобальных причин потери трудоспособности, о котором я упоминал в предыдущей главе? Оно было опубликовано в британском журнале The Lancet при финансовой поддержке Фонда Билла и Мелинды Гейтс. Исследование определило двумя главными причинами боль в пояснице и серьезные депрессивные расстройства. А помните ли вы следующую ведущую причину? Это была железодефицитная анемия[154]. Если точнее, есть несколько стран, где железодефицитная анемия является главным бедствием населения. Этот вопрос вызывает особую озабоченность в странах Африки к югу от Сахары, где во многих случаях имеющийся рацион не обеспечивает доступ к богатым железом продуктам. Подобная проблема даже не вошла в десятку основных причин потери трудоспособности в развитых странах и отставала от тревожных расстройств, падений и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Но в развивающихся странах (и в целом во всем мире) железодефицитная анемия располагается сразу после болей в спине и депрессии, а это означает, что она вызывает постоянные проблемы у большего числа людей, чем такие серьезные хронические расстройства, как мигрень, диабет и боли в шее.

Железодефицитная анемия представляет собой серьезную проблему, поскольку железо является жизненно важным компонентом гемоглобина, связывающего молекулы кислорода в эритроцитах. Без достаточного количества железа организм не может вырабатывать необходимое количество гемоглобина, без достаточного уровня гемоглобина невозможно доставить необходимое количество кислорода к тканям организма. Критические физиологические процессы начинают замедляться, вызывая усталость, слабость, головные боли и одышку.

Есть еще один немного более явный симптом, связанный с железодефицитной анемией: извращенный аппетит. Организм осознает, когда у него заканчивается критический ингредиент, и ищет недостающее питательное вещество. Существуют исторические записи о том, как это происходило с таким простым веществом, как поваренная соль. Если организм не способен усваивать и перерабатывать соль обычным образом, к ней может возникнуть необычное пристрастие. В журнале Endocrinology в 1940 году была опубликована история о таком случае, произошедшем с ребенком в 1930-х годах[155]. Маленький мальчик дожил до трех лет и семи месяцев и за свою короткую жизнь употреблял невероятное количество соли любыми возможными способами. Он ел только соленую пищу (был большим поклонником соленой скумбрии – времена были другие), а обычную соль таскал у родителей всякий раз, когда мог до нее добраться. У него была уйма других эндокринных (гормональных) проблем, которые в конце концов привели к госпитализации. К сожалению, в больнице его посадили на стандартную диету, и, не имея возможности добывать большое количество соли, которой жаждал его организм (и в которой нуждался), мальчик умер через неделю.

Другие дефициты питательных веществ могут вызывать тягу к совершенно необычной еде. В некоторых случаях они могут вызывать пристрастие к тому, что никоим образом не помогает организму восполнить запас недостающего ингредиента. Похоже, что организм ищет недостающее питательное вещество, но понятия не имеет, где его найти. Серьезный дефицит такого важного элемента, как железо, может привести к желанию употреблять совершенно непитательные продукты. И мы сейчас говорим не о шоколадных батончиках и картофельных чипсах, а о совершенно несъедобных предметах. Эффект от них такой же, как если есть окурки, резинки и мел. Феномен употребления в пищу несъедобных веществ известен как пикацизм и остается загадкой для медицинского сообщества. Одним из наиболее часто желанных и съедаемых веществ является земля. Существует много идей относительно того, что вызывает пикацизм (включая психические заболевания и стресс), но в статье, опубликованной в журнале Medical Case Reports, отмечается, что «это тесно связано с железодефицитной анемией, и в большинстве случаев необычное питание и извращенное пищевое поведение исчезают после приема пищевых добавок с железом»[156].

Женщины репродуктивного возраста особенно подвержены железодефицитной анемии из-за менструаций. В исследовании населения Дании у женщин в пременопаузе уровень железодефицитной анемии был в 10 раз выше, чем у мужчин[157]. И заметьте, это происходит в стране, где большинство людей имеют свободный доступ к мясу, обогащенным железом злакам и зеленым листовым овощам, необходимым для пополнения запасов железа. Исследование, финансируемое фондом Гейтса, не разбивало данные по половому признаку, но я готов поспорить, что эта проблема особенно очевидна среди женщин в странах Африки к югу от Сахары, где доступ к пище с адекватным содержанием железа является серьезной проблемой здравоохранения.

Проблема железодефицитной анемии практически исчезает после менопаузы. Это еще одно доказательство того, что менструация – главный виновник подобной напасти. Ни у одной из женщин в постменопаузе из датской выборки не было выявлено этого состояния.

ТАЙНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Прежде чем углубляться в тему этой главы, нам нужно потратить минутку и определить, что значит менструация. Это немного сложнее, чем может показаться. У плацентарных млекопитающих циклически формируется и разрушается внутренняя оболочка матки. Продукты распада направляются по двум совершенно разным путям. Некоторые животные реабсорбируют образовавшиеся ткани и не имеют видимых внешних признаков кровотечения. Ученые называют это скрытой менструацией. Другие животные не только сбрасывают внутреннюю оболочку матки, известную как эндометрий, но и выделяют ее из влагалища. Технически это явная менструация, но во всех смыслах и целях при описании подобного поведения слово «менструация» используется без каких-либо уточнений.

Дискуссия о причинах менструации принимает уникальный оборот при сравнении различных млекопитающих. Я всегда думаю о том, что именно хотел бы оставить в памяти своих студентов на десятилетия. Я шучу с ними о гипотетическом воссоединении курса спустя годы и о том, что есть некоторые темы, которые они должны помнить и понимать спустя десятилетия после окончания моего курса. Возможно, они забудут некоторые детали, но я хочу, чтобы они навсегда сохранили в памяти основные идеи.

Вот главная мысль этого параграфа. (Пожалуйста, запомните ее до самой старости. Некоторые из читающих эту книгу могут собраться через несколько лет и протестировать друг друга.) Я выделю ее жирным шрифтом и заглавными буквами с избыточной пунктуацией, чтобы она прочно отпечаталась у вас в голове. Готовы? Держите: БОЛЬШИНСТВО МЛЕКОПИТАЮЩИХ НЕ МЕНСТРУИРУЮТ!!! Большинство млекопитающих реабсорбируют излишки крови и тканей, подобно губке, впитывающей лишнюю жидкость.

Дайте себе время, чтобы это осознать. Для большинства людей этот факт – настоящее откровение. Самый авторитетный опубликованный список млекопитающих включает в общей сложности 5416 видов[158]. Единственными, у кого есть менструация, являются 19 человекообразных обезьян (включая нас), 132 обезьяны Старого Света, примерно полдюжины обезьян Нового Света (в данных о менструации у обезьян Нового Света все еще есть пробелы), четыре вида летучих мышей, иглистая мышь и слоновая землеройка.

Нелегко поверить, что кто-то капитально занялся слоновьими землеройками и определил, что у них бывает менструация, но такова наука. Если включить все 19 видов слоновых землероек, получится 181 вид менструирующих млекопитающих из 5416. Даже если вы добавите еще 100 млекопитающих, у которых менструация пока что не выявлена (и я готов поспорить, что 100 – это приблизительная оценка, если мы уже обнаружили менструацию у случайно выбранных видов, например, листоносых летучих мышей и слоновых землероек), такое поведение все равно характерно лишь для 5 % млекопитающих.

Всем любителям собак: не путайте небольшое кровотечение у вашей Фифи с менструацией. Любая кровь, идущая у собаки из влагалища, является результатом вагинальных выделений, связанных с наступлением течки. Это не менструация. Как и у большинства млекопитающих, у собак менструальная кровь реабсорбируется. У некоторых млекопитающих с эстральным циклом (как у тех же собак), готовых к спариванию, репродуктивные ткани наполняются таким большим количеством крови, что ее избыток в конечном итоге сбрасывается. У других животных, например, у кошек, процесс проходит более аккуратно (кошки всегда поддерживают порядок), и выделения у них более прозрачные и водянистые.

ПРОКЛЯТИЕ СОВРЕМЕННОЙ ЖИЗНИ

Прежде чем мы перейдем к большому вопросу «почему женщины менструируют?», давайте проясним, что с менструацией у современных женщин все гораздо хуже, чем у их предшественниц. Во-первых, у них гораздо больше менструальных циклов, чем у женщин в прошлом. Достигнув репродуктивного возраста, наши праматери начали бы заводить детей. И никто не говорил: «Сначала закончи школу, поступи в колледж, встреть подходящего партнера, начни карьеру, купи дом, заведи собаку, а уж потом рожай ребенка, а может, двух». Начиная с подросткового возраста наши прапрабабушки действовали по схеме: забеременеть, родить, кормить грудью два-три года, забеременеть, родить, кормить грудью два-три года, забеременеть, родить, кормить грудью два-три года. И так восемь, десять, а может быть, даже пятнадцать раз. После беременности и кормления грудью проходило совсем немного времени, в течение которого мог наступить менструальный цикл. Чтобы получить представление о том, сколько менструальных циклов могло быть у наших прабабушек, можно отыскать современные группы людей, которые всё еще размножаются традиционным способом.

Беверли Страссманн, профессор антропологии Мичиганского университета, более 30 лет исследовала подобную популяцию в Мали в Западной Африке. Она изучила многие аспекты репродуктивного поведения местного племени догонов и пролила свет на то, как исторически выглядели менструация и воспитание детей. У догонов существуют строгие культурные нормы, согласно которым менструирующие женщины изолируются от остальной части деревни во время менструации[159]. Такое поведение (которое, как обнаружила Страссманн, является практикой, продвигаемой мужчинами и позволяющей им легко определять, у каких женщин приближается фертильный период) позволило напрямую собирать данные о менструальных циклах. У догонских женщин в течение жизни бывает в среднем около 100 менструальных циклов (среднее значение в исследовании составило 109, а медианное – 94), и рожают они в среднем 8,6 детей. Эти цифры разительно отличаются от того, что испытывают женщины, не практикующие естественную фертильность. По оценкам Страссманн, основанным на данных других исследователей, у современных американок в течение жизни нередко бывает до 400 менструальных циклов[160].

Современным женщинам еще больше усложняет проблему то, что менархе сейчас наступает гораздо раньше, чем это было исторически. До промышленной революции молодая девушка могла ожидать, что ее первая менструация наступит в старшем подростковом возрасте. Средний возраст менархе в 1840 году составлял 16,5 лет[161]. В наши дни, по крайней мере в промышленно развитых странах, это происходит в возрасте от 12 до 13 лет, и нередко у девочек первые месячные появляются до достижения десятилетнего возраста. Многие ученые размышляли о том, почему в наше время менархе наступает раньше, и выдвинули две основные гипотезы. В первой указывается на загрязнение окружающей среды. Индустриализация привела к резкому увеличению количества загрязнителей, неизбежно попадающих в наши тела. Некоторые из этих загрязнителей взаимодействуют с эндокринной системой и нарушают ее нормальную работу. Ряд исследователей полагают, что раннее и неоднократное воздействие загрязняющих веществ, таких как бисфенол А (BPA), способствовало резкому снижению менархального возраста[162].

Другая гипотеза касается жировых отложений. Индустриализация дала нам больше еды, поэтому во многих регионах мира женский организм может прийти в состояние репродуктивной готовности в гораздо более раннем возрасте, чем когда-либо прежде. Уменьшение возраста менархе может просто отражать расширение доступа к адекватному и разнообразному питанию. Возраст наступления менструации продолжает снижаться по мере изменения глобального рациона питания. В конце концов, диета преодолела точку адекватности и разнообразности, и на каждом углу появились точки с фастфудом. В последние годы снижение возраста менархе наконец начало выравниваться. Это может указывать на перенасыщение нашего мира заведениями быстрого питания, или, возможно, мы просто достигли биологического предела того, насколько рано у девочек может наступать половая зрелость.

Хотя исследователям будет сложно разделить эти две гипотезы (понимая, что они никоим образом не исключают друг друга), данные исследования догонских женщин убедительно свидетельствуют о том, что виновницей в некотором смысле является современная индустриализированная культура. Средний возраст менархе у девушек, участвовавших в исследовании Страссманн, составлял 16 лет, что не сильно отличалось от цифр, зарегистрированных в 1840-х годах.

При обсуждении снижения среднего возраста наступления менструации не следует забывать о том, что женщины могут забеременеть в более раннем возрасте. По общему признанию, начало менструации в очень юные годы не то чтобы хорошо, но само по себе не вызывает резких изменений в жизни. А вот забеременеть в 13 лет – это совсем другая история. До промышленной революции для большинства женщин это было даже биологически невозможно, а сейчас – вполне реально. Несколько лет назад я встретил 30-летнюю женщину, только что ставшую бабушкой. Она родила дочь, когда ей было 17 лет, а затем ее дочь достигла половой зрелости в 13 лет и забеременела при первой овуляции. Первые несколько циклов в жизни женщины (или девочки) обычно являются ановуляторными (то есть яйцеклетки не вырабатываются), но это не является гарантией. Менструация наступает только тогда, когда уровень репродуктивных гормонов снижается после того, как яйцеклетка овулировала, а затем не оплодотворилась. Если первая яйцеклетка оплодотворена, родители даже не узнают о начале менструации и не поймут, что пришло время для серьезного разговора.

СЕРЬЕЗНЫЙ ВОПРОС

Мы не можем больше откладывать его. Почему же женщины менструируют? Как вообще развивалась система, приводящая к существенной кровопотере, значительному дефициту железа и нескольким крайне паршивым дням ежемесячно?

По каждому вопросу, затронутому до этого момента еще до написания главы о менструации, у меня было очень четкое представление о гипотезах и доказательствах, которые я собирался представить относительно происхождения каждой боли и недомогания в человеческом теле. Я понимаю историю эволюции наших челюстей и мозга и то, как это помогает объяснить, почему наши зубы не помещаются во рту. Я знаю достаточно и об эволюции глаз позвоночных, чтобы объяснить, почему они не всегда работают идеально. Я могу объяснить, почему трахея и пищевод должны пересекаться, что приводит к проблемам, описанным в главе о горле. Не является большой загадкой и то, что в скелетной системе человека есть некоторые проблемы, поскольку мы произошли от четвероногих животных, а теперь передвигаемся на двух ногах. Осложнения от прямохождения легли в основу глав о коленях, стопах и спине. Работа заключалась в организации экспериментов и доказательств, а также в поиске наиболее убедительного способа представить все увлекательные исследования по этим предметам.

Что же касается темы менструации, то здесь совершенно другой опыт. Почему женщины менструируют? До того, как я начал работу над этой главой, я понятия об этом не имел. Не поймите меня неправильно: физиологически я понимал, почему происходят менструации, но не имел ни малейшего представления о том, как и почему они возникли. Мне ни капли не стыдно, потому что, оказывается, это дико сложно и до сих пор не слишком хорошо изучено. Даже люди, зарабатывающие на жизнь изучением матки, только-только начинают находить ответы.

ВЗЛЕТ ПСЕВДОУЧЕНЫХ

Выдвижение гипотез никогда не составляло проблем для сообщества исследователей менструации, просто не существовало достаточного числа доказательств, подтверждающих эти гипотезы. На протяжении десятилетий исследователи работали на фоне значительных культурных табу на менструацию. Кроме того, вплоть до конца ХХ века почти все исследования проводили мужчины. Уверен, это не помогало преодолевать некоторые предвзятые стереотипы.

Стигматизация менструации существует уже на протяжении очень долгого времени. В Библии, в книге Левит, содержится удивительно длинное и подробное описание правил и положений относительно менструации. Оно полно абсурда, но самая нелепая часть этого фрагмента – требование, согласно которому в конце цикла женщина должна сделать следующее: «…возьмет она себе двух горлиц или двух молодых голубей и принесет их к священнику, ко входу скинии собрания; и принесет священник одну из птиц в жертву за грех, а другую во всесожжение, и очистит ее священник пред Господом от истечения нечистоты ее»[163]. Каким это должно было быть кошмаром. После каждого цикла женщины должны были бегать и пытаться ловить птиц? Вы когда-нибудь пытались поймать птицу? Это та еще задачка. Если что-то и делает женщину грязной, так это не ее цикл, а попытка поймать двух живых птиц и доставить их в храм, чтобы их там убили. После всего этого поход в магазин за тампонами кажется увеселительной прогулкой.

Основываясь на этом весьма ущербном фундаменте, идея менструации как символа осквернения и нечистоты женщин получила новый импульс в начале ХХ века благодаря анекдотическому случаю, связанному с цветами. Американский врач венгерского происхождения, доктор Бела Шик, начал погружение в глубокую кроличью нору псевдонауки, когда одна из его медсестер рассказала ему, что у нее в руках увядают цветы, если в это время у нее идут месячные. Он воспользовался этим наблюдением и изобрел концепцию менотоксина – мощного токсичного элемента менструальной крови, способного не только вызывать увядание цветов, но также препятствовать подъему хлеба и загустению джема. А в 1920-е годы было очень важно добиться загустения джема, поэтому к подобным зловещим слухам относились серьезно.

Таким образом, мы натолкнулись на одну из первых гипотез о том, почему возникают менструации. Исследовательское сообщество считало, что для очищения женского организма необходимо регулярно выводить из него мерзкие женские токсины. Доктор Шик и прочие расширили эту идею, предположив наличие токсинов во всех жидкостях женского организма, от менструальной крови до пота и грудного молока. Мужские жидкости для удобства были проигнорированы.

В последующие десятилетия ученые провели ряд экспериментов. Все они проходили с участием исследователей, твердо придерживающихся предвзятого мнения о том, какие результаты должны получиться. Они целеустремленно намеревались доказать существование менотоксинов. Занятие наукой с предвзятой точки зрения приводит к некачественным результатам. Когда исследователи заинтересованы в получении результатов определенного рода, они пренебрегают контролем, не проводят эксперименты слепым методом и не публикуют нейтральные или отрицательные результаты. Любые данные, не подтверждающие их стереотипные представления, засовываются поглубже в шкафы (или в наши дни – на внешние жесткие диски) и никогда не публикуются.

Как только ученые пропустили идею менотоксинов через строгую, критическую научную призму, эта концепция рухнула. В организме женщин нет ядовитых элементов, по крайней мере, не в большей степени, чем у мужчин. Женщины менструируют не для избавления от неких токсичных веществ, присущих исключительно женскому полу; менструация просто удаляет неиспользованную кровь и ткани. Но концепция менотоксина приобрела некоторую инерцию, и в результате потребовалась бо́льшая часть ХХ века, чтобы эта идея была полностью дискредитирована.

Когда гипотеза о менотоксинах окончательно умерла и была похоронена, на повестке дня вновь встал вопрос о том, почему существуют менструации. Почему вообще вырабатывается так много неиспользованной крови и тканей? Пришло время проверить новые гипотезы.

ХОД ДЕЛАЕТ СПЕРМА

Прежде чем мы перейдем к самым современным гипотезам, есть еще пара идей, заслуживающих внимания. В 1993 году биолог-эволюционист Марджи Профет выдвинула другую точку зрения на то, почему женщины менструируют, возложив вину на другую сторону медали: грязную сперму. Статья, озаглавленная ею «Менструация как защита от патогенов, переносимых спермой», произвела изрядную шумиху в популярной прессе[164]. Антипатогенная гипотеза, которую она выдвинула, предполагает, что бактерии как из мужских, так и из женских половых органов проникают в сперму и свободно добираются до теплой и влажной матки. Бактерии ничто не любят так, как тепло и влагу, так что они, очевидно, в выигрыше. Профет предположила, что менструация возникла как способ циклического вымывания инвазивных бактерий с целью сохранения репродуктивной среды, свободной от патогенов.

Антипатогенная гипотеза порождает несколько проверяемых прогнозов. Она предсказывает, что после менструации в матке должно быть меньше патогенных микроорганизмов, чем до нее, а также должна существовать взаимосвязь между степенью или тяжестью менструации и системой размножения млекопитающих. Более беспорядочные в половом отношении животные должны поглощать больше спермы, насыщенной бактериями, и, таким образом, у них будет бо́льшая потребность вымывать всё наружу. По крайней мере, такой выдвигался аргумент. Несколько лет спустя Беверли Страссманн, имеющая более 30 лет опыта полевой работы с женщинами в Мали, написала статью о происхождении менструации. В своей статье она по пунктам опровергла каждый из прогнозов, вытекающих из антипатогенной гипотезы. Страссманн привела исследования, показывающие, что после менструации среда матки более загружена патогенами, чем до нее. Она утверждала, что это вполне логично, поскольку «кровь содержит железо, аминокислоты, белки и сахара и, следовательно, является отличной питательной средой для бактерий»[165].

Связь между беспорядочностью половых отношений и менструацией при ближайшем рассмотрении тоже не подтвердилась. У приматов с более беспорядочной системой спаривания менструации на самом деле не более обильны, чем у приматов с менее беспорядочной системой спаривания. Кроме того, в традиционном обществе менструации случались относительно редко, поскольку женщины обычно были либо беременными, либо кормящими грудью. Секс на этих этапах жизни все равно имеет место. Таким образом, маловероятно, что менструация возникла как защита от патогенов, переносимых спермой, учитывая, что женщины не могут использовать эту защиту во время вынашивания и кормления детей грудью.

Эти аргументы стали похоронным звоном по антипатогенной гипотезе. Как и бывает всегда, наука продолжала двигаться вперед, и опровергнутая гипотеза по меньшей мере вызвала новую волну интереса к этой теме. Одна новая идея, выдвинутая самой Беверли Страссманн в той же статье, где она полностью разоблачила антипатогенную гипотезу, касалась экономии энергии. Эндометрий при подготовке к беременности утолщается. Страссманн полагала, что, если беременность не наступает, оболочка разрушается, потому что поддерживать ее в утолщенном состоянии слишком энергетически затратно. Она ссылалась на данные, показывающие значительное увеличение потребления кислорода утолщенным эндометрием по сравнению с его потреблением в регрессивном состоянии. У большинства животных разросшийся слой эндометрия разрушается, и различные его элементы реабсорбируются (скрытая менструация). У некоторых животных слой слишком толстый для поглощения, и единственный вариант – удалить излишки крови и тканей (явная менструация).

В гипотезе энергетической экономии предполагается следующее: поскольку у большинства млекопитающих период фертильности самок относительно короткий, нет смысла постоянно поддерживать толстый эндометрий. Ситуация была бы совсем другой, если бы животные были фертильны постоянно. Тогда было бы энергетически оправдано поддерживать эндометрий все время в утолщенном состоянии. Иными словами, нет смысла держать свет постоянно включенным, если есть всего пара ночей, когда кто-нибудь может зайти. С энергетической точки зрения разумнее выключить свет, надеть пижаму и свернуться калачиком с хорошей книгой (об эволюционном происхождении недомоганий и болей), пока не вернется фертильное окно.

ВЫ ПОЧУВСТВУЕТЕ ЛИШЬ ЦАРАПИНУ

Гипотеза Страссманн приблизила разговор к коренным причинам менструации, но все же не собрала все части пазла. Ее идея не полностью объяснила, почему некоторые биологические виды должны сбрасывать эндометрий, в то время как другие могут реабсорбировать его. Заманчиво думать, что движущим фактором является потенциальный размер плода, однако сравнение различных млекопитающих ясно демонстрирует, что размер не определяет возникновение явных менструаций. У гигантских млекопитающих, таких как слоны и бегемоты, скрытые менструации, тогда как миниатюрные иглистые мыши и слоновые землеройки вместе с людьми имеют явные менструации.

Некоторые дополнительные исследования слоновьих землероек и их менструирующих подруг помогли разгадать эту загадку. Важным ключом к разгадке стало выяснение, каким видам присущ физиологический феномен, называемый спонтанной децидуализацией[166]. Термин «спонтанная децидуализация» сбивает с толку, и его сложновато произнести. Это изменение клеток слизистой оболочки матки (эндометрия). Форма и структура клеток эндометрия могут трансформироваться, а измененные клетки могут производить различные молекулы, способствующие развитию эмбриона. После изменений этот слой матки известен как децидуальная оболочка. Такое название возникло из-за того, что животные могут сбрасывать слой своей децидуальной оболочки, как деревья сбрасывают листья по осени. Изменяющиеся ткани рекрутируют иммунные клетки, и образуются новые кровеносные сосуды[167].

У большинства млекопитающих процесс децидуализации запускает имплантация эмбриона. Таким образом, клетки эндометрия изменяются в ответ на беременность. У женщин ситуация иная – у них осуществляется гормональный контроль над маткой. Процесс децидуализации происходит спонтанно и отдельно от беременности – клетки эндометрия изменяются при подготовке к беременности. Вместо того, чтобы на начало изменений сигнал клеткам давало присутствие эмбриона, вечеринку запускают колебания уровня репродуктивного гормона прогестерона.

Вот здесь изучение слоновых землероек кому-то принесло плоды. Исследователи половых органов слоновых землероек не только установили, что у этих маленьких зверьков происходит менструация, но и узнали, что они претерпевают спонтанную децидуализацию. И действительно, их поведение очень точно соответствует менструации. У млекопитающих, у которых наблюдается спонтанная децидуализация, наступает менструация, а у млекопитающих с децидуализацией, вызванной плодом, этого не происходит.

Чтобы не попасть в ловушку отношения корреляции и причинно-следственной связи (из разряда «пираты вызывают глобальное потепление»), нам необходимо определить, существует ли нечто большее, чем корреляция, между менструацией и спонтанной децидуализацией. Я хотел растолковать термин «спонтанная децидуализация», поэтому повременил с тем, чтобы ввести СД как его аббревиатуру. Теперь, думаю, вы готовы, так что с этого момента спонтанная децидуализация сократится до СД.

Чтобы выйти за рамки корреляций, нужно проводить хорошо контролируемые эксперименты, а не просто искать взаимосвязи между двумя переменными. Исследователи провели эксперименты, изучая возможную связь между СД и менструацией: они брали мышей, у которых в нормальных условиях не происходит ни СД, ни менструации, и наносили им небольшие царапины на слизистую оболочку матки, чтобы имитировать беременность[168]. Маленьких царапин было достаточно, чтобы заставить клетки эндометрия децидуализироваться. Их маленькие мышиные тельца думали, что забеременели, и изменяли клетки эндометрия. Затем исследователи экспериментально заблокировали рецепторы циркулирующего прогестерона, и у мышей началась менструация. Отсутствие активного прогестерона сигнализировало о том, что беременность на самом деле не наступила. В норме в отсутствие беременности мыши просто поглощали бы разросшийся эндометрий. У экспериментальных мышей слизистая оболочка матки изменилась в ответ на царапины, и тогда их эндометрий вел себя так, как если бы они испытывали СД. Мыши сбросили слизистую оболочку вместо того, чтобы всасывать ее. Мышам контрольной группы царапину на эндометрий не наносили (поэтому их клетки не децидуализировались). Когда у этих подопытных экспериментально блокировали прогестерон, они реабсорбировали разросшуюся оболочку и менструации у них не было.

ЗАМЕШИВАНИЕ ТЕСТА ДЛЯ ПИРОГА

Запутались? Как и должны были, если читали внимательно. Репродуктивная анатомия и физиология сложны по своей сути. Этот предмет изучается в конце годичного курса анатомии и физиологии, чтобы студенты могли как можно лучше освоить основы клеточной биологии и эндокринной физиологии, прежде чем пытаться понять репродуктивные циклы. Я говорю студентам: если они хоть немного не запутались, особенно в женской репродуктивной физиологии, значит, недостаточно старались в изучении. Первый шаг к пониманию сложной темы – это испытать некоторую степень замешательства и принять его.

Поскольку мое паучье чутье чувствует читательское смятение, это означает, что пришло время для другой метафоры. Думаю, что хороший способ объяснить СД и ее роль в менструации – это подумать о том, как испечь пирог для друзей, которые могут заглянуть в гости. Не факт, что они придут, – возможно, их няня часто отменяет свои визиты, – но вы должны быть готовы испечь знаменитый бабушкин лимонный пирог, если визит все-таки состоится. На столе уже есть все необходимое (мука, разрыхлитель, сахар, масло, яйца, молоко, ванильный экстракт и лимоны), и вы начнете действовать, как только гости появятся на пороге. Чтобы сделать аналогию более четкой, представьте, что вы не любите лимонный пирог и печете его только потому, что он нравится вашим гостям. На данный момент есть два возможных результата. Если придут гости, то вы взбиваете все это в однородное тесто и ставите в духовку. Если гости не дойдут до вас – нет проблем, потому что можно просто убрать все обратно в холодильник. Может быть, из лимонов вы приготовите лимонад.

Этот сценарий соответствует тому, как происходит децидуализация эндометрия у большинства млекопитающих. Тесто перемешивается (ткани эндометрия подвергаются дифференцировке) только в случае приезда гостей (если происходит имплантация). Если имплантация не произошла, эндометрий все равно кардинально не изменился и ингредиенты сохраняются, а не тратятся впустую. Поскольку вы не разбивали яйца и не добавляли ванильный экстракт, можно использовать их для других целей.

Менструирующие виды отличаются тем, что замешивают тесто для торта до прихода гостей. У них происходит СД, при котором эндометрий изменяется до того, как происходит имплантация. Они готовятся к вечеринке задолго до того, как станет ясно, состоится ли она. Менструирующие виды разбивают яйца и взбивают сливочное масло прежде, чем забеременеть. Они как будто знают, что гости будут голодными, и хотят, чтобы пирог был готов к отправке в духовку, как только раздастся звонок в дверь.

Во втором сценарии по-прежнему существует только два возможных результата, но один из них заметно отличается от предыдущего. Первый результат, по сути, тот же. Приходят гости, и вы ставите тесто в духовку. Полчаса спустя ваши друзья уже едят лимонный пирог. Второй результат совершенно другой. В этом случае, если няня откажет вашим друзьям и они не смогут прийти, дело плохо, поскольку тесто уже замешано. Вы не сможете вернуть яйца в скорлупу и извлечь масло и сахар из крема. Поскольку вы не любите лимонный пирог, единственный выход – выбросить его.

Это как раз то, что чаще всего и происходит у женщин. Их тела заранее замешивают тесто, а гости обычно не появляются. Эндометрий претерпевает изменения перед имплантацией (это и есть СД), имплантация чаще всего не происходит, и нет другого выбора, кроме как выбросить тесто для пирога. Как не получится держать тесто для пирога на кухонном столе целый месяц, так и невозможно постоянно держать эндометрий в децидуализированном состоянии. Единственный способ оставаться децидуализированной – это сохранить высокий уровень прогестерона. Единственный способ сохранения повышенного уровня прогестерона – это факт имплантации. В отсутствие имплантации утолщенный эндометрий либо реабсорбируется, либо отторгается. Если ингредиенты уже были смешаны и если децидуализация уже произошла, единственным вариантом является отторжение. Мне нравится эта метафора, но из-за нее мне будет трудно смотреть на бабушкин лимонный пирог, как раньше.

ЗАЧЕМ ЗАМЕШИВАТЬ ТЕСТО?

Итак, оказывается, вопрос на миллион долларов заключается не в том, почему женщины менструируют. Женщины менструируют, потому что у них происходит СД. Вот вопрос на миллион долларов: почему у женщин происходит СД? Почему тесто для торта замешивают до прихода гостей?

Учитывая редкий и несопоставимый характер такого поведения, вероятнее всего, спонтанная децидуализация не имела места у предков плацентарных млекопитающих. Напротив, СД и менструация, вероятно, независимо эволюционировали в отдельных группах млекопитающих. Когда эволюция независимо сходится на каком-либо признаке в нескольких систематических группах, это обычно указывает на наличие какой-то выгоды. Конечно, стоит надеяться, что есть какая-то польза в компенсации затрат на потерю огромного количества крови в течение жизни.

Существует две основные идеи относительно пользы, получаемой животным от СД. Обе они порождены концепцией, называемой гипотезой конфликта матери и плода. Нам нравится думать о связи между матерью и ее еще не рожденным ребенком с теплотой и нежностью. В таком представлении все происходит под мелодию из музыкальной шкатулки с изображениями пушистых облаков, радуги и бабочек. Беременные женщины проводят блаженные дни в восторженном ожидании невероятного подарка жизни, который скоро появится на свет. Полагаю, есть некоторые женщины (вероятно, те везучие, чья менструация по чайной ложке длится в течение 36 часов), для которых мирные, пушисто-облачные образы беременности верны. Они просто светятся все девять месяцев и кажутся совершенно невозмутимыми, возможно, даже похорошевшими из-за беременности.

Гипотеза конфликта матери и плода предполагает, что реальность беременности не столь уж идиллическая. Более точным саундтреком вместо нежной мелодичной колыбельной был бы скрежещущий хэви-метал. Вместо сияния и блаженства чаще наблюдаются рвота, невыносимая усталость и такие состояния, как диабет беременных. Природа конфликта между матерью и плодом определяется совершенно разными генетическими интересами двух сторон. Поскольку мать и ребенок не имеют одинаковых наборов ДНК, их биологические мотивы различны. Мать будет взращивать развивающийся плод, но в определенных пределах. Ее организм обеспечит плод, но не настолько, чтобы это повлияло на ее способность успешно вынашивать других детей в будущем. Плод же на самом деле заботится только о себе. Ему необходимо поддерживать жизнь матери, но при этом он намерен извлекать из нее все возможные питательные вещества.

То, как разворачивается этот конфликт, может сильно различаться в зависимости от рассматриваемого биологического таксона. К примеру, плоды лошадей и свиней не очень агрессивно внедряются в матку. Окружающие плод оболочки представляют собой несколько слоев ткани, изъятых из кровеносной системы матери. У этих видов все еще существует конфликт между матерью и плодом, но уже не в такой степени, как у видов, у которых плод внедряется глубже. Собаки и кошки находятся где-то посередине. Эмбриональные ткани начинают проникать в материнские, но все еще находятся на некотором расстоянии от материнских кровеносных сосудов. При наиболее агрессивном варианте прикрепления плаценты плод внедряется, как крот в землю, и прижимается вплотную к кровеносным сосудам матери.

Вероятно, вы уже догадались, какой тип плодов оказался у людей. Да, нам досталась сверхагрессивная модель. И вновь мы видим, что сравнительный подход оправдывается в решении загадки о том, почему эволюционировала спонтанная децидуализация. Животные, у которых наблюдаются СД и менструация, также имеют наиболее инвазивные плоды. Некоторые ученые считают, что СД возникла как упреждающая степень защиты от гиперинвазивного плода. Логика заключается в том, что женщина играет на опережение и создает некоторую дополнительную защиту до появления плода-вампира, чтобы ее будущий ребенок не высосал ее полностью. В конце концов, если вы знаете, что к вашей своеобразной отдаленной деревне приближается вампир, имеет смысл начать укреплять оборону до того, как маленький кровосос туда доберется. Посадите чеснок, наточите колья и начистите зеркала.

Есть данные, подтверждающие идею о том, что спонтанная децидуализация защищает материнские ткани. Хотя СД в конечном счете меняет эндометрий, способствуя наступлению беременности, некоторые особенности процесса децидуализации направлены конкретно на то, чтобы не допустить слишком глубокого внедрения плода. Во время децидуализации клетки эндометрия прочнее связываются друг с другом. В статье об эволюции менструации, опубликованной в журнале BioEssays, обсуждается, как клетки эндометрия также производят соединения, «ингибирующие активность инвазивных белков плода»[169]. Кроме того, матка повышает уровень активности определенного типа клеток, называемых естественными, или натуральными, киллерами (NK-клетки). Это тип лейкоцитов, обычно использующийся в организме для борьбы с опухолями или клетками, зараженными вирусами. Они прикрепляются к чужеродному объекту и выделяют химические вещества, вызывающие апоптоз (запрограммированную гибель) клеток, захваченных патологическим агентом. Только в этот раз вместо рака или вируса «захватчиком» оказывается растущий нерожденный ребенок. NK-клетки помогают ограничить степень вторжения агрессивно внедряющегося плода. Вся эта деятельность указывает на то, что женское тело защищает деревню, а не печет печенье и расстилает чистые полотенца и скатерти для приближающегося гостя.

Возможно, будет легче понять важность такой врожденной подготовки к беременности, если мы сосредоточимся на сценарии, в котором она не происходит. Исследовательская группа сравнила апоптоз эмбриональных клеток при маточной и внематочной беременности (при которой эмбрион имплантируется в маточную трубу, а не в матку). Имплантация в маточные трубы происходит примерно в 2 % беременностей и может быть очень опасной, если ее не лечить. Авторы опубликовали свои результаты в журнале Placenta, взявшего себе название по примеру журнала The Knee как наиболее специализированного журнала, упомянутого в этой книге. Группа обнаружила, что реакции, вызывающие апоптоз и ограничивающие внедрение плода в матку, в фаллопиевой трубе не происходят[170]. Плод в фаллопиевой трубе, по-видимому, не подозревая, что оказался в неправильном месте, начинает зарываться совершенно беспрепятственно, что потенциально может привести даже к разрыву трубы.

Как выяснилось, эти врожденные приготовления перед беременностью весьма важны. Без СД, ограничивающей вторжение плода, вампир несся бы без оглядки по деревне, не останавливаясь до тех пор, пока не утолит жажду и не подключится к материнской системе жизнеобеспечения. Польза защиты посредством СД заключается в том, что она ограничивает вторжение плода до уровня, делающего беременность по крайней мере управляемой. Цена вопроса состоит в том, что вы не сможете подключить эту программу, не подписавшись на десятилетия менструации.

УЧЕБНЫЙ ЛАГЕРЬ ЭМБРИОНОВ

Другая гипотеза относительно возникновения спонтанной децидуализации основывается на растущем числе доказательств того, что она позволяет организму женщины проводить скрининг эмбрионов. Наличие врожденного процесса скрининга может позволить женщинам вкладывать значительные время и энергию беременности только в высококачественное потомство. Вернемся к другим менструирующим видам, чтобы понять эту гипотезу. Со слоновыми землеройками и иглистыми мышами нас объединяет нечто большее, чем только наличие СД. Еще одно поведение, связывающее животных (включая нас), которые испытывают СД, менструацию и гиперагрессивную плацентацию, – это продолжительное совокупление. Это не то, о чем вы могли подумать. Продолжительное совокупление не относится к людям или землеройкам, занимающимся любовью часами напролет.

Животные с продолжительным совокуплением занимаются сексом независимо от овуляции. Большинство видов млекопитающих не участвуют в подобных совокуплениях, а самки восприимчивы к спариванию только во время овуляции. У самки наступает эструс («течка», или «охота», как это обычно называют), она спаривается, а затем прекращает делать это до следующей течки. Большинство млекопитающих, от собак до верблюдов и моржей, действуют таким образом. Животные с эстральными циклами различаются по частоте наступления периода половой восприимчивости у самок. У полиэстральных млекопитающих (таких как коровы и свиньи) циклы происходят в течение всего года. У сезонно полиэстральных млекопитающих течка наступает несколько раз в году и только в определенные сезоны. Это норма для таких млекопитающих, как олени, козы и кошки. У самки оленя осенью наступает течка в период, называемый гоном. Если она забеременеет после первого цикла гона, то течка у нее наступит только в следующем году. Если ей забеременеть не удастся, она снова будет кружить по той же колее. Последний тип млекопитающих с эстральным циклом – моноэстральный, при котором самки восприимчивы к продолжению рода только раз в году. Это закономерность для собак и медведей. Думаю, она помогает объяснить, почему медведи-самцы всегда выглядят такими угрюмыми.

И напротив, самки животных, практикующих продолжительное совокупление, обычно восприимчивы на протяжении всего репродуктивного цикла, а не только во время овуляции. Последствия длительного совокупления значительны. Поскольку спаривание происходит на протяжении всего цикла, иногда сперма остается в репродуктивных путях самок в течение нескольких дней, прежде чем встретится с яйцеклеткой. Человеческая сперма может жить в матке и фаллопиевых трубах бо́льшую часть недели. Большинство сперматозоидов погибают в течение дня или двух, но некоторые все еще барахтаются спустя пять или шесть дней. Насколько это влияет на здоровье эмбриона – вопрос спорный, но существует общее мнение, что свежая сперма является наилучшей для оплодотворения, и некоторые исследователи полагают, что длительное совокупление может привести к большему количеству поврежденных эмбрионов[171].

Женщина в своей жизни не вкладывается физиологически в такой степени ни во что, кроме своего ребенка. Есть данные, позволяющие предположить, что СД позволяет организму женщины отбирать высококачественные эмбрионы и, следовательно, предотвращать вложения в эмбрионы низкого качества. Как мы подробно рассмотрим в следующей главе, процесс скрининга важен, потому что по не совсем понятным причинам шокирующее число человеческих эмбрионов имеют хромосомные аномалии.

Даже исторически процесс вынашивания, рождения и воспитания ребенка требовал от матери огромных затрат времени и энергии. Наши предки получали бы бо́льшую выгоду от любого типа мутаций, позволяющих вкладываться только в самые здоровые эмбрионы. Это означало бы экономию времени и энергии для наших праматерей – они могли бы потратить сэкономленное время на воспитание других детей. В наши дни материнские заботы включают в себя беременность, роды, кормление грудью, подгузники, детский сад, подростковые драмы, проблемы переходного возраста, оплату обучения в колледже и проживание 24-летнего человека в подвале (бесплатно), пока он подрабатывает в кофейне. Всего одно яйцо, но в очень важной корзине.

Децидуализированные клетки эндометрия способны обнаруживать химические вещества, выделяемые аномальными эмбрионами человека[172]. Клетки необходимо децидуализировать, чтобы обнаружить любую степень развития аномалий. Это инициирует естественный процесс, способный привести к раннему выкидышу. Такое явление у людей случается нередко. Около 30 % успешно имплантированных эмбрионов не доживают до шести недель беременности[173].

Процесс отбора эмбрионов должен происходить на ранней стадии, и именно поэтому женщинам выгодно, чтобы клетки их эндометрия децидуализировались спонтанно, а не ждали появления эмбриона. Отборочная комиссия уже создана и готова к работе до того, как произойдет имплантация. Если эмбрионы не проверяются из-за того, что СД не происходит полностью или должным образом, любой старый эмбрион может начать внедряться. Если это произойдет, аномальный эмбрион способен имплантироваться и начать расти, что может привести к выкидышу через несколько недель или даже месяцев. Существуют различия в эффективности процесса отбора эмбрионов, и женщины с нарушенными реакциями децидуализации гораздо чаще сталкиваются с привычным невынашиванием беременности[174][175].

И вновь мы видим важность и ценность спонтанной децидуализации. Она не только предотвращает высасывание матери плодом, но и позволяет естественным образом обеспечить максимально здоровую беременность. Даже если это действительно вызывает досаждающую боль во время менструации, по меньшей мере есть некоторые преимущества, уравновешивающие спазмы и кровопотерю.

ЦЕНА КОНТРОЛЯ

Почему женщины менструируют? Менструация у женщин происходит потому, что их тела лучше контролируют репродуктивные циклы, чем у большинства других млекопитающих. Реализовать такой контроль позволило развитие СД. Как только это произошло, менструация стала неизбежной. Дополнительный контроль в конечном счете был выгоден из-за уникальной природы человеческой беременности. Возможно, нужно было защититься от агрессивно внедряющегося человеческого плода. Это могло быть полезно, потому что человеческие эмбрионы исключительно подвержены ошибкам, а эволюция СД дала женскому телу возможность убедиться, что оно вкладывается только в самую здоровую беременность. Вероятно, были задействованы обе эти причины или еще какая-нибудь причина, которую ученые откроют в ходе дополнительных исследований. Важно помнить, что эволюционные основы менструации до недавнего времени оставались загадкой; только в последнем поколении мы начали понимать, почему она происходит. Несомненно, в ближайшие годы будет еще больше открытий.

Я также уверен, что лучшее понимание процесса не сделает менструацию более комфортной. Однако если сейчас эту книгу читает женщина, возможно, будет полезно узнать, что вы не одиноки в животном мире. Где-то в дикой природе живут павианы, слоновые землеройки и летучие мыши, у которых бывают месячные, и тампонов для них определенно не существует. Так что все у вас будет хорошо.

8

Разлука заставляет сердце любить сильнее… и пенис вонзаться глубже

Какова длина среднего эрегированного пениса гориллы?

а. 4 сантиметра

б. 13 сантиметров

в. 22 сантиметра

г. 31 сантиметр

Настало время делать детей. Это увлекательное занятие, но оно может быть напряженным и хлопотным. Здесь так много жидкостей. Фертильность пар делится на три категории. В первой категории (группа «плодятся как кролики») мы имеем пары, которые, по ощущениям, могут зачать ребенка одним взглядом. Сходили в кино, подержались за руки – и вот уже беременные. Каждый знает хотя бы одну такую пару, размножающуюся без особых затруднений. Вероятно, вы даже знаете кого-то, кто забеременел, хотя и принимал специальные меры, чтобы не забеременеть.

Для пар из средней категории фертильности этот процесс не такой легкий, но несколько месяцев планирования («Дорогой, пора!») обычно помогают. Эти пары не то чтобы рожают детей как кролики, но им также не приходится переворачивать с ног на голову свою жизнь, чтобы завести детей.

А есть те, кто относится к третьей категории. Они пытаются снова и снова, но не могут зачать ребенка. Боль бесплодия отличается от большинства других, которые мы уже рассмотрели. Это пронзительная психологическая боль, нарастающая с каждым месяцем без положительного теста на беременность. Парам из этой категории кажется, что весь мир способен зачать ребенка, кроме них, и нет спасения от толп счастливых семей с счастливыми малышами и счастливых матерей, беременных будущими счастливыми детьми.

Бесплодие поражает представителей обоих полов примерно в равной степени. У трети бесплодных пар причиной бесплодия является анатомия или физиология мужчины. В другой трети случаев бесплодна женщина. И еще в одной трети либо основные причины не могут быть выявлены, либо сложности с фертильностью имеются у обоих партнеров. Общепринятое определение термина «бесплодие» относится к парам, которые не могут добиться беременности после одного года регулярного незащищенного секса. Этому определению соответствуют 10–15 % пар[176].

Бесплодие как явление возникло задолго до нашего времени. Есть и современные факторы, на которые следует обратить внимание, но исследования, проведенные еще в XIX веке, показывают, что невозможность зачать ребенка была проблемой и до того, как мир начали захватывать загрязнение окружающей среды и картофель фри[177].

Так почему же некоторые пары не могут иметь детей, хотя кажется, что рождение должно быть совершенно естественным делом? Почему кролики могут размножаться как кролики, в то время как для столь многих людей единственный выход – превратить весь процесс в долгий и затяжной научный эксперимент?

ПРОБЛЕМА ФЕРТИЛЬНОСТИ № 1: ЭНДОМЕТРИОЗ

Перед началом обсуждения ненадолго вернемся к теме предыдущей главы. Некоторая часть менструальной крови и тканей могут пойти не по тому пути и подняться по фаллопиевой трубе вместо того, чтобы выброситься через влагалище. Этот обратный поток называется ретроградной менструацией. Кровь поднимается по трубам и, поскольку между концом каждой трубы и яичником имеется небольшое пространство, она выходит в полость таза. Кажется, никто точно не знает, почему это происходит, но в той или иной степени такое случается у большинства женщин. Вместо того, чтобы выброситься, отслоившиеся клетки эндометрия могут оставаться в теле за пределами матки.

Мигрировавшие клетки не забывают, откуда они произошли. В следующем менструальном цикле внематочные клетки могут продолжать вести себя, как клетки матки. Это означает, что они могут накапливаться, а затем разрушаться в течение следующего менструального цикла. В этот раз, однако, вероятность того, что лишние ткани и кровь выйдут через влагалище, равна нулю, поскольку чужеродные ткани эндометрия больше не находятся рядом с выходом наружу. Каждый цикл усугубляет проблему вышедших из-под контроля клеток эндометрия, потому что всё больше и больше клеток вырываются на свободу и продолжают находить пути в отдаленные места. В исключительных случаях врачи обнаруживали эндометриальные ткани почти во всех мыслимых местах женского тела, включая кишечник, сердце и легкие[178].

Накопление маточной ткани за пределами матки и набор вызываемых им симптомов называют эндометриозом. Одним из его основных симптомов является изнурительная боль во время менструации. Ретроградная менструация не является его единственной причиной: несмотря на то, что такие менструации наблюдаются у большинства женщин, эндометриоз встречается примерно у 10 % из них. Эти цифры показывают, что для того, чтобы подтолкнуть тело женщины к эндометриозу, требуется нечто большее, чем просто ретроградная менструация. Эндометриоз – это пазл с большим количеством недостающих фрагментов. Несомненно, существует множество других факторов, таких как сочетание генетических и экологических влияний, которые делают одних женщин более восприимчивыми к этой патологии, чем других.

В придачу к физической боли и страданиям, существует четкая связь между эндометриозом и бесплодием. До половины бесплодных женщин отмечают у себя наличие симптомов эндометриоза. Это серьезное воспалительное состояние, а воспаление в сочетании с перестройкой репродуктивной ткани может привести к рубцеванию и разрушению, предотвращая соединение яйцеклетки и сперматозоида и препятствуя успешной имплантации.

Мы знаем об эндометриозе удивительно мало, но его связь с бесплодием означает, что недостатка средств на исследования на эту тему не будет. К сожалению, как мы вскоре увидим, это лишь одно из многих возможных препятствий фертильности, которые парам приходится преодолевать на пути к успешному зачатию, имплантации и беременности.

ПРОБЛЕМА ФЕРТИЛЬНОСТИ № 2: СКРЫТАЯ ОВУЛЯЦИЯ

Вспомним из предыдущей главы, что одной из необычных особенностей размножения у человека является продолжительное совокупление. При такой репродуктивной стратегии самки животных не только находят партнеров в период фертильности, но и занимаются сексом на протяжении всего репродуктивного цикла. Продолжительное совокупление сопровождается изрядной долей физиологического обмана: одним из важнейших элементов эволюции подобного совокупления стала скрытая овуляция. Самки могли получать выгоду от продолжительного совокупления только в том случае, если самцы оставались в неведении относительно момента наибольшей фертильности.

Овуляцию у большинства млекопитающих никак нельзя назвать скрытой. Кошки так кричат по этому поводу, что могут разбудить весь район. Собаки в дополнение к феромональным сигналам демонстрируют некоторые очевидные визуальные сигналы, в том числе набухшую вульву и кровянистые выделения, возбуждающие кобелей. Признаки течки у многих приматов следуют аналогичной схеме: наиболее очевидным признаком являются набухшие во время овуляции гениталии.

У людей, хотя это и несколько спорно, овуляция скрыта: у большинства пар нет достоверного способа точно узнать, когда она происходит. Некоторые женщины (порядка 20 %) во время овуляции испытывают боль, варьирующуюся от незначительной до интенсивной, которая называется «овуляторный синдром», или миттельшмерц (от немецкого слова mittelschmerz, означающего «срединная боль», поскольку она возникает примерно в середине цикла). Врачи считают, что овуляторная боль возникает либо из-за растяжения яичника перед выходом яйцеклетки, либо из-за раздражения брюшной стенки жидкостью, выделяемой разорвавшимся фолликулом (группой клеток, окружающих яйцеклетку до овуляции). Часто присутствуют и другие физические признаки овуляции, включая изменения вязкости цервикальной слизи, но все же многие женщины (и их партнеры) по большей части остаются в неведении относительно времени пика фертильности.

Считается, что скрытая овуляция развилась у женщин, потому что дает конкретные преимущества. Во-первых, такое поведение может способствовать мужской верности. Если самец не может определить, когда самка фертильна, ему приходится все время быть рядом, чтобы убедиться, что у него есть доступ к ней во время овуляции. В противном случае самец может уйти в неподходящее время, и в период фертильности к самке может проникнуть самец-соперник.

Скрывая овуляцию и спариваясь на протяжении всего репродуктивного цикла, самки, возможно, нашли способ увеличить инвестиции со стороны своих партнеров-самцов. Большинство самцов млекопитающих покидают самку сразу после брачного сезона, но люди мужского пола обычно остаются рядом. Скрытая овуляция и длительное совокупление самок, вероятно, играют важную роль в мотивации самцов оставаться рядом. В свое время возросшая верность самцов должна была вести к увеличению ресурсов и большей защите самок и их потомства. В наше время мужская верность не только помогает накапливать ресурсы, но и означает, что есть партнер, который поможет сменить подгузники или отвезти детей в школу. Помощь самкам в воспитании детенышей и в повседневных заботах не свойственна большинству самцов млекопитающих. Самцы медоедов определенно не просыпаются посреди ночи, чтобы напоить детеныша из бутылочки.

Первое объяснение эволюции продолжительного совокупления и скрытой овуляции легкое и приемлемое. Продвигая моногамию, продолжительное совокупление и скрытую овуляцию, пара могла бы создать прекрасную семью. Вторая гипотеза жестока и непристойна. Некоторые утверждают, что скрытая овуляция возникла, поскольку снижает вероятность детоубийства со стороны самцов. Детоубийство, или инфантицид, – широко распространенное поведение среди млекопитающих. Лучше всего это, пожалуй, описано у львов, но ученые были свидетелями такого поведения в различных ветвях млекопитающих: от псовых и кошачьих до беличьих и копытных. Особенно часто это встречается у приматов. Обзор такого поведения, опубликованный в уважаемом журнале Science, показал, что оно чаще всего наблюдается в социальных группах животных, где «размножение монополизировано меньшинством самцов»[179]. Когда самца на вершине иерархии заменяет новый доминирующий самец, он обычно убивает любое потомство, не отнятое от груди. После гибели потомства самки перестают кормить грудью, и их репродуктивные циклы возобновляются. Каким бы жестоким ни был инфантицид, он является эволюционно стабильной стратегией у некоторых видов, поскольку недавно пришедшие к власти самцы способны раньше зачать детенышей от самок своей группы.

Длительное совокупление и скрытая овуляция могут быть контрстратегией инфантицида. Спариваясь вне фертильного периода и принимая нескольких партнеров, самка может существенно «замутить воду» относительно отцовства. Самцы с меньшей вероятностью убьют потомство, которое может быть их собственным, и, таким образом, новый доминантный самец с меньшей вероятностью убьет детей самки, с которой он спаривался ранее[180]. Полиандрические самки (то есть имеющие нескольких партнеров) снижают риск инфантицида, так как никто в группе не знает наверняка, кто отец детенышей.

Пропаганда мужской верности и предотвращение детоубийства должны были быть победой первых человеческих женщин. Однако в наши дни скрытая овуляция может ужасно расстраивать пары, пытающиеся зачать ребенка. Есть способы узнать, когда женщина фертильна, но помочиться на тест-полоску для измерения уровня лютеинизирующего гормона (репродуктивного гормона, уровень которого повышается перед овуляцией) – намного менее простой процесс в сравнении с тем, что испытывают другие животные. Пары с проблемами фертильности тратят много времени, энергии и ресурсов, просто выясняя идеальное время для секса, чтобы обеспечить себе наилучший шанс на зачатие. Другие животные об этом не задумываются. У большинства млекопитающих у самки наступает течка, и все знают, что пора заняться сексом. Хлоп-шлеп, и через некоторое время вокруг бегают детеныши.

ПРИКРОЙТЕ ЛОБОК

Степень, в которой женщины скрывают овуляцию, в некоторой мере остается предметом споров. По представлениям старой школы женское тело скрывает этот процесс. Однако недавние исследования усложняют ситуацию. Многие исследователи выявили независимые доказательства того, что женская физиология и поведение могут меняться во время овуляции и что мужчины могут, по меньшей мере подсознательно, осознавать, когда женщины наиболее плодовиты. Как лучше всего выяснить, подают ли женщины заметные сигналы во время овуляции, сигнализируя потенциальным партнерам о своем репродуктивном статусе? Очевидно, попросить исполнительниц экзотических чувственных танцев принять участие в исследовании, отслеживая их заработок чаевыми по сменам, а затем изучить связь между этими заработками и репродуктивными циклами танцовщиц. По крайней мере, это было очевидно Джеффри Миллеру, профессору психологии из Университета Нью-Мексико.

Редко можно найти исследование, сочетающее стиль и содержание. Заголовок статьи Миллера «Влияние овуляторного цикла на размер чаевых танцовщиц на коленях[181]: экономические доказательства эструса у человека?»[182] Научная статья со словами «танцовщицы на коленях» и «овуляторный цикл» в названии определенно привлечет некоторое внимание. Однако исследования Миллера выходят за рамки сочинения заголовков и уравновешивают стиль творческим подходом, основательностью, хорошим изложением и увлекательной сутью.

Один из быстрых способов определить влияние того или иного исследования – посмотреть, сколько раз другие авторы цитировали эту работу в течение многих лет после ее публикации. Если с момента публикации статьи прошло 10 лет и только три другие исследовательские группы ссылались на эту работу в своих последующих публикациях, это указывает на то, что исследование в значительной мере игнорировалось научным сообществом. На миллеровскую статью об овуляции у танцовщиц на коленях ссылались с момента ее публикации более 400 раз. Это сотни упоминаний не на телешоу, в журналах и газетах – это ссылки в рецензируемых журнальных статьях, которые были написаны другими учеными, работающими над смежными вопросами рождаемости, полового отбора и эволюции. На многие статьи нет даже 50 ссылок, а на некоторые ссылаются так мало, что можно предположить, что их читали только члены проводившей исследование группы и, возможно, их матери.

Одним из первых наблюдений, сделанных мной по поводу статьи Миллера, было включение им в статью раздела «Предварительная информация». В большинстве исследовательских статей переходят сразу от «Введения» к разделу «Методы». Миллер и его соавторы сделали необычный ход, добавив раздел «Предварительная информация», первая строка которого звучит так: «Поскольку ученые могут быть незнакомы с субкультурой джентльменских клубов, некоторая информация может быть полезна для понимания того, почему это идеальная среда для исследования реальной привлекательности женской овуляции». Похоже на грубое обобщение представителей академических кругов, но, возможно, это правда. Думаю, можно с уверенностью сказать, что большинство профессоров не посещают стриптиз-клубы регулярно. Иными словами, достаточно неловко наткнуться по дороге в такой клуб на студентов, которые просто идут куда-нибудь перекусить или бегут в продуктовый магазин.

В остальной части раздела «Предварительная информация» для описания всех тонкостей деятельности стриптиз-клуба в Альбукерке используется преимущественно формальный и научный язык. Он включает в себя весьма серьезные описания практики танцев на коленях («ритмичный контакт между женским тазом и прикрытым одеждой мужским пенисом») и выбора одежды женщинами во время работы, включая их юридическое обязательство всегда иметь «одежду, прикрывающую лобок». Разумеется, это не совсем обычное описание для раздела «Методы» в научной статье, поэтому авторы и создали специальный раздел.

В исследовании участвовали как женщины, принимавшие противозачаточные средства, так и те, у кого цикл проходил естественным путем. Одним из обоснованных претензий к исследованию является размер выборки: в нем было всего 18 участниц. На протяжении 60 дней 18 женщин отслеживали свои чаевые во время смен, а также записывали точные дни начала и прекращения менструации. Исследование охватило 296 смен, включая около 5300 танцев на коленях. Это очень много «ритмичного контакта между женским тазом и прикрытым одеждой мужским пенисом».

Исследователи разбили данные о фазах цикла на три категории. Первый день отмечал начало менструации, а дни с 1-го по 5-й относились к категории менструальной фазы. Дни с 9-го по 15-й считались фертильными для танцовщиц, а дни с 18-го по 28-й были названы лютеиновой фазой и представляли собой время после пика фертильности, но до начала новой менструации. В анализ не включались дни с 6-го по 8-й, поскольку эти дни отмечают переход между менструацией и фертильностью. То же относилось и к дням 16-му и 17-му, которые могли приходиться либо на фертильную, либо на лютеиновую фазу.

Обычная смена у танцовщиц длилась пять часов. У женщин с циклом, протекавшим естественным путем (то есть не принимавших противозачаточных средств), чаевые уменьшались во время менструации и резко взлетали в период вблизи овуляции. Эти женщины зарабатывали в среднем 185 долларов за смену во время менструации, 335 долларов за смену во время фертильной фазы и 260 долларов за смену во время лютеиновой фазы. Женщины, принимающие противозачаточные таблетки, не испытывали такого же скачка доходов во время фертильной фазы. Фактически они зарабатывали за смену в среднем на 83 доллара меньше, чем те, что имели естественный цикл! Каким-то образом репродуктивный период танцовщиц влиял на посетителей стриптиз-клуба. Было бы интересно узнать, смогли ли мужчины обнаружить различия только потому, что женщины буквально находились у них на коленях. Иными словами, варьируются ли чаевые официанток или водительниц такси в зависимости от того, в какой фазе менструального цикла они находятся? Кроме того, кто-то должен перевернуть сценарий этого исследования и изменить роли. Следует пригласить женщин в стриптиз-клубы, где танцуют мужчины, чтобы посмотреть, коррелирует ли репродуктивная фаза женщин с суммой отдаваемых ими чаевыми. До сих пор остается много безответных вопросов об основах репродуктивной биологии человека. За работу, аспиранты! За дело!

ВЕРБАЛЬНАЯ БЕГЛОСТЬ ЖЕНЩИНЫ

Результаты исследования Миллера поднимают вопрос о том, какого рода сигнал могут посылать фертильные женщины. Один из вариантов состоит в том, что женщины производят во время фазы фертильности различные феромоны, другие же исследования показывают, что запах женщины во время овуляции более привлекателен для мужчин[183][184]. Обычный метод таких исследований заключается в том, что женщины надевают футболки, а затем, через некоторое время, их запах оценивают мужчины. Некоторые пошли дальше стандартных тестов с грязными футболками, чтобы продемонстрировать, что у мужчин, вдыхающих запах овулирующей женщины, уровень тестостерона выше, чем у тех, кто вдыхает запах женщины, у которой овуляция не происходит[185].

Однако помимо запаха существуют и другие возможности передачи намеков или сигналов. Я не могу не задаться вопросом, а не танцевали ли женщины… более вдохновенно в фертильные дни циклов? Полагаю, чтобы докопаться до сути этого вопроса, исследователям пришлось бы фиксировать на видео каждое взаимодействие, а это действительно стало бы кошмаром для IRB[186]. Исследователями была выявлена связь между репродуктивной фазой и другими факторами, такими как соотношение талии и бедер[187] и привлекательность лица[188]. Одним из наиболее интригующих открытий стала обнаруженная учеными связь между тем, в какой фазе своего репродуктивного цикла находится женщина, и ее речевыми способностями[189]. Получив 60 секунд на то, чтобы назвать как можно больше слов, начинающихся с заданной буквы, женщины, находившиеся вблизи своего овуляторного периода, могли назвать больше слов, чем были способны назвать до или после него. Как выяснилось, фертильные танцовщицы на коленях могли манипулировать мужчинами как своими запахами, так и своей непристойной нежной болтовней. (Моя жена Джули постоянно заигрывает со мной, когда мы играем в «Эрудит» или «Боггл»[190], я завожусь и проигрываю. Поэтому, возможно, мне придется применить эти знания и согласиться играть с ней, только когда она будет максимально далека от своего пика фертильности. Уверен, что все равно проиграю, но, возможно, смогу сделать результат несколько интереснее.)

Период менструального цикла также может влиять на выбор женщиной одежды. Эту переменную было бы сложно проверить в исследовании танцовщиц на коленях (не так уж много на них одежды для анализа), но другие исследования показали, что женщины действительно пытаются повысить свою привлекательность (посредством ухода за собой и выбора одежды) в периоды наибольшей фертильности[191]. Если Джули выйдет с уложенными волосами и в чем-то обтягивающем, очевидным шагом будет оторваться от игры в «Боггл» и перейти к чему-то более романтичному.

СВЕЖИЙ СЫР

Проблемы эндометриоза и скрытой овуляции прочно укоренены в нашем прошлом. Они создают препятствия, которые пары должны преодолевать на пути к успешной беременности. Если женщины удачливы, она смогут преодолеть препятствие эндометриоза. Чтобы преодолеть второе препятствие, пара должна успешно синхронизировать свою деятельность и заняться сексом в то время, когда у женщины происходит овуляция. Даже если исследование танцовщиц на коленях ясно показывает, что люди женского пола не полностью скрывают овуляцию, это не значит, что женщины и их тела размахивают гигантским флагом, оповещающим о пике своей фертильности. Для некоторых пар правильный выбор времени – задача не самая простая.

Предположим, пары преодолели первые два препятствия. Им придется преодолеть еще несколько, чтобы добиться беременности и в конце концов получить здорового ребенка. Теперь акцент смещается на мужчин и их вклад. Если рассматривать всю беременность как единый процесс, практически все планирование и подготовка лежат на женщине. Ей предстоит составить список гостей, заранее убраться, украсить помещение, приготовить еду и напитки, организовать развлечения, быть любезной и очаровательной хозяйкой, а затем убраться после вечеринки. Мужчина просто заходит на несколько минут. Он может принести купленную в ближайшем магазине дешевую сырную тарелку или что-то подобное, но его вклад минимален по сравнению с вкладом женщины.

Вся соль в том, что вечеринку невозможно устроить без сырной тарелки. Несмотря на то, что такой вклад кажется совершенно незначительным по сравнению с вложениями, осуществляемыми женщиной, вечеринка весьма своеобразная, поскольку действительно начинается только тогда, когда привозят сыр. Похоже на то, что устраивают в Висконсине, где тусовка без сыра – не тусовка вовсе. Поэтому чертовски важно, чтобы парень пришел с сыром и чтобы тот был свежим и готовым к употреблению.

«Сыр» в этой аналогии представляет сперму. Надеюсь, вы это поняли. (И прошу прощения, если с этого момента вы не сможете спокойно смотреть на сыр.) Единственный биологически необходимый вклад, который должен сделать самец, – это пожертвовать свою сперму. Во многих случаях он будет вносить больший вклад, но семенная жидкость – единственное, что он обязан внести для того, чтобы пошел процесс размножения. И нам, людям, никуда от этого не деться. Некоторые другие животные, включая различные виды насекомых, ящериц, змей и акул, развили механизмы, позволяющие превращать яйцеклетки в эмбрионы без сперматозоидов. Науке еще предстоит найти млекопитающее, которое было бы способно осуществить это. Таким образом, по крайней мере у млекопитающих, вечеринка без сыра невозможна.

Сами фабрики спермы, семенники или яички, представляют собой эволюционную диковинку. Чтобы размножение было возможным, яички должны оставаться неповрежденными и функциональными. Тем не менее они висят там, обнаженные, болтающиеся и готовые к тому, что их пнут в драке или они зацепятся за забор из колючей проволоки. Разве не было бы гораздо разумнее спрятать их внутри?

Опасно, когда мужское достоинство болтается на ветру. В детстве, играя в бейсбол, мне часто приходилось быть на третьей базе, или в «горячем углу», как это называют бейсболисты. Игра на третьей базе сопряжена с вполне реальным риском получить удар, когда нападающие пробивают мяч вниз по линии. В какой-то момент в начальной школе, прежде чем начал носить предохранительную раковину, я остановил мяч пахом, а не перчаткой. Это полностью выбило меня из колеи. Такое событие не забывается – оно отпечатывается в гиппокампе на всю жизнь. В последнее время в софтболе я играю на дальней части поля и не ищу удачу в «горячем углу» – пусть какой-нибудь другой дурачок играет на третьей базе.

Вероятность получить такую травму является следствием уникальной анатомической особенности развития плода мужского пола. Семенники вступают в жизнь благополучно упрятанными в брюшной полости будущего мужчины, находящегося в утробе матери. Однако примерно на 26-й неделе беременности яички опускаются из живота в исходное положение в мошонке. Они переходят из совершенно безопасного убежища в открытое и уязвимое место. Яичники, созданные из того же исходного материала, не следуют этому примеру, оставаясь уютно укрытыми в теплых пределах живота.

Классическое объяснение этой необычной особенности млекопитающих состоит в том, что сперма должна оставаться холодной во время производства и последующего хранения. Поскольку продукт находится в мошонке, а не в брюшной полости, весь производственный процесс происходит в немного более прохладной среде. Яички будто высовываются из окна жаркого и душного здания, чтобы охладиться на ветерке. Одно яичко имеет тенденцию висеть ниже другого, и некоторые предполагают, что это связано с тем, что так обеспечивается большая открытая поверхность для отвода тепла[192]. Если бубенчики прижмутся друг к другу, то будут удерживать тепло, по крайней мере, так принято считать.

Кажется, никто точно не знает, почему у млекопитающих производство и хранение спермы должно происходить в более прохладной среде. Исключение из правил – наружные половые органы у животных. Как могут остальные виды живых существ, от жуков и мух до белоголовых орланов, умудряться держать семенники у себя внутри и не иметь проблем с тем, что сперма слишком теплая? Даже такие млекопитающие, как слоны, имеют внутренние семенники.

Одной из идей, объясняющих, почему сперматозоиды большинства млекопитающих должны оставаться прохладными, является гипотеза активации[193]. Ее авторы предполагают, что несколько охлажденные перед ответственным моментом сперматозоиды не начнут носиться как угорелые, пока не достигнут теплых женских репродуктивных путей. Есть доказательства в пользу этой идеи. Сперматозоиды становятся гораздо более активными при повышении температуры окружающей среды от комнатной до температуры тела. Они начинают наматывать круги, как бы чувствуя, что время пришло. При повышенных температурах сперматозоиды остаются подвижными всего несколько часов. Охлаждаясь вне тела, они остаются неактивными до тех пор, пока не наступит момент, когда им потребуется гнать как сумасшедшим.

Я никогда не встречал обоснованного объяснения того, почему сперме млекопитающих нужна разница температур, чтобы действовать, тогда как другим животным этого не требуется. Возможно, это как-то связано с нашей теплокровностью. Или, может быть, у млекопитающих особенно запутанные женские репродуктивные пути. Возможно, сперматозоидам млекопитающих приходится повышать свою активность, чтобы совершить долгий и опасный путь к ожидающей их яйцеклетке в фаллопиевой трубе. Короче говоря, мы до сих пор не знаем, почему человеческая сперма должна оставаться холодной, просто знаем, что она должна.

Авторы гипотезы активации даже предположили, что люди предпочитают заниматься сексом ночью из-за дополнительного преимущества снижения температуры мошонки. При большей разнице в ночное время между температурой мошонки и внутренней температурой женщины сперматозоиды теоретически могут быть более активны во время ночного совокупления, чем при дневном. Необходимы дополнительные исследования. Мне кажется, не составит большого труда отыскать группу студентов колледжей, готовых предоставить некоторые данные в обмен на дополнительные баллы. Готов поспорить, что студенты-психологи из Техасского университета, которых мы встретили несколько глав назад, не отказались бы от этой работы.

ПРОБЛЕМА ФЕРТИЛЬНОСТИ № 3: НЕОПУСТИВШИЕСЯ ЯИЧКИ

Во время развития плода яички не всегда опускаются в мошонку. Неопустившееся яичко является одним из наиболее распространенных врожденных дефектов у мужчин. Это происходит примерно в 3–5 % случаев у новорожденных мужского пола. В 10 % этих случаев заболевание оказывается двусторонним, когда ни одно яичко не попадает в мошонку при рождении. Иногда проблема решается сама собой, однако, если яичко не опустилось само по себе примерно к трем месяцам, оно, скорее всего, останется внутри. Внутренние яички представляют собой серьезную проблему, поскольку в таком положении становятся бесплодными.

Маленькие мальчики с одним или двумя неопустившимися яичками могут подвергнуться операции по их опусканию, но в настоящее время считается, что операцию необходимо проводить в течение первого года жизни. Хотя выработка спермы не происходит до полового созревания, важные сперматогонии (клетки, которые в итоге будут делиться во время сперматогенеза) развиваются вскоре после рождения и должны оставаться прохладными в период покоя в препубертатной стадии. На самом деле это ничем не отличается от хранения куска мяса в замороженном виде до тех пор, пока вы не захотите его использовать. В данном случае мясо – это яичко, морозилка – мошонка, и вы, возможно, не захотите использовать этот кусок мяса в течение 30 лет. Он не может оставаться на прилавке в первый год, его нужно сразу положить в морозилку. С каждым десятилетием врачи снижали возраст операции детей с неопустившимися яичками, поскольку важность раннего попадания сперматогониев в подходящую среду становилась все более очевидной. Продвижение яичек изнутри наружу оставляет слабое место в брюшной стенке. Путь выхода орешка из брюшка (извините, не удержался) называется паховым каналом, и даже после опускания яичек остается небольшое отверстие, служащее каналом между двумя местами. Экстернализация семенников создает деликатную анатомическую особенность на протяжении всей жизни мужчины. Во время «большого плавания» сперматозоиды протекают через семенной канатик, проходящий через паховый канал в брюшную полость, затем собирают различные выделения, делают резкий поворот и устремляются к свету в конце туннеля.

Уникальная анатомия этой области делает ее уязвимой для травм. Когда мышцы живота ослабевают или испытывают чрезмерное напряжение (например, когда парень пытается поднять что-то тяжелое), участок кишечника иногда выпячивается через паховый канал, образуя паховую грыжу. Временами возможно помассировать выпирающий смещенный участок кишечника и переместить его обратно в брюшную полость. В более серьезных случаях ткань кишечника становится «ущемленной» и соскальзывает в мошонку. Ущемленная паховая грыжа вызывает крайне неприятное выпячивание и может стать смертельно опасной, если выпятившаяся ткань кишечника сдавливается и нарушается ее кровоснабжение. Тогда единственный вариант – сделать операцию, чтобы вернуть все в брюшную полость, где оно и должно находиться.

У женщин также есть паховые каналы. В их случае связки, помогающие удерживать матку на месте, проходят через узкие каналы на пути к месту прикрепления к большим половым губам (женскому гомологу мошонки). Связки служат дополнительным барьером против возможной миграции кишечника. Паховые грыжи могут возникнуть и у женщин, но у мужчин канал остается намного более слабым местом, что делает мужской пол гораздо более подверженным паховым грыжам.

Паховые грыжи – это яркое напоминание о неуклюжей, далеко не идеальной особенности мужского развития. Необходимость размещения яичек в мошонке не только делает мужчин исключительно склонными к травмам, но и создает еще одно потенциальное препятствие фертильности для любой пары, в которой у мужчины одно или два яичка не совершили правильного запланированного опускания.

ЭРЕГИРОВАННЫЕ ГОРИЛЛЫ

Мне нравится время от времени задавать вопросы своим студентам-анатомам, чтобы оживить атмосферу на занятии. Когда мы переходим к разделу о репродукции, один из моих любимых вопросов такой: «Как вы думаете, сколько сперматозоидов содержится в среднем человеческом эякуляте?» Советую студентам не бояться ошибиться и отвечать просто наугад. Их ответы обычно сильно занижены. Кто-то смело отвечает что-нибудь около 5000 или 10 000 сперматозоидов, а я непринужденно показываю жестом – «больше». Кто-то другой говорит 100 000, и я снова показываю знак «больше». Потом миллион, 10 миллионов, 100 миллионов. Ответ: 200 миллионов. Двести миллионов! По всем параметрам это просто непристойное количество сперматозоидов. В одном эякуляте сперматозоидов больше, чем жителей в Великобритании, Франции и Италии вместе взятых! Как же производство спермы настолько вышло из-под контроля?

Ответ – конкуренция сперматозоидов. И эта тема является важной частью истории бесплодия у человека. Значит, пришло время поговорить о гениталиях горилл. Да, ученые измерят все, что поддается измерению. В нашем случае они использовали линейки и штангенциркуль, чтобы получить точные мерки интимных частей всех видов приматов. Помните вопрос в начале главы: «Какова длина среднего пениса гориллы в эрегированном состоянии?» Готов поспорить, что сегодня вы не думали об этом. Найдите минутку и подумайте. Самцы горилл могут весить до 180 килограммов, так что имейте это в виду. Вот человек и горилла, нарисованные примерно в одинаковом масштабе, чтобы вы случайно не подсмотрели ответ в следующей строке текста.

А ответ… четыре сантиметра[194]. Для справки: длина молодой морковки составляет около пяти сантиметров. Кинг-Конг даже не дотягивает до морковки, когда полностью возбужден. А еще у него крошечные яички, прямо под стать его скромному пенису. Размер семенников и количество сперматозоидов у всех видов приматов связаны с системами спаривания. Некоторые виды, например, гориллы, избавляются от всех конкурентов перед спариванием. Если использовать термин биологов-эволюционистов, механизмы полового отбора у горилл являются прекопулятивными. Гориллы бьют себя в грудь, скалят зубы и дерутся за доступ к самкам. Самые крупные и крутые самцы монополизируют целый гарем самок. Самцам горилл необязательно иметь очень большие гениталии, поскольку их половые органы и сперматозоиды не находятся в прямой конкуренции с половыми органаим других самцов. Думаю, самкам горилл не особо повезло.

Совершенно другая история у шимпанзе. Секс у шимпанзе – это, скорее, ситуация, когда все дозволено всем. Среди представителей обоих полов широко распространены беспорядочные половые связи, и самки во время течки спариваются с несколькими самцами. Количество спермы, которое способен произвести самец, и его возможность поместить ее глубоко внутрь самки – это те характеристики, которые находятся под жестким давлением отбора у шимпанзе. Самцы с более крупными яичками способны производить больше спермы. Самцы с большими пенисами могут доставить сперму ближе к тому месту, куда она должна попасть. Самцы с более высоким производством спермы в конечном итоге становятся отцами большей части потомства. Приматы не являются единственной группой, где существует связь между выработкой спермы и отцовством: ученые зафиксировали такое же явление у широкого круга других млекопитающих и птиц[195][196].

Сравнение размеров семенников горилл и шимпанзе подтверждает эту мысль. Поскольку репродуктивное поведение шимпанзе создает условия для сильного посткопулятивного полового отбора, самцы шимпанзе вполне неплохо экипированы в сравнении с гориллами. Несмотря на гораздо меньший размер тела (самец шимпанзе весит примерно на 25 % меньше самца гориллы), семенники у них почти в четыре раза больше, чем у горилл[197]. Такие семенники вырабатывают в 12 раз больше спермы на эякулят по сравнению с гориллами[198]. Пенисы шимпанзе также в два раза длиннее, чем у горилл, несмотря на меньший рост.

По размеру яичек и производству спермы люди находятся где-то между гориллами и шимпанзе. Люди производят в пять раз больше сперматозоидов на эякулят, чем гориллы. Эти значения указывают на то, что конкуренция спермы, вероятно, сыграла значительную роль в эволюции репродуктивной анатомии и физиологии человека. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что наши исторические системы спаривания явно не были целомудренными. Однако мы, вероятно, ходили на сторону не так часто, как шимпанзе. Интересно, что у людей мужского пола самые большие пенисы из всех трех рассмотренных здесь видов приматов. Причина этого неясна, но некоторые предполагают, что человеческий фаллос имеет такую форму, потому что удаляет сперму предыдущих мужчин[199].

Если оставить в стороне крошечные пенисы горилл и оргии шимпанзе, то важно помнить, что мужчины производят непостижимое количество спермы: 200 миллионов сперматозоидов на эякулят – это уйма крошечных «пловцов». Историческое стремление производить огромное количество спермы – это еще одна ситуация, когда люди оказались загнаны в угол нашим прошлым таким образом, что оно в конечном счете способно негативно влиять на фертильность в настоящем.

ПОЗДРАВИТЕЛЬНАЯ ОТКРЫТКА от БИОЛОГИИ

Сравнение систем спаривания и гениталий приматов позволяет предположить, что люди мужского пола производят так много спермы из-за возможности конкуренции их семенной жидкости с той же жидкостью других мужчин. Дополнительные доказательства влияния конкуренции сперматозоидов на выработку спермы можно увидеть, исключив из рассмотрения горилл с шимпанзе и сосредоточив внимание исключительно на людях. Мужчина корректирует объем своего… заряда исходя из предположения, что его партнерша недавно имела дело с другим мужчиной[200][201]. Давайте сделаем эту мысль немного более осязаемой с помощью двух разных романтических сценариев:

Сценарий № 1: Тони и Ванда – супружеская пара, которая находится в отпуске. Субботним вечером они гуляют по пляжу, слегка выпивают и в конце концов сливаются в жарких объятиях. Следующие несколько дней они проводят вместе, плавая и читая книги у бассейна, но уже не занимаются любовью в воскресенье, понедельник и вторник. Вторая половина среды – их последний совместный вечер перед возвращением на работу. Они наслаждаются последним вкусным ужином в отпуске, поют в караоке и занимаются сексом во второй раз, прежде чем вернуться к повседневной жизни на следующий день.

Сценарий № 2: Тони и Ванда – супружеская пара, и каждый из них занят напряженной работой. В субботу они устраивают романтический вечер и в итоге занимаются любовью. В воскресенье Ванда встает рано, чтобы уехать в командировку. Ее нет в городе до среды. Тони и Ванда в это время не видятся, они оба настолько заняты, что успевают обменяться лишь несколькими короткими текстовыми сообщениями. В среду вечером Ванда возвращается домой, и Тони, храни его Господь, встречает жену ее любимым блюдом – пастой карбонара и бокалом вина. После ужина они, прежде чем отойти ко сну, празднуют воссоединение актом любви.

В обоих сценариях у нас одинаковые модели соития (секс в субботу и снова в среду), но при двух разных обстоятельствах. В сценарии № 1 Ванда была рядом с Тони все время между их романтическими занятиями. В сценарии № 2 между двумя событиями она была в командировке. Исследования репродуктивного поведения показывают, что Тони извергнет больше спермы в среду вечером в сценарии № 2, чем в среду вечером в сценарии № 1.

Верьте или нет, но ученые собрали такого рода данные (и под данными я подразумеваю сперму). Есть и другие результаты подобных исследований. В научном труде, впервые опубликованном в журнале Evolution and Human Behavior, а затем обсуждаемом в журнале Current Directions in Psychological Science, сообщается, что когда подозревалась измена или после разлуки со своими партнершами мужчины «вводили пенис во влагалище глубже и быстрее при следующем совокуплении пары»[202][203]. Разлука заставляет сердце любить сильнее… и пенис вонзаться глубже. Напишите это на поздравительной открытке.

ПРОБЛЕМА ФЕРТИЛЬНОСТИ № 4: КОЛИЧЕСТВО СПЕРМАТОЗОИДОВ

Теперь, когда мы понимаем, почему парни производят так много спермы, давайте приступим к обсуждению того, как необходимость в большом ее количестве может отрицательно сказываться на фертильности. На первый взгляд не кажется, что избыток должен создавать проблему, однако потенциально есть и обратная сторона того, что мужчины производят целый поток спермы. При производстве сотен миллионов чрезмерно усердных сперматозоидов иногда второй сперматозоид может проскочить и оплодотворить яйцеклетку после первого. Это состояние известно как полиспермия. Оплодотворение двумя сперматозоидами резко прерывает потенциальную беременность. Такие клетки, как сперматозоид и яйцеклетка, гаплоидны и имеют только один набор хромосом, содержащий генетические инструкции для клетки. Все остальные клетки организма диплоидны и содержат два набора хромосом. Если яйцеклетка оплодотворяется двумя сперматозоидами, полученная зигота оказывается триплоидной, то есть с тремя наборами хромосом, а человеческая триплоидная зигота нежизнеспособна.

В ответ на чрезмерное производство спермы мужчинами женский организм для предотвращения полиспермии эволюционировал в направлении, сделавшем оплодотворение более сложной задачей. Если посмотреть на женское яйцо как на бесценное сокровище внутри за́мка, то потребуется множество варваров, чтобы взломать ворота замка и провести внутрь одну бесстрашную душу. Из-за мощной защиты прибывший к стенам замка одинокий странник не сможет справиться с этой задачей. Но как только один проворный солдат прорывается, защита замка включается в полную силу, и мембрана яйцеклетки затвердевает, чтобы предотвратить проникновение другого сперматозоида вслед за первым.

Поскольку самцы из-за конкуренции с другими производят уйму спермы, самки производят хорошо защищенные яйцеклетки, чтобы обеспечить оплодотворение только одним сперматозоидом. Много лет назад оба человеческих пола вступили в гонку вооружений. Лучше защищенный замок означает, что самцам приходится производить больше спермы, чтобы прорваться в ворота. Поскольку самцы производят больше спермы, защита должна быть еще мощнее для предотвращения полиспермии. Чтобы преодолеть более мощную защиту, самцам приходилось производить еще больше спермы. Больше спермы. Мощнее защита. Больше спермы. Мощнее защита. Больше спермы. Мощнее защита.

Сперматозоиды сталкиваются с другими препятствиями задолго до ворот замка. Сотни миллионов из них отправляются в путешествие, но оно становится настолько трудным, что лишь часть из них добирается до самой яйцеклетки. Лишь несколько тысяч выживают в опасном путешествии через влагалище и матку, а затем многие из них направляются не в ту фаллопиеву трубу, где на тот момент ничего не происходит. В конце концов только несколько сотен сперматозоидов смогут оказаться поблизости от драгоценного приза. Прочная защита женских репродуктивных путей не только предотвращает полиспермию, но и гарантирует, что лишь самые сильные и приспособленные сперматозоиды смогут оплодотворить яйцеклетку.

Легко увидеть, как это перетягивание каната оказало потенциально отрицательное влияние на плодовитость. Система вышла из-под контроля до такой степени, что мужчины и женщины стали больше похожи на репродуктивных противников, чем на соратников. Достаточно большое число сперматозоидов необходимо для увеличения шансов на успешное оплодотворение. Однако оно не может быть слишком высоким, иначе полиспермия может ухудшить фертильность, и не может быть слишком низким, иначе яйцеклетки достигнет недостаточное количество сперматозоидов. Как бы смешно это ни звучало, количество сперматозоидов будет считаться низким, если в эякуляте содержится менее 39 миллионов сперматозоидов. Конкуренция спермы, возникшие в результате этого сексуальные конфликты и гонка вооружений между полами довели ситуацию до крайности.

Для многих мужчин низкое количество сперматозоидов, или олигоспермия, становится серьезной проблемой фертильности. Нахождение в доверительных отношениях потенциально усугубляет проблему олигоспермии. В тех случаях, когда низкое количество сперматозоидов является проблемой, консультантам по вопросам бесплодия было бы разумно порекомендовать своим пациентам провести некоторое время порознь, прежде чем встречаться в постели. Помните, как Тони увеличил количество сперматозоидов в сценарии № 2, когда Ванда вернулась из командировки? Эта стратегия, конечно, не решит всех проблем фертильности, но она может обеспечить увеличение количества сперматозоидов, необходимое некоторым парам, чтобы провести одного-единственного рыцаря сквозь стены замка.

ПРОБЛЕМА ФЕРТИЛЬНОСТИ № 5: ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫЕ К ОШИБКАМ ЭМБРИОНЫ

Мы все ближе к получению полного представления об эволюционных основах проблем с человеческой фертильностью. Предположим, пара преодолела все обсуждавшиеся до сих пор препятствия: никаких проблем с эндометриозом, сроками репродуктивной функции или количеством сперматозоидов. Только один сперматозоид попадает куда надо и оплодотворяет яйцеклетку. Значит, все в порядке? Как ни странно, нет. Фактически, мы еще не дошли до того, что многие считают наиболее важной проблемой фертильности человека. До двух третей оплодотворенных яйцеклеток человека теряют способность к развитию где-то на пути между зачатием и рождением. Некоторые оплодотворенные яйцеклетки никогда не имплантируются. В этих случаях женщины даже не пропускают ни одного менструального цикла. В других случаях эмбрион имплантируется, но беременность не развивается, и в последующие недели или месяцы происходит выкидыш.

Как упоминалось в предыдущей главе о менструации, одна из причин выкидышей заключается в том, что у людей нередко развиваются эмбрионы, предрасположенные к ошибкам. Высокая доля человеческих эмбрионов имеет хромосомные аномалии. Если слишком многие клетки развивающегося эмбриона имеют хромосомные нарушения, эмбрион не будет жизнеспособным. Анеуплоидные клетки – это клетки со слишком малым или чрезмерно большим числом хромосом. Упакуйте клетку 23 парами хромосом, и все будет в порядке. Введите туда лишнюю хромосому или удалите одну, и все ставки сняты. Анеуплоидия часто приводит к естественному прерыванию беременности. Однако иногда беременность сохраняется, и ребенок рождается с таким заболеванием, как синдром Дауна или синдром Тёрнера, когда имеется либо дополнительная хромосома, либо недостаток хромосомы во всех клетках его тела.

Ошибки не всегда столь драматичны, как наличие целой лишней хромосомы или отсутствие одной. Части хромосом также могут меняться местами, что приводит к проблемам. Из-за таких транслокаций или дисбалансов могут случаться ошибки развития, приводящие к выкидышу или, если беременность доношена, к серьезным врожденным дефектам.

Бесплодие иногда вызвано проблемами предзачатия, когда сперма или яйцеклетка содержат неравномерное количество хромосом или хромосома деформирована. Вероятность возникновения ошибок, связанных с предрасположенностью к зачатию, тем выше, чем дольше сохраняются гаметы, прежде чем человек решит завести детей. Накопление ошибок в гаметах является одной из основных причин того, что фертильность каждого человека (как мужчин, так и женщин) снижается с возрастом.

Однако еще более вероятно, что хромосомные проблемы возникнут после зачатия[204]. Совершенно нормальные и здоровые гаметы с правильным количеством хромосом обычным образом соединяются и производят эмбрионы с анеуплоидными клетками или другими хромосомными дисбалансами. Состояние анеуплоидии настолько часто наблюдается в человеческих эмбрионах, что некоторые исследователи начинают рассматривать гипотезу о том, что на самом деле это может быть нормальным, естественным состоянием для человека. Систематический метаобзор этой темы показал, что 73 из 100 человеческих эмбрионов содержат по крайней мере небольшое число анеуплоидных клеток[205].

Некоторые человеческие эмбрионы способны выправлять ситуацию. Они одолевают немногочисленные анеуплоидные клетки, продолжают нормально развиваться, и в итоге рождаются полностью здоровые дети. Другие эмбрионы в конечном итоге абортируются естественным путем, потому что слишком много клеток имеют хромосомные нарушения. В третьей категории эмбрионы развиваются в плоды и доживают до срока рождения, но дети рождаются с отклонениями в развитии.

Так почему же человеческие эмбрионы на ранней стадии столь подвержены хромосомным дисбалансам? Ответа не знает никто. По одной из гипотез, свою роль может играть наша система рождения только одного ребенка за раз. Чтобы организм матери принял беременность, эмбрион должен вырабатывать достаточное количество хорионического гонадотропина человека (ХГЧ), чтобы сигнализировать матери о наличии жизнеспособного эмбриона. Безрецептурные тесты на беременность определяют наличие ХГЧ в моче. У животных, рождающих несколько детенышей, или помет, все кролики, котята или щенки вместе могут нести ответственность за выработку достаточного количества хорионического гонадотропина. Если исследователи имплантируют самке мыши всего один мышиный эмбрион, она обычно отторгает беременность. Один эмбрион не производит достаточного количества хорионического гонадотропина, чтобы организм матери мог распознать его и произвести соответствующие физиологические изменения для поддержки развивающегося потомства[206].

Обычно у человека всю работу выполняет один эмбрион. Беременность может прерваться, если эмбрион быстро не увеличит выработку ХГЧ. Чтобы выработать достаточное количество ХГЧ, эмбрион должен активно делиться в течение первых нескольких дней. Быстрый темп производства может привести к ошибкам, которые случаются всякий раз, когда осторожность отбрасывается в сторону. Люди, которые водят автомобиль слишком агрессивно, попадают в аварии. Футболисты и регбисты, играющие без оглядки, теряют мяч. Чтобы просто и быстро подать сигнал посредством ХГЧ, человеческие эмбрионы могут делиться таким образом, что в конечном счете многие из них обрекаются на неудачу.

Ученые и исследователи только недавно узнали, что наличие анеуплоидных клеток в составе эмбриона в действительности может быть нормальным явлением. Следующими очевидными шагами является понимание того, почему так происходит и что с этим делать. Это открытие требует дальнейших сравнительных исследований с участием различных видов млекопитающих. Один из способов проверить гипотезу об одном отпрыске – изучить показатели плодовитости и степень анеуплоидии у млекопитающих в зависимости от размеров их пометов. Имеют ли другие млекопитающие, рождающие по одному отпрыску за раз, склонность производить эмбрионы с такими же хромосомными отклонениями, как у эмбрионов человека? Иными словами, должны ли слоны, носороги, киты и орангутаны сталкиваться с теми же проблемами анеуплоидии, что и люди? Если нет и если их эмбрионы более хромосомно совершенны, то как они достигают этого? Как им удается поддерживать одноплодную беременность, не накапливая огромное количество ранних хромосомных ошибок? Некоторое количество вопросов остается без ответов, и такова действительность в отношении многих аспектов человеческой фертильности.

ПРОБЛЕМА ФЕРТИЛЬНОСТИ № 6: ПОСЛЕДНЯЯ, НО НЕ МЕНЕЕ ВАЖНАЯ, – СОВРЕМЕННАЯ ДИЛЕММА

У людей уникальное количество проблем с фертильностью. Многим женщинам приходится справляться с такими заболеваниями, как эндометриоз. Многие мужчины выделяют мало спермы, что затрудняет преодоление естественной защиты тел женщин от слишком большого количества сперматозоидов. Наши эмбрионы сильно подвержены ошибкам, что приводит к хромосомному дисбалансу, нехваткам и избыткам, составляющим наиболее значительную нагрузку для человеческой фертильности.

Влияние современного образа жизни усугубляет эти проблемы. Как мы видели ранее, тщательное объяснение человеческих недостатков требует рассмотрения как прошлого, так и настоящего поведения человека. Наши челюсти и так уже слишком малы для наших зубов, а мы усугубляем проблему, не нагружая их пережевыванием в должной мере в годы их формирования. Наше горло подвержено удушью, и мы усугубляем эту проблему, употребляя в раннем возрасте виноград и хот-доги. Наши колени по своей природе склонны к травмам, а мы испытываем свою удачу, исполняя срезки и развороты во время игры в баскетбол и футбол.

В случае рождаемости усугубление происходит двумя разными способами. (Думаю, это ведет к снижению показателя в четыре раза.) Во-первых, люди заводят детей гораздо позже в своей жизни, чем когда-либо в истории человечества. У мужчин количество сперматозоидов и их подвижность с возрастом постепенно снижаются (особенно после 40 лет). У женщин промедление повышает вероятность того, что им придется решать дополнительные сложности, такие как фибромы матки (мышечные нераковые опухоли, вырастающие в стенках матки), которые гораздо чаще встречаются у женщин постарше и могут отрицательно повлиять на фертильность[207].

И поскольку многие пары откладывают продолжение рода до тех пор, пока им не исполнится 30 или 40 лет, запасы спермы и яйцеклеток, используемых для рождения детей, накапливают гораздо больше различной грязи, чем когда-либо в истории человечества. Вся эта грязь сказывается в увеличении числа ошибок в генетической и хромосомной архитектуре сперматозоидов и яйцеклеток. Достаточно сложно создать здоровый эмбрион, даже если мужчина и женщина предоставляют генетически и хромосомно совершенные сперму и яйцеклетку. Чем дольше сперма и яйцеклетки хранились до использования, тем больше вероятность того, что они в конечном счете приобретут некоторые дефекты, приводящие к последующему снижению фертильности.

Вторая часть современной дилеммы представляет собой еще более головоломный феномен. Количество сперматозоидов у мужчин западных цивилизаций за последнее поколение резко снизилось. Как концентрация сперматозоидов, так и общее количество сперматозоидов уменьшились в Северной Америке, Европе, Австралии и Новой Зеландии более чем на 50 % с 1970-х годов[208]. Средняя концентрация сперматозоидов в этих популяциях упала с 99 миллионов сперматозоидов/мл спермы до 47 миллионов сперматозоидов/мл спермы. 47 миллионов сперматозоидов на миллилитр – это все еще много, но не забывайте, что для естественного выполнения этой работы в принципе нужны миллионы сперматозоидов. Концентрация в образце считается низкой, если она составляет менее 15 миллионов сперматозоидов/мл. Снижение производства спермы на сегодняшний день еще не произошло в Южной Америке, Азии и Африке.

Менее чем за 40 лет средняя концентрация сперматозоидов в западных странах сократилась вдвое, и многие винят в этом загрязнение окружающей среды, диеты и современный образ жизни. Однако на сегодняшний день ученые не преуспели в выявлении конкретных причин. Если выработка спермы продолжит снижаться (а пока нет никаких признаков стабилизации), ситуация относительно скоро может стать катастрофической. Мировой кризис рождаемости может перейти из области научной фантастики в область научной реальности.

ПРИСТЕГНИТЕСЬ

Вопреки этому несколько апокалиптическому взгляду множество женщин продолжают беременеть. Перед лицом эндометриоза, неопустившихся яичек, низкого количества сперматозоидов, хромосомного дисбаланса, бисфенола А, ожирения, пассивного курения, изменения климата, пестицидов, излучения, тесного нижнего белья, гидромассажных ванн и всеобщего откладывания рождения детей до 40 лет бесчисленное множество пар зачинают детей каждый день по всей планете. Через несколько месяцев после положительного теста на беременность пары забывают о вопросах, связанных с фертильностью, и их внимание переключается с уровня лютеинизирующего гормона и хорионического гонадотропина человека на борьбу с болями в спине, обустройство детской комнаты и разработку плана родов.

Весь процесс зачатия, вынашивания беременности и родов напоминает мне о катании на американских горках. Обычно первое, что вы там делаете, – это стоите в очереди. Некоторые люди оказываются в очень короткой очереди. Возможно, они поступили умно и пошли кататься в будний день, когда все школьники еще учатся. Вероятно, у них есть какие-то премиальные пропуска, позволяющие оказаться в начале очереди. Другим людям приходится ждать гораздо дольше. Они отправляются кататься на американских горках в летние праздничные выходные и проводят целую вечность в очереди, пробираясь через бесчисленные переходы.

Независимо от того, была очередь длинной или короткой, в конце концов каждая забеременевшая женщина оказывается пристегнутой в маленьком вагончике, не зная точно, чего ожидать. Вагончик медленно поднимается на первый подъем, и у нее есть секунда или две на вершине, чтобы полюбоваться видом и перевести дух. А затем катание достигает переломного момента. Может быть, она кричит, может, нет – в любом случае пути назад уже нет.

9

Величайшая на свете боль

Какие животные производят потомство через клитор?

а. Карликовая землеройка

б. Пятнистая гиена

в. Снежный барс

г. Кольцехвостый лемур

Мою жену Джули «американские горки» беременности вознесли на вершину подъема и начали резко извиваться и поворачивать, отправляя ее в многострадальную поездку. Она тогда закончила свою дипломную работу в Калифорнии, и мы решили поехать из Айдахо, чтобы присутствовать на церемонии вручения дипломов. За месяц до поездки мы узнали, что Джули беременна. Все шло гладко, и мы решили, что 30 часов в автомобиле не станут проблемой. Оглядываясь назад, теперь можно сказать, что это было плохим решением. Если бы тошнота началась сразу, мы бы развернулись и пропустили выпускную церемонию. Ситуация не ухудшалась до поездки обратно, когда мы были за сотни километров от дома. По причинам, кажущимся сейчас глупыми и непродуманными, мы решили вернуться живописным маршрутом и проехали через северо-восточную часть Калифорнии вместо того, чтобы включить круиз-контроль на трассе I-5 и вернуться домой как можно быстрее.

Мое самое яркое воспоминание об этом путешествии связано с въездом в пыльный город Альтурас на севере Калифорнии. Мы приехали поздно вечером, и Джули уже изрядно мутило, нашли придорожный мотель и пошли заселяться. Обычно мы не просматриваем номера в мотеле, но это были необычные обстоятельства. И без того острое обоняние Джули приблизилось к уровню обоняния ищейки, а внешний вид мотеля не отличался чистотой. Мы открыли дверь нашего потенциального жилья и вдохнули затхлый воздух комнаты. Джули немедленно развернулась на 180 градусов и убежала в рассвет. Когда она благополучно выбралась на улицу, ее начало рвать по всей парковке. Официально началась утренняя тошнота.

Я вежливо отказался от комнаты, и мы оказались в следующем мотеле дальше по дороге. С ним тоже не сложилось, так как посреди ночи в соседнем номере кто-то начал курить. Учитывая повышенное обоняние Джули, я с таким же успехом мог курить в постели и пускать дым прямо ей в лицо. После беспокойной ночи мы отказались от отдыха в Альтурасе и около четырех часов утра отправились в путь. С большим количеством остановок, чтобы подышать свежим воздухом, мы в конце концов добрались до дома и приступили к установлению распорядка дня первого триместра беременности.

Тошнота и рвота были лишь частью проблемы. Камнем преткновения также стал поиск приемлемой пищи для беременного организма жены. Самой надежной едой, которую Джули могла употреблять на ранних сроках беременности, была овсянка. Каждые час или два я делал небольшую порцию, а Джули ела ее потихоньку и старалась не думать о мотелях Северной Калифорнии. Диета первого триместра, похоже, сильно отразилась на нашей дочери Элли. По сей день овсянка остается одним из ее любимых блюд.

Как-то летом я оказался в автосалоне, так как мы подумывали о замене нашей старой развалюхи. Разговорился с молодым продавцом, и оказалось, что его жена тоже беременна. Я упомянул, что моя жена боролась с утренней тошнотой и не прибавила в весе в течение первого триместра. Я знал, что ситуация у Джули не была необычной, но большинство женщин в течение первых 12 недель хотя бы немного прибавляли в весе.

В духе поговорки «всегда может быть хуже» жена продавца за первый триместр похудела на девять килограммов. У нее была Hyperemesis gravidarum, или гиперемезис беременных. Hyper означает «чрезмерный», как чрезмерно занятой гиперактивный ребенок или Чубакка, запускающий гипердвигатель на космическом корабле, чтобы летать чрезмерно быстро. Emesis – это «рвота». Эметики (рвотные препараты) вызывают рвоту. Gravidarum означает «во время беременности». Биологи обычно используют термин gravid, «беременная», для немлекопитающих животных, таких как змеи или пауки, когда те вынашивают оплодотворенные яйца в брюшной полости. Это один из редких случаев, когда можно встретить этот термин применительно к людям. Таким образом, Hyperemesis gravidarum – это причудливый способ сказать, что у кого-то во время беременности была чрезмерная рвота. Напоминаю, что жена продавца автомобилей потеряла девять килограммов веса за первый триместр. Я поехал домой (в той же старой развалюхе), поблагодарив свою счастливую звезду за то, что мы с Джули смогли продержаться на овсянке.

Жене удалось избежать диагноза Hyperemesis gravidarum, но во втором триместре беременность у нее протекала ненамного легче. Ее по-прежнему тошнило круглые сутки (термин «утренняя» применительно к тошноте при беременности по преимуществу вводит в заблуждение). Мы перешли от пресной овсянки к пресным буррито с фасолью пинто в качестве предпочтительной еды. У Джули не было никаких классических пристрастий, которые, как вы могли слышать, сопровождают беременность: она никогда не отправляла меня ночью покупать соленые огурцы, шоколад или соленые огурцы в шоколаде. Однако испытывала сильное отвращение к еде.

Организм Джули полностью отвергал мясо, а чеснок стал для нее врагом номер один. Ее отвращение к чесноку было настолько сильным, что я старался избегать употребления чесночных продуктов, опасаясь, что она побежит в ванную. Иногда я ошибался и съедал на обед пикантный гамбургер или спагетти. По прибытии домой обоняние Джули чувствовало, что я нарушил античесночную клятву. Отвращение к этому овощу не исчезло полностью, пока Элли не исполнилось два или три года, после чего мы смогли вернуться к приготовлению такой же пищи, как до беременности, хотя и с гораздо бо́льшим количеством макарон и сыра в меню.

Утренняя тошнота продолжалась у Джули до начала третьего триместра. Затем этот дискомфорт просто сменился стандартными «радостями» поздней беременности, включая изжогу, боли в спине и бессонницу. Одним словом, как и для многих женщин, весь путь определенно не был усыпан розами. Наблюдая за всеми этими страданиями в первом ряду, я задумался, почему эта троица – беременность, роды и кормление грудью – такой дурдом для людей. Похоже, для других животных это намного менее серьезная проблема. Смотря на то, как через весь процесс проходит любимый человек, понимаешь, какая это невероятная жертва для женщины. Все, что вы можете делать как мужчина, это проявлять как можно больше сочувствия, готовить бесчисленные тарелки овсянки и не забывать любой ценой избегать картофеля фри с чесноком.

ТОШНОТА И РВОТА БЕРЕМЕННЫХ

Между приступами рвоты я осторожно пытался напомнить Джули, что ее утреннее недомогание или тошнота и рвота являются признаком здоровой беременности. Я узнал об этом из статьи, опубликованной моим другом, когда мы учились в аспирантуре. Сэм Флаксман и его научный руководитель Пол Шерман собрали данные из множества исследований, подтверждающих идею рвоты беременных как механизма защиты матери и ребенка в особенно чувствительный период ранней беременности.

Опираясь на работу Марджи Профет[209] (автора, с которым мы впервые познакомились в главе о менструации) и других исследователей, Шерман и Флаксман представили убедительные аргументы в пользу гипотезы защиты матери и эмбриона. В своей статье в журнале American Scientist они утверждали, что рвота у беременных «защищает развивающийся эмбрион от тератогенов, а также оберегает мать и ее эмбрион от микроорганизмов пищевого происхождения»[210]. Первым доказательством в поддержку этой гипотезы стало то, что симптомы рвоты и часто сопровождающее ее отвращение к пище, как правило, наиболее распространены на стадии беременности, когда эмбрион больше всего восприимчив к ошибкам развития. Первый триместр – это период быстрого деления клеток, когда закладываются анатомические и физиологические основы всех базовых систем организма. Это наиболее критический период беременности для организма женщины в плане защиты эмбриона от потенциально вредных химических веществ и микроорганизмов.

Распространенным путем проникновения в организм потенциально опасных патогенов является их поступление вместе с потребляемым мясом – оно обеспечивает идеальную среду для бактерий. Вот почему лучше и безопаснее всего есть свежее мясо, при этом готовя его перед употреблением. Беременность перестраивает терпимость женщины к тому, что ее тело считает свежим. Отвращение к мясу является наиболее распространенным типом отвращения, которое испытывают беременные женщины, и оно сильнее всего проявляется в первом триместре[211].

Данные, касающиеся исходов беременности, представляют собой наиболее убедительные доказательства того, что рвота беременных – это скорее позитивное поведение (а не болезнь). У женщин, страдающих рвотой беременных, вероятность выкидышей меньше, чем у тех, у кого такие симптомы отсутствуют[212]. Гипотеза о защите матери и эмбриона предполагает, что рвота беременных является признаком того, что организм беременной делает все возможное, чтобы уберечь развивающийся эмбрион или плод от потенциально разрушительных химических веществ и микроорганизмов.

Рвота – признак полной боевой готовности организма. Возникающая во время беременности, рвота может быть чрезмерной реакцией, но это неотъемлемая часть максимальной осторожности. Скажем, например, вы живете в глуши, и в последнее время по вашему лесу бродит пума (которую еще называют горным львом или кугуаром), охотясь на кошек и собак, а иногда и на маленьких детей. Вы сидите на крыльце с винтовкой в руке, высматривая хищника и защищая свою семью. Каждый раз, когда вы слышите звук сломанной ветки или видите что-то краем глаза, вы делаете предупредительный выстрел. Такое поведение может быть нерациональным, но, возможно, именно так вы отреагировали бы на кровожадную пуму, бродящую по вашей территории. Вы можете убить при этом одного-двух невинных грызунов, но лучше пристрелить несчастную белочку, чем потерять бдительность и пропустить во двор хищника.

Иммунная система взрослых достаточно сильна, нам не нужно постоянно проявлять повышенную бдительность в отношении бактерий. Если некоторое их число проберется вместе с плохо приготовленным куском мяса, от них можно отбиться без особых хлопот. В редких случаях иммунная система перегружается, тогда мозг и кишечник вступают в дело и извергают еду обратно. Но по большей части даже при обычном уровне активности иммунная система блестяще справляется со зловредными захватчиками.

Однако у эмбриона еще нет функционирующей иммунной системы. За его защиту отвечает мать, поэтому ей приходится приводить свою систему в полную боевую готовность. Возможно, она сможет пережить бактериальную инфекцию, но маловероятно, что развивающийся ребенок перенесет ее невредимым. Поэтому будущая мама перенастраивает свою систему безопасности на экстремальный уровень наблюдения и сидит на крыльце в кресле-качалке с винтовкой наготове.

Гипотеза защиты матери и эмбриона позволяет сделать еще один важный прогноз относительно рвоты беременных. Ее наличие должно варьироваться в глобальном масштабе в зависимости от вероятности употребления зараженной пищи. Если пум вокруг практически нет, то домовладельцам не стоит так осторожничать. Вероятность заражения бактериями через пищу значительно меняется, смотря в каком месте планеты вы находитесь. Некоторые культуры потребляют значительно больше мяса и, следовательно, больше зараженного, чем другие. Шерман и Флаксман представили доказательства, что рвота беременных гораздо чаще встречается в культурах с рационом, богатым мясом. В их исследовании упоминались даже несколько обществ, где не было зарегистрировано рвоты беременных. Люди, живущие в этих местах, в качестве основного продукта питания «значительно реже употребляли мясо и значительно чаще – только растения»[213].

Помимо мяса в исследовании отмечены и другие продукты питания, богатые активными фитохимическими веществами, включая овощи, кофе и чай. На публикацию работ подобного рода люди, естественно, склонны реагировать слишком остро, а некоторые вообще приходят к выводу, что мясо и овощи опасны для развития человеческого потомства. Такая чрезмерная реакция рискованна и ошибочна. Мясо и овощи являются здоровой частью пренатальной диеты, если беременная женщина способна их переносить. В наши дни современная обработка и охлаждение сводят к минимуму вероятность бактериального заражения, а многие часто употребляемые в пищу овощи прошли поколения искусственного отбора, что сводит к минимуму содержание в них активных фитохимических соединений.

Однако физиологическая память прочна. Эволюционное стремление защитить развивающийся эмбрион остается сильным, даже несмотря на то, что технологии отбили натиск традиционных врагов. И хотя риск употребления зараженной пищи находится на историческом минимуме, мы пока еще не живем в мире, свободном от болезней пищевого происхождения. Люди до сих пор страдают от пищевых отравлений. Любой, кто пережил суточную желудочно-кишечную инфекцию, знает, насколько ужасным может быть этот опыт. Беременной женщине особенно важно избегать опасных бактериальных инфекций, а рвота беременных является естественным механизмом их предотвращения. Результат – мягкая пренатальная диета и месяцы дурноты на «американских горках» беременности. Однако, несмотря на все это, дополнительная защита стоит того, потому что женщина, страдающая рвотой беременных, обычно доходит до конца пути со здоровым ребенком в качестве награды за все свои мучения.

МИЛЛИОН МАТЕРЕЙ

Давайте не будем забегать вперед. К рождению ребенка мы еще не готовы. Есть и другие, еще более серьезные, повороты и ухабы на пути беременности. Многие связанные с ней сложности имеют отношение к ранее обсуждавшейся проблеме глубокого внедрения человеческого плода в матку. Он внедряется агрессивно не для того, чтобы просто прижаться и устроиться поудобнее, – он проникает до кровеносных сосудов матери, чтобы контролировать ее физиологию. Плод подсознательно играет роль кукловода, выделяя манипулятивные гормоны и пытаясь заставить мать действовать исключительно в интересах еще не родившегося ребенка.

Одной из наиболее распространенных проблем беременных является гестационный диабет (или диабет беременных), которым страдают более 10 % беременных женщин. Все типы диабета связаны с нарушениями уровня сахара в крови, и беременность оказывает огромное давление на мать, которая должна доставлять необходимое количество энергии для развития плода, сохраняя при этом достаточный запас для своих собственных клеток. Дело в том, что плод может использовать любую «украденную» им энергию с пользой для себя. Ставить под угрозу жизнь матери, воруя слишком много, контрпродуктивно, но плод часто оттягивает столько, что мать круглые сутки чувствует себя изнуренной.

Плод осуществляет свою манипуляцию через плаценту и выработку гормонов, противодействующих действию инсулина. Инсулин – это гормон, позволяющий клеткам поглощать сахар из крови. Без инсулина сахар просто циркулирует в крови, бесполезный для клеток, зависящих от него как источника энергии. Поскольку инсулин во время беременности становится менее эффективным, в крови матери остается больше сахара, а это означает, что плоду доступно большее его количество. Плацента не формируется полностью примерно до 12-й недели беременности. Это объясняет, почему ранний эмбрион не способен манипулировать уровнем сахара в крови матери в той же степени, в какой это возможно на более поздних стадиях беременности.

Подобно рвоте беременных, диабет беременных демонстрирует некоторые интересные географические тенденции. Отличный способ определить, на какое место в спектре «наследственность – воспитание» попадает гестационный диабет, – это поработать с этнически смешанной популяцией. Лучше всего проводить такие исследования в местах, где люди живут одинаково, но все происходят из разных, этнически различающихся групп населения. Такие места, как Лондон, Париж, Гонконг, Торонто и Нью-Йорк, очень хорошо соответствуют этому описанию.

Группа исследователей изучила данные о беременности и родах в Нью-Йорке и собрала результаты, полученные более чем от миллиона женщин за девятилетний период[214]. До сих пор мы видели достаточно большие выборки в исследованиях на эту тему, но сбор данных от миллиона женщин заслуживает похвалы. Авторы этого исследования обнаружили, что этническая принадлежность играет заметную роль в определении вероятности развития у беременной женщины гестационного диабета.

Все зависит от того, сколько углеводов употребляли ваши предки. Древние европейцы примерно 10 000 лет назад перешли от образа жизни охотников-собирателей к зерновому сельскому хозяйству и диете, насыщенной зернами с высоким содержанием углеводов, такими как пшеница. Вскоре после этого, около 8000 лет назад, они начали потреблять богатое сахаром молоко домашних животных. Женщины юга Центральной Азии, напротив, в древности употребляли продукты с более умеренным содержанием углеводов, такие как рыба и необработанный рис[215].

Результаты исследования показывают, что риск развития гестационного диабета обратно пропорционален историческому доступу к углеводам. Только у 3,6 % участвовавших в исследовании женщин европейского происхождения развился гестационный диабет. Для сравнения, это заболевание наблюдалось у 14,3 % женщин, происходящих из южной части Центральной Азии.

Легче всего можно понять эти тенденции, примерив на себя роль Дарвина и проанализировав цифры в контексте естественного отбора. В современном мире женщине с гестационным диабетом чаще требуется кесарево сечение. Передача сахара и энергии плоду приводит к тому, что ребенок становится крупнее, и, естественно, ему труднее родиться. Женщины с гестационным диабетом также чаще страдают от других осложнений, связанных с беременностью и родами, включая преэклампсию (о которой поговорим в следующем параграфе) и повышенный риск разрывов и кровотечений при родах[216].

Европейские женщины защищены историей своей популяции. Переведите время на несколько тысяч лет назад, и любая европейская женщина, склонная к гестационному диабету, оказалась бы в беде. Без доступа к современной медицинской помощи и на богатой углеводами диете многие из них умерли бы во время беременности или родов от осложнений, связанных с гестационным диабетом. Гены, предрасполагающие женщин к этому заболеванию, были устранены из популяции, поэтому у современных женщин европейского происхождения они встречаются реже.

Исторически условия для женщин в южной части Центральной Азии не были таковыми. Женщина не употребляла так много углеводов, и это привело к отбору генов, повышавших уровень сахара в крови во время беременности, поскольку таким образом передавалась необходимая энергия развивающемуся плоду. Так как предыстория ее предков отличалась от предыстории европейцев, современная женщина с корнями с юга Центральной Азии, вероятно, обладает генами, предрасполагающими ее к гестационному повышению уровня сахара в крови.

Переведем время обратно, на несколько тысяч лет вперед, когда каждый житель Нью-Йорка имеет доступ к более чем достаточному количеству сахара. При каждом перекусе или приеме пищи доступны целые ведра сахара. Так обращаться с беременным организмом не следует, но, учитывая современную диету большинства людей, по всей вероятности, беременная жительница Нью-Йорка каждый день выпивает газировку или сладкий кофейный напиток, многие из которых содержат больше рекомендованной дневной нормы сахара.

Употребление чрезмерного количества сахара потенциально опасно для всех беременных женщин. Однако беременной американке европейского происхождения такое поведение с большей вероятностью сойдет с рук из-за сильного отбора против гестационного диабета в ее историческом прошлом. Беременная американка с корнями из Бангладеш подпадает под развитие гестационного диабета из-за сильного отбора генов в прошлом, повышающих уровень сахара в крови. У 21,2 % женщин бангладешского происхождения, участвовавших в исследовании, развился гестационный диабет. Даже если американки бангладешского происхождения во время беременности пьют только воду и капустный смузи, у них все равно может развиться это заболевание из-за неудачной эволюционной истории. Никто не может убежать от своего прошлого.

ДЕЛИКАТНЫЙ БАЛАНС

Очевидно, что развивающийся человеческий плод требует очень много энергии. Основная причина этого – питание и рост большого человеческого мозга. К третьему триместру, когда мозг резко начинает расти с каждым днем, около 60 % энергии, получаемой ребенком от матери, направляется именно в этот орган[217][218]. 60 % – это абсурдно высокое значение, поскольку большинство других млекопитающих тратят около 20 % своего питания на развитие мозга.

Развивающийся плод нуждается не только в сахаре, но и в большом количестве кислорода. Без кислорода организм не может раскрыть весь энергетический потенциал сахара. Вот почему в нашем организме заканчивается энергия, когда мы испытываем дефицит кислорода (например, когда энергично тренируемся), и вот почему возникают проблемы, если организм лишен кислорода (например, когда кто-то тонет).

Человеческому плоду требуется исключительно большое количество сахара и кислорода, поскольку он пытается вырастить массивный мозг. Материнская кровь несет оба этих компонента (сахар и кислород), плод реализует тактику вторжения, чтобы быть уверенным, что получает то, что ему нужно. Во-первых, как уже обсуждалось, плодная часть плаценты агрессивно вторгается в материнские ткани. Она зарывается гораздо глубже, чем у других млекопитающих. Нерожденный щенок может получать от матери необходимое ему питание, не укореняясь до такой степени, что это практически убивает мать. Единственный способ, которым человеческий плод может получить достаточно сахара и кислорода, это действовать на пределе высокоинвазивной плацентации.

В заключительном акте агрессивных и эгоистичных манипуляций плод часто вызывает скачок кровяного давления у матери. Делая это, плод увеличивает количество питательных веществ, которые он может от нее получить. Небольшое увеличение – это обычное, не особо опасное явление. Кроме всего прочего, у матери значительно увеличен объем крови (во время беременности он может возрастать на целых 50 %), и давление должно быть достаточным, чтобы поддерживать рост нового организма в матке. Однако существует тонкий баланс между небольшим и опасным повышением артериального давления. Нередко баланс нарушается. Если чаша весов склоняется слишком сильно, кровяное давление матери поднимается до предельного уровня и создается состояние преэклампсии.

Такое происходит только у людей. Что именно ее запускает (помимо новой жизни внутри женщины), до сих пор остается загадкой. Преэклампсия встречается у 10 % беременных женщин и в наиболее серьезных случаях прогрессирует до состояния, когда органы начинают отключаться, в результате чего жизни матери и ребенка висят на волоске. Это серьезная причина перинатальной смертности в разных культурах и этнических группах[219], а также ведущая причина осложнений беременности в развитых странах[220].

БОЛЬ ДЛЯ ВСЕХ

Вдобавок к потенциально смертельным состояниям, таким как гестационный диабет и преэклампсия, существуют и другие, более распространенные боли во время беременности. Мы – двуногие животные, и беременные женщины вынашивают детей в телах, созданных по преимуществу для жизни на четвереньках. Тело прекрасно приспособлено для жизни на двух ногах, но такое драматичное событие, как беременность, проливает яркий свет на недостатки прямоходящей жизни. Как уже говорилось в главе о болях в спине, во время беременности центр тяжести женщины смещается вперед. У прямоходящей беременной женщины фактически имеется два варианта: упасть или страдать от болей в спине. Спина берет на себя ответственность за противодействие смещению центра тяжести. Позвоночник беременной принимает еще более искривленною форму, что, естественно, приводит к значительному сдвигу и боли. В период беременности боль становится все сильнее и сильнее, потому что маленький «шар для боулинга» продолжает расти, расти и расти.

Рост плода может прибавить еще одну часто упоминаемую жалобу беременных – изжогу. Увеличение размера человеческого плода во время беременности оказывает повышенное давление на желудок и, в частности, на нижний пищеводный сфинктер (или НПС), находящийся между желудком и пищеводом. Задача НПС – удерживать кислое содержимое желудка внутри желудка и вне пищевода. Изжога возникает, когда некоторое количество кислоты из желудка проходит через ослабленный сфинктер и попадает в пищевод.

Этиология изжоги при беременности продолжает оставаться загадкой, но, похоже, многие сходятся во мнении, что значительную роль здесь играет повышение уровней эстрогена и прогестерона. Во время беременности резко возрастают уровни обоих этих гормонов. Концентрация эстрогена повышается во время беременности в 30 раз по сравнению с обычным количеством, циркулирующим в организме небеременной женщины. В тридцать раз! Невероятно, что женщины могут выдерживать такой резкий сдвиг в своей физиологии и продолжать заниматься повседневными делами. Понадобилось бы гораздо больше тюрем, если бы аналогичное гормональное изменение происходило у мужчин и уровень тестостерона у них увеличивался бы в 30 раз на несколько месяцев.

Существует еще одно случайное доказательство связи между изжогой у беременных и повышенным уровнем гормонов. Помимо других разнообразных ролей, стероидные гормоны, включая эстроген, модулируют рост волос. Старинные бабушкины сказки о беременности повествуют о том, что у женщин, страдающих изжогой, новорожденные, скорее всего, будут с густой шевелюрой. В отличие от многих других бабушкиных сказок о беременных (например, длинного списка нелепых историй о предсказании пола ребенка, которые верны в 50 % случаев), эта, как выяснилось, может иметь под собой почву. Исследователи наблюдали за женщинами на протяжении всей беременности и отслеживали степень изжоги, а также то, насколько их дети при рождении были покрыты волосами[221]. Оказалось, что у большинства женщин в исследовании с умеренной и тяжелой изжогой рождались младенцы с волосами, а у большинства женщин без изжоги рождались лысые вундеркинды.

Нижний пищеводный сфинктер уже и так находится в ослабленном состоянии, подверженном несчастным случаям, из-за высокого уровня гормонов во время беременности, а тут еще и «арбуз» в животе вот-вот поспеет. Это верный путь к неприятностям, и большинство женщин испытывают изжогу в дополнение к множеству других симптомов беременности. Однако есть и свет в конце изжогового туннеля. У большинства женщин это состояние прекращается, как только на свет появляется ребенок, брыкающийся и кричащий.

БОЛЬ-ЧЕМПИОН

Все боли и страдания беременности – всего лишь преамбула к наибольшему кошмару, связанному с воспроизводством человека – родами. Люди обычно определяют боль деторождения, сравнивая ее по уровню страдания с пережитыми ими другими болезненными состояниями, наподобие сложных переломов, камней в почках или удаления зубного нерва без анестезии. Роды – это золотой стандарт боли. Это Эверест боли. Это чемпион боли. Они устанавливают планку для всех других типов боли, регулярно испытываемых людьми[222].

У других животных такого нет. Отел, окот (и другие причудливые иносказания) почти у всех млекопитающих представляет собой гораздо менее затруднительный процесс. Большинство из млекопитающих, в том числе и другие человекообразные обезьяны, рожают пару часов, выталкивают детеныша, несколько раз облизывают его, и на этом все. Роды у людей длятся намного дольше. В исследовании, в котором приняли участие более 1600 женщин из стран Северной Европы, отслеживали продолжительность родов, и оно показало, что роды длятся в среднем 14 часов для первородящих женщин и 7,25 часа для матерей, рожающих как минимум во второй раз[223].

Процесс родов у людей не только долгий и трудный, но и весьма опасный. Примерно до 1935 года вероятность умереть во время родов составляла около 1 %. Большинство женщин имели более одного ребенка. Рождение двух детей означало двухпроцентную вероятность умереть во время родов, рождение пятерых – пятипроцентную. Можно с легкостью накинуть еще процент. Исторически сложилось так, что во время родов умирало невероятное число женщин.

Два наиболее значительных риска во время родов – это сильное кровотечение и инфекция. Помните, я упоминал ранее, что во время беременности объем крови у женщины может увеличиться на 50 %? Одной из причин этого является поддержка растущего плода. Другая причина заключается в том, что организм может пережить огромную кровопотерю во время родов. Среднее количество крови, теряемое при вагинальных родах, составляет 500 миллилитров, а кесарево сечение обычно приводит к потере примерно одного литра. Это целая лужа крови, потерянной во время родов.

Даже если женщине удастся пережить невероятную потерю крови, до полной безопасности еще далеко. Риск смерти матери во время родов впервые значительно снизился в XX веке с появлением антибиотиков. Врачи наконец смогли контролировать типы инфекций, которые были обычным явлением после уникально травмирующего процесса рождения человека. Сейчас, спустя почти 100 лет после открытия антибиотиков, во многих частях земного шара все еще нет свободного доступа к современной медицине. Во многих частях планеты женщины по-прежнему умирают во время родов с частотой, близкой к историческим цифрам.

Еще один аспект смертности, связанной с беременностью, заключается в следующем: по не до конца понятным причинам эта проблема затрагивает определенные этнические группы сильнее, чем другие. По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США, чернокожие женщины и женщины из коренных американцев в два-три раза чаще умирают во время родов, чем белые женщины[224].

Роды, несомненно, являются тяжелым испытанием для человека. Даже при наличии антибиотиков и гораздо более продвинутой акушерской помощи сотни тысяч женщин по-прежнему умирают каждый год от осложнений, связанных с родами. У выживших женщин это событие часто навсегда меняет анатомию таза. Симптомы классифицируются общим термином «расстройства тазового дна» и, как описано в статье в журнале Current Opinion in Obstetrics & Gynecology, включают «стрессовое недержание мочи, гиперактивный мочевой пузырь, пролапс тазовых органов и недержание кала»[225]. Почти каждая четвертая женщина в США страдает от того или иного типа дисфункции тазового дна, а в некоторых отчетах указывается, что их глобальная распространенность достигает 46 %[226][227][228]. Учитывая это поразительное число, такая проблема представляется одной из самых игнорируемых в современной медицине. Это темы, на которые ни у кого не хватает смелости говорить с будущими матерями.

Как мы вообще дошли до такого положения? Почему женщинам приходится буквально рисковать своей жизнью, чтобы привнести в мир новую? Почему человеческое рождение настолько сложно и проблематично?

СМАЖЬТЕ РЕБЕНКА

Все начинается с головы. Широкие плечи – тоже проблема, но им не уделяется столько внимания, сколько нашим большим головам. Существует множество гипотез и споров о происхождении трудностей человеческих родов. Бо́льшая их часть сводится к одному совершенно неопровержимому факту: у людей гигантский мозг, заключенный в большой череп. Родить такую крупную голову – не слишком большое удовольствие. Это было самой большой проблемой появления на свет нашей дочери Элли.

Родовые схватки у Джули начались в воскресенье в 10 часов вечера. В это время мы смотрели телевизор, и Джули перебралась с дивана на гимнастический мяч, чтобы справиться с некоторым дискомфортом ранних схваток. Те происходили с интервалом примерно в 10 минут, и мы решили, что проведем несколько часов дома, прежде чем отправиться в больницу.

Любой, кто обдумывал план родов, знает, что существует бесчисленное множество различных родовых методов, стратегий и техник. С одной стороны, есть женщины, рожающие дома в теплых ваннах с водой. Сиделки держат их за руки, а из динамиков льются песни из плейлистов для спокойных родов. На другом конце спектра находятся женщины, у которых за несколько месяцев вперед запланировано кесарево сечение. По прибытии в больницу им делают эпидуральную анестезию, и все идет по графику. Мы стремились к чему-то между этими двумя крайностями и решили, что Джули будет рожать в больнице, но вместо акушера-гинеколога мы воспользуемся услугами акушерки-медсестры. Если Джули понадобится операция, врач будет готов прибыть по вызову, но план заключался в том, что всем будут руководить Джули и акушерка. Моя роль состояла в выполнении важной работы – ходить взад и вперед.

Мы выбрали нашу акушерку в основном из-за желания избежать кесарева сечения. В Соединенных Штатах резко подскочило число подобных родов: сейчас 31,9 % детей рождаются с помощью кесарева сечения[229]. В то же время наша акушерка приняла 250 детей, и только четыре раза роды закончились кесаревым сечением. Нам этот коэффициент понравился гораздо больше.

В последние годы накопилось много данных об иммунологических преимуществах вагинальных родов. Если дети рождаются естественным путем, они получают хорошее покрытие и иммунизацию маминой бактериальной флорой во время прохождения через узкие родовые пути. Их иммунная система развивается по-иному (особенно в первые годы жизни), и многочисленные исследования показали, что дети, рожденные естественным способом, реже заболевают астмой, аллергией и некоторыми аутоиммунными заболеваниями, такими как целиакия и диабет первого типа[230].

Акушер-гинеколог может даже смазать появившегося на свет с помощью кесарева сечения новорожденного слизью из влагалища матери, пытаясь имитировать процесс вагинальных родов[231]. Получается не так хорошо, как при естественных родах, но это лучше, чем ничего. Если ребенок не получает запас естественных бактерий человеческого организма на выходе, первые бактерии, с которыми столкнется его организм, будут те, что находятся в больнице. Тогда формироваться его иммунной системе станет сложнее.

ДВА ЧАСА ПРОТИВ ДВУХ ДНЕЙ

Я не могу вспомнить все подробности предродовых визитов к нашей акушерке, но помню, как задал ей один конкретный вопрос. Я хотел узнать, когда после начала родов нам следует отправляться в больницу. Акушерка ответила, что пора садиться в машину, если произошло одно из двух событий: у Джули отошли воды или были продолжительные схватки с интервалом менее пяти минут. В то время это казалось простыми инструкциями, которым мы без труда сможем следовать.

Мы увлеченно смотрели сериал «Игра престолов», когда Джули ощутила первые схватки. Мы решили, что посмотрим еще пару серий, а потом поедем в больницу. Наверное, нам следовало выбрать для просмотра что-то более умиротворяющее. Жестокость и огнедышащие драконы, возможно, были не лучшими образами, задающими тон деторождению.

Как оказалось, мы могли бы просмотреть дома еще несколько сезонов сериала. 19 часов спустя воды у Джули не отошли, а схватки у нее происходили… с интервалом в 10 минут. Они становились все более болезненными, и это было единственным признаком прогресса, которого мы, казалось, добивались. Мы позвонили нашей акушерке, и она пригласила нас встретиться с ней в больнице, чтобы проверить состояние Джули. Там мы узнали, что шейка матки моей жены расширилась на целых три сантиметра. Три сантиметра вполне сгодились бы для рождения шимпанзе, но Джули не пыталась родить шимпанзе. Мозг этого примата составляет лишь одну треть от размера мозга человека, а шейка матки матери-шимпанзе должна расширяться немного больше, чем на три сантиметра. Любая рожавшая женщина знает, что шейка матки должна расшириться до 10 сантиметров, прежде чем придет время родить ребенка.

Прошла еще одна ночь, и к утру матка Джули добралась до значения 6 сантиметров, а к полудню наконец дошла до 10. Еще несколько часов усилий, и наше драгоценное маленькое счастье было почти готово выйти наружу. Головка уже стала видна и с каждым циклом потуг приближалась к тому, чтобы пройти отверстие, но затем ее втягивало обратно до следующего раунда схваток. Примерно тогда, когда кесарево сечение казалось неизбежным, головка малышки наконец прошла через влагалищное отверстие. После всех трудов по освобождению головы остальная ее часть выскользнула, как будто ничего и не было. Никогда в жизни я не чувствовал большего облегчения.

Элли не была крупным ребенком. При рождении ее вес составлял 3 килограмма, а рост – 48 сантиметров. Оба значения немного ниже среднего, но вполне в пределах нормы. Однако у дочери была довольно большая голова. Она вышла без кесарева сечения только потому, что наша акушерка оставалась с нами 24 часа, и потому, что Джули – настоящий, весьма упорный воин. Большинство других приматов рожают за два часа. Джули рожала почти два дня.

ОДНА ТЕСНАЯ ПЕЩЕРА

Пытаясь понять, почему человеческое рождение дается так тяжело, я пришел мыслями к спелеологии. Я отнюдь не опытный спелеолог, но несколько раз бывал в пещерах и знаю, что при продвижении по подземным туннелям может стать ужасно тесно. По сути, лишь два фактора определяют, насколько тесными и клаустрофобными будут условия движения в пещере. Во-первых, это фигура спелеолога. Очевидно, что маленькому человеку будет легче перемещаться по узким пространствам. С этой точки зрения на роды человеческий ребенок просто слишком велик для пещеры.

Второй фактор – это форма пещеры. Не имеет значения, насколько спелеолог крупный, лишь бы в пещере было достаточно места. Родовые пути человека представляют собой чрезвычайно тесную пещеру. Матери, рожающие детей с большой головой или широкими плечами или, не дай бог, с тем и другим одновременно, сталкиваются с ужасно неприятным опытом.

Форму пещеры диктует форма таза. Помимо обеспечения прохода для рождения, таз также служит местом прикрепления и опорной точкой для костей и мышц, способствующих передвижению. Когда предки человека стали двуногими, форма таза постепенно изменилась, что располагало к прямохождению. До этого серьезного изменения весь вес внутренних органов выдерживала мышечная брюшная стенка. Однако в положении на двух ногах функцию поддержки органов брюшной полости взял на себя таз. Как следствие, со временем он приобрел более чашеобразную форму, которая изменила характер входа в него (то есть начало родовых путей) и сделала родовые пути более узкими по сравнению с путями четвероногих.

Даже не видя изгибов и поворотов внутреннего прохода, просто взглянув на скелет, можно увидеть, как роды оказали значительное давление на форму женского тела. Угол между двумя бедренными костями, называемый подлобковым углом, у женщин значительно шире, чем у мужчин. Разницу легко увидеть, если в вашем распоряжении есть скелеты обоих полов.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что роды у предков человека были трудными на протяжении как минимум нескольких миллионов лет. Исследовательская группа под руководством Джереми Десилвы (палеоантрополога, с которым мы впервые познакомились в главе о стопах) реконструировала процесс родов, используя ископаемые останки Australopithecus afarensis (вид Люси), и обнаружила, что у новых двуногих видов с чашеобразным тазом и широкими плечами прилегание родовых путей и плода, вероятно, было плотным еще до того, как мозг разросся до его современного размера[232].

Позднее резкое увеличение размера мозга должно было усугубить ситуацию. Современный образ жизни «подсластил» пилюлю родовых мучений. Многим беременным женщинам теперь доступен рацион с гораздо бо́льшим количеством калорий, чем когда-либо в истории человечества. Следовательно, эгоистичные плоды способны перенаправить себе больше калорий, чем когда-либо прежде. Калории превращаются в килограммы, и современные женщины получают право радостно похвастаться тем, что родили самых крупных детей в истории человечества. Иногда дети вырастают настолько большими, что не могут выйти наружу вагинально, что по крайней мере частично объясняет рост частоты кесарева сечения. Остальная часть объяснения, вероятно, связана с графиками дежурства врачей, но это совсем другая история.

Роды у человека, несомненно, являются тяжелым испытанием, но в животном мире есть по крайней мере один еще худший пример. Мы все-таки смогли заключить более выгодную сделку, чем пятнистые гиены – их репродуктивная анатомия развивалась в совершенно мучительном направлении для самок. У гиен сильно увеличены клиторы (иногда называемые псевдопенисами), через которые они рожают. Вы все правильно прочитали, у них нет наружных влагалищных отверстий. Милый детеныш гиены выходит наружу через отверстие в клиторе матери. При этом происходит большое количество разрывов, и нередко матери, рожающие впервые, умирают. Так что да, всегда может быть хуже.

ВЕЧЕРИНКА ПО СЛУЧАЮ РОДОВ

Как говорится, страдание любит компанию, а в родах у человека столько страдания, что присутствие компании стало нормальной частью этого процесса. Вспоминая рождение Элли, помимо меня и Джули в комнате находились несколько медсестер и наша акушерка. Такая социализация человеческих родов характерна не только для родильных отделений. Даже в тех культурах, где роды происходят вдали от стерилизованных больничных палат, будущие матери повсеместно получают помощь от членов семьи и друзей.

Рождение ребенка стало групповым событием не без основания. Человеческие младенцы совершают поворот при прохождении через родовые пути. В результате дети обычно имеют переднее затылочное предлежание, то есть при изгнании они вылезают вперед головой и смотрят на спину матери[233]. «Изгнание» – забавное выражение, но это слово часто используется в литературе для описания такого момента. Для меня слово «изгнание» звучит так, будто после родов младенца выставят за дверь.

Этот неловкий способ войти в мир имеет множество немедленных последствий. Из-за подобного положения ребенка матери трудно поддерживать новорожденного во время родов. Ей придется согнуться под небезопасным углом как для нее, так и для малыша, чтобы справиться, например, с запутыванием пуповины или чтобы помочь ребенку очистить дыхательные пути. Поэтому полезно иметь рядом близких людей или нескольких хорошо обученных специалистов, способных оказать помощь.

До недавнего времени ученые считали, что переднее затылочное предлежание является уникальной человеческой чертой. Но, как это часто оказывается с чертами, которые считаются особенными для людей, мы просто не были свидетелями процесса рождения у достаточного количества других животных. В ходе тщательных наблюдений за рождением шимпанзе в неволе мы узнали, что они появляются на свет тем же повернутым образом, что и люди[234].

Совсем свежие данные, опубликованные в журнале Evolution and Human Behavior, показывают, что наличие помощников при рождении может не быть уникальной особенностью для человека. При наблюдениях за содержащимися в неволе бонобо (похожими на очень дружелюбных шимпанзе) было замечено, что самки присутствовали при родах и даже помогали во время «фазы изгнания»[235]. Хотя присутствие помощников у бонобо не является обязательным (другие наблюдения показали, что эти приматы вполне способны рожать самостоятельно), они общительны и, по-видимому, ценят компанию во время волнительного события, как и люди.

Сходства между рождением бонобо и человека расходятся, когда дело касается отношения к плаценте. Мы попросили больницу сохранить плаценту после родов, принесли ее домой и закопали под кизилом, посаженным по случаю рождения Элли.

Я понимаю, что такое празднование появления новой жизни может показаться кому-то слишком сентиментальным или, возможно, слишком кровавым, зато мы не поедали вместе плаценту. О да, большинство млекопитающих празднуют рождение, поедая послед[236]. Самка бонобо из вышеупомянутого исследования поделилась им со своими помощницами, что, по моему мнению, было приятным жестом. Плацентофагия набирает обороты и в некоторых человеческих сообществах. Дебаты о плюсах и минусах поедания плаценты оживленно обсуждаются в Интернете. Пожалуй, останусь от этого в стороне, мне правда не нужен рецепт плацентарных гамбургеров или лазаньи. Уверен, оба блюда лучше всего подавать со стаканом очень свежего теплого молока.

ВЯЛЫЙ И БЕСПОМОЩНЫЙ

Если бы вы могли заставить других приматов прокомментировать рождение человека, думаю, они бы сделали несколько замечаний о том, насколько этот процесс явно отличается от их собственного. Во-первых, любому лемуру, обезьяне или другому примату показалось бы смешным, что человеку требуется бо́льшая часть дня, чтобы вытолкнуть детеныша наружу. Уверен, они также были бы удивлены тем, что процесс сопровождается криками и травмами. Объяснение, лежащее в основе первых двух проблем, не требует умственного напряжения. Беременная женщина пытается пропустить большой предмет через очень маленький туннель, это отнюдь не просто и безболезненно. Рождение человека создает худшую из возможных ситуаций, в которых две самые уникальные особенности человека – прямохождение и огромный мозг – работают совместно, делая этот опыт болезненным и затруднительным.

Другие приматы, вероятно, обратят внимание, насколько беспомощны наши детеныши. Объяснение несамостоятельности человека в новорожденном состоянии связано с размером младенческого мозга по сравнению с его размером во взрослом состоянии. Мозг новорожденного ребенка составляет лишь 30 % от его размера у взрослого человека. Однако это не значит, что у новорожденных он маленький: фактически он самый крупный из мозгов всех человекообразных обезьян. Мозг относительно мал в сравнении с тем, каким большим станет со временем. Самки других приматов вынашивают детенышей в утробе до тех пор, пока их мозг не достигнет по крайней мере 40 % от окончательного размера. У некоторых приматов размер мозга новорожденного детеныша достигает 50 % от размера во взрослом состоянии. Дополнительные 10–20 % имеют существенное значение. В этом различие между приматом, рвущимся на свет, и другим приматом, выходящим вялым и беспомощным.

Альтрициальные (что означает «требующие ухода») детеныши животных – это те детеныши, у которых практически нет навыков. Более подвижных и зрелых детенышей называют прекоциальными, или зрелорождающимися. Эти два термина представляют собой не отдельные варианты, а, скорее, два конца спектра. Далеко на альтрициальном конце спектра находятся такие животные, как крысы и волки. Они рождаются глухими, слепыми и совершенно беспомощными при рождении. На другом, прекоциальном, конце собрались такие животные, как лошади и жирафы, начинающие бегать рысью вскоре после рождения.

Человеческих младенцев трудно разместить на этом графике. С одной стороны, у нас большой мозг, что позволяет предположить прекоциальную природу. С другой стороны, этот мозг относительно мал по сравнению с его возможным размером у взрослого человека, что делает нас довольно вялыми из-за ограниченного развития ко времени рождения[237]. Вместо того, чтобы зацикливаться на том, где мы находимся на альтрициально-прекоциальном графике, более уместным будет вопрос: почему человеческие младенцы рождаются с мозгом, которому еще предстоит так много расти?

Ответ заключается не только в том, что мы рожаем раньше, в сравнении с другими животными. На самом деле беременность у людей довольно длительна для животного нашего размера, но женщина рожает в тот момент, когда мозг у плода развит меньше по сравнению с мозгом других животных. Из-за чего? Почему бы не оставить булочку в духовке на подольше и не позволить мозгу достичь размеров, при которых новорожденный сможет быть более независимым при рождении? Такое ощущение, что булочке нужно подрумяниться еще немного. Словно мы вытаскиваем ее, пока она еще липкая снаружи и сырая внутри.

Очевидный и короткий ответ заключается в следующем: когда вы выращиваете мозг большого размера, ему придется выйти наружу раньше, чем в идеальных условиях. Но опять же, почему? Что является ограничивающим фактором?

HAM and EGG[238]

Акушерская дилемма – это объяснительная гипотеза, которая до недавнего времени доминировала в дискуссиях. Она предполагает, что существует компромиссное соотношение между энцефализацией (размером мозга) и передвижением на двух ногах. Широкие бедра облегчают роды, но ширина бедер может стать настолько значительной, что передвижение на двух ногах будет затруднено. По крайней мере, такова логика. Согласно акушерской дилемме, ребенок рождается недоразвитым, так как если бы он еще подрос внутри матери, то не смог бы выйти наружу.

Эту идею легко визуализировать и понять, по каким причинам она стала общепринятым объяснением как трудностей родов у человека, так и беспомощности новорожденных младенцев. Чего не хватало, так это убедительных доказательств в поддержку этой гипотезы. Иногда идея настолько ясна и незамысловата, что какое-то время ей позволяют существовать без достаточных доказательств. Кажется, что Земля должна быть центром Вселенной, и все так думают, пока кто-то не соберет доказательства, противоречащие исходной идее. Роды у человека исключительно болезненны, люди уникально двуноги, и это, должно быть, связано между собой – примерно таков был ход рассуждений.

Биологический антрополог из Университета Род-Айленда по имени Холли Дансуорт в последние годы активно занимается изучением акушерской дилеммы. Она сотрудничала с исследователями из Гарвардского университета и пришла к другой мысли. Данные из Гарварда показывают, что с биомеханической точки зрения более широкие бедра не снижают эффективности движений[239]. Иными словами, более широкий таз не делает женский шаг менее эффективным, чем мужской. На самом деле, как утверждает Дансуорт, природная изменчивость размеров таза достаточно велика. Поэтому, если бы ограничивающим фактором, определяющим размер плода, была форма таза, люди могли бы вынашивать свое потомство до тех пор, пока мозг плода не достигнет 40 % от его конечного размера во взрослом возрасте, подобно тому, как происходит у шимпанзе. Это потребовало бы увеличения входа в таз всего на три сантиметра, что вполне соответствует естественному разбросу значений, наблюдаемых у женщин.

Вместо того, чтобы рассматривать размеры таза как ограничивающий фактор, Дансуорт предлагает другое объяснение срокам рождения человека. Она утверждает, что ограничивающим фактором является материнский метаболизм. Максимальная скорость метаболизма, считающаяся устойчивой у людей, превышает базовую скорость метаболизма (BMR) примерно в 2–2,5 раза. Беременность повышает уровень метаболизма, как никакая другая продолжительная человеческая деятельность. Прошло шесть месяцев беременности, BMR женщины повышен уже почти в два раза, а остается еще три месяца.

Суть гипотезы Дансуорт заключается в том, что ребенок должен появиться на свет, как только мать больше не может поддерживать его метаболически. Как только он достигает точки, когда его потребности превосходят возможности беременной матери обеспечивать его, начинаются роды. У млекопитающих с относительно меньшим мозгом (то есть у всех других млекопитающих) этого не происходит, пока плод не вырастет до такой степени, что размер его мозга составит 40 % от размера мозга взрослой особи. И даже в этом случае у других млекопитающих есть достаточно места, чтобы родиться, поскольку их мозг меньше. Так как растущий человеческий мозг требует очень много энергии, матери достигают энергетического предела, когда размер мозга плода составляет всего 30 % от его взрослого размера. К этому моменту, поскольку мозг плода уже большой (даже если мал по сравнению с конечным размером), у женщин также расширяется и тазовый предел.

Дансуорт и ее группа назвали эту идею гипотезой энергетики беременности и роста (energetics-of-gestation-and-growth hypothesis, EGG). Холли хотела назвать ее гипотезой HAM[240]and EGG, но передумала. Эта новая гипотеза встречает некоторое сопротивление. Дансуорт не обвинили в ереси, как Галилея, но есть люди, все еще твердо приверженные первоначальным идеям гипотезы акушерской дилеммы. Они приводят такой аргумент: если ранние роды связаны с обменом веществ и энергетикой, то почему ребенок и родовые пути прилежат друг к другу настолько плотно?

Дансуорт представляет несколько толковых контраргументов против этого возражения. Во-первых, она отмечает следующее: хотя ширина таза является эволюционным признаком (о чем свидетельствуют межполовые различия в форме таза), разница в ней не определяет ее автоматически как признак, который диктует, когда должен родиться ребенок. В конце концов, большинство других приматов рожают задолго до того, как достигают тазового предела, а это значит, что и у других видов, вероятно, также играют роль и иные факторы. Дансуорт утверждает, что этими факторами являются обмен веществ и энергетика.

Во-вторых, вопреки тому, что прилегание, несомненно, плотное, а рождение человека – это многотрудный процесс, он все-таки происходит довольно успешно. В конце концов, нас по Земле бегает более семи миллиардов человек. Роды – это больно, однако трудности обычно не мешают женщинам родить.

И наконец, тот факт, что две анатомические особенности обеспечивают плотное прилегание, не означает автоматически, что одна из них является причиной другой. Дансуорт отмечает, что палец идеально помещается в ноздрю, но никто не станет утверждать, что это нечто большее, чем простое совпадение[241].

Обсуждение еще далеко от завершения. Сторонники акушерской дилеммы могут отступить и обнаружить другие особенности скелета или новые аспекты передвижения, которые вынудят найти компромисс между прямохождением и родами. До сих пор сторонники гипотезы энергетики беременности и роста приводили аргументы, связанные с двигательной эффективностью и экономичностью, но вполне возможно, что более широкие исследования, изучающие другие характеристики движения, такие как скорость и равновесие, прольют новый свет на этот разговор. Следите за обновлениями.

КРЕМ ДЛЯ СОСКОВ

После изнуряющей беременности и травмы родов наконец-то появился новый ребенок. Ура! Теперь давайте приложим малютку к соску! Готово, поехали… Ай! Черт возьми, неужто это так больно?!

Из всех переживаний по поводу беременности, родов и новорожденных грудное вскармливание застало меня врасплох больше всего, хотя я и не кормил грудью. Я видел, насколько тяжкой может быть беременность для некоторых женщин. Трудности родов тоже не секрет. Конечно, я не ожидал 43 часов таких трудностей. Однако болезненность грудного вскармливания стала для меня неожиданностью. В моих мыслях Элли собиралась прильнуть к груди и мирно попить, глядя в любящие карие глаза мамы своими любящими карими глазами. Когда она насыщалась, то вздыхала, возможно, мило отрыгивала раз-другой, а затем погружалась в сон.

Как оказалось, зачастую бывает больше брызг, трещин и плача, чем удовлетворенных взглядов, воркования и засыпания. У каждого нового родителя должен быть момент, когда он понимает, насколько изменилась его жизнь. Для меня этот момент настал, когда глубокой ночью я тоскливо бродил по рядам продуктового магазина в поисках крема для сосков. Вряд ли вы будете заниматься таким до появления детей. Было бы странно, если вы уже это делали.

Большинство женщин испытывают боль во время грудного вскармливания. В некоторых случаях боль становится интенсивной. Как правило, она наиболее сильна в течение первой недели[242], и многие женщины прекращают кормить грудью, когда боль становится невыносимой. Дискомфорт ставит матерей в затруднительное положение, поскольку на сегодняшний день польза грудного вскармливания уже хорошо доказана. Дети, вскормленные грудью, получают значительный иммунологический импульс, приобретая антитела непосредственно от матери с грудным молоком. Вскормленные грудью дети менее склонны к простудам и ушным инфекциям, имеют более здоровый желудочно-кишечный тракт, у них снижен риск развития ожирения, а также они менее подвержены некоторым аутоиммунным заболеваниям, таким как диабет первого типа и рассеянный склероз. Грудное вскармливание также приносит пользу матерям: данные показывают, что у матерей, кормивших грудью, снижается вероятность развития рака молочной железы или яичников[243][244].

Американская академия педиатрии рекомендует кормить детей исключительно грудным молоком (что означает отсутствие другой пищи) на протяжении первых шести месяцев жизни, а затем кормить грудью с введением других продуктов питания до тех пор, пока ребенку не исполнится хотя бы год. Поскольку преимущества грудного вскармливания уже не являются секретом, большинство матерей в Соединенных Штатах (более 80 %) начинают кормить грудью, но только 35 % продолжают это делать к исходу первого года жизни их детей[245].

Исследователи попытались выяснить, почему столь многие женщины прекращают кормить грудью через короткий промежуток времени. Одной из наиболее частых причин раннего отлучения от груди является болезненность сосков. Недостатка в работах на эту тему нет: мой стол сейчас завален журнальными статьями о боли в сосках. Общей темой в литературе о такой боли является акцент на положении ребенка. Здесь история соска и кормления грудью связана с историей рождения и беспомощностью человеческого младенца. Из-за того, что при рождении у человека настолько ограничена моторика, он не может принять правильное положение для поглощения грудного молока без посторонней помощи.

И вновь всю работу приходится выполнять матери. Совершенно иная ситуация с кормлением у животных, чьи детеныши рождаются более зрелыми. Я это знаю, потому что просмотрел в YouTube немереное число видеороликов о грудном вскармливании у нечеловекоподобных животных. Наиболее показательны ролики со свиньями: поросята с первого дня жизни бегают и дерутся за соски, пока мать лежит. Вы даже не догадаетесь, что она жива, поскольку новорожденные поросята визжат и спотыкаются друг о друга, пытаясь занять лучшее место для питания. Детеныши располагаются сами и, судя по всему, весьма успешны в этом. Не поймите меня неправильно. Держу пари, что вскармливание поросят все же не совсем приятно для свиноматки, но кажется, что ее детеныши несут основную часть бремени, связанного с проведением этого мероприятия.

Продвиньтесь по эволюционной шкале до шимпанзе: их детеныши тоже смогут добраться туда, где кормят грудью. Наличие 40 % мозга вместо 30 % имеет решающее значение. Детеныш шимпанзе, возможно, не бегает, как поросенок, но он способен самостоятельно держаться за свою мать. Мать-шимпанзе может даже ходить с цепляющимся за нее детенышем. В одном из просмотренных мной видеороликов мать невзначай разжала пальцы, почесала коленку, уткнулась носом в ребенка и, казалось, совершенно спокойно относилась ко всему этому. Никаких отплевываний и неловкости. И даже если у нее болели соски, мамаша-шимпанзе этого не показывала.

Придать человеческому младенцу правильное положение для кормления грудью не так просто. Американская ассоциация беременных разместила на своем веб-сайте не менее 13 пунктов, как правильно прикладывать ребенка к груди. Делайте то, не делайте се, выровняйте так, держите сяк, цельтесь сюда, наклоняйте туда, покачивайте вот так, прикоснитесь здесь, хватайтесь тут, а не там, и так далее и тому подобное. В составе акушерок, консультантов по грудному вскармливанию, медсестер, специализирующихся на лактации, и таких организаций, как La Leche League International[246], существует целое сообщество по грудному вскармливанию, помогающее матерям ориентироваться в сложностях кормления грудью. Очень важно сразу начать делать все должным образом, потому что, как только начнутся натирания и трещины, соски могут не успеть восстановиться вовремя, чтобы дальнейшее кормление грудью было возможным.

ЕЩЕ ОДИН СЮРПРИЗ

Я думаю, что бо́льшая часть трудностей с кормлением сводится к ограниченному нервно-мышечному развитию новорожденных. Они достигают момента, когда их огромный энергоемкий мозг заставляет их родиться. Но когда малыши вылезают наружу, то не могут даже поднять свои головки, не говоря уж о том, чтобы твердо ухватиться за что-либо. Их мягкие и вялые тела затрудняют уход и причиняют боль при кормлении грудью. Женщинам важно заранее знать о подобной боли, поскольку ее неожиданный характер является одним из факторов, в конечном счете отвращающих многих женщин от грудного вскармливания. Если вы заранее знаете, что будет трудно и, возможно, даже неприятно, это дает вам время морально подготовиться. Существует множество систем поддержки, доступных молодым матерям после родов, но более откровенное и свободное общение на тему кормления грудью до родов помогло бы некоторым молодым мамам пережить первые трудные недели.

Это не только боль и мучение. Есть и маленькие радости, например, можно сделать идеальную детскую фотографию – наконец-то ребенок спит больше часа. Постепенно вы во всем разбираетесь. Отрыжка, подгузник, пеленание и все остальное начинает получаться по щелчку. Постепенно у большинства женщин сильная боль во время кормления утихает. Часто она все еще сохраняется, но с каждым разом притупившаяся боль одерживает победу над сильной. Наконец-то появляется свет в конце длинного туннеля дискомфорта, связанного с беременностью, родами и кормлением грудью. Но, конечно, в тот самый момент, когда кажется, что все встало на свои места, ребенок преподносит вам новый сюрприз. Именно тогда, когда кормление грудью начинает ощущаться привычным, у ребенка наступают несколько невероятно беспокойных дней. Вы смотрите на него и видите новую анатомическую особенность, ставшую причиной беспокойства… зубы.

Заключение

Кит в воде

Среди млекопитающих у человека самый большой мозг относительно размера тела. Какое животное занимает второе место?

а. Собака

б. Шимпанзе

в. Слон

г. Дельфин

Прорезывание молочных зубов у ребенка замыкает круг истории об эволюционных корнях недомоганий и болей человеческого тела. В короткие сроки молочные зубы расшатаются и уступят место постоянным. Многим детям удалят зубы мудрости, и понадобятся брекеты, чтобы исправить несоответствие между человеческой челюстью и зубами. У некоторых детей будет нечеткое зрение, и их родителям придется добавить к визитам к ортодонту регулярные посещения оптометриста.

На протяжении всей жизни нас поджидают анатомические ловушки, многие из которых, например, опасное пересечение трахеи и пищевода, уходят корнями в наше седое прошлое. Как известно, дети бегают по-человечески, на двух ногах. Счастливчики при этом отделываются лишь случайными царапинами или синяками. Невезучие дети имеют неправильно развитый свод стопы или склонное к травмам колено, и годы своего становления они проводят в операционных или у их порога. Они ковыляют в школу в громоздких ботинках и фиксаторах для ног, пока хирурги пытаются привить их конечностям двуногое передвижение, несмотря на многочисленные страницы чертежей для четвероногих, встроенные в человеческую ДНК.

У девочек не за горами менструация со всеми сопутствующими ей недомоганиями и болями. По мере того, как нам исполняется 20, 30 и более лет, нас ждет новый набор трудностей. Почти каждый со временем надевает очки или контактные линзы, а некоторые люди начинают храпеть. Другие будут страдать от более серьезных проблем, таких как апноэ во сне или нарушение функции поясницы. Женщины несут более тяжелое эволюционное анатомическое бремя, связанное с уникальной болью, которую они терпят во время беременности, родов и кормления грудью.

Введение мы начали с вопроса: почему человеческое тело так уникально склонно к недомоганиям и болям? Некоторые ответы были логичными и более очевидными, как в случае с болями в спине – нельзя взять горизонтальный позвоночник, сделать его вертикальным и ждать, что никаких проблем не будет. В других случаях ответы были более сложными и запутанными. Например, до сих пор нет полной картины, чем исторически обоснованы проблемы человеческой фертильности.

Мы, люди, уникально склонны к недомоганиям и болям из-за нашей эволюционной истории. В частности, переход на прямохождение и развитие гигантского мозга привели к анатомическим компромиссам и несовершенным решениям по всему человеческому телу с головы до ног. От зубов с брекетами до ног с ортопедическими стельками – мы проводим свою жизнь, скрывая и исправляя анатомические недостатки, возникшие в результате компромиссов, на которые пошли наши амбициозные предки.

УМЧИ МЕНЯ НА ЛУНУ

Большой мозг может создавать нам трудности, но он имеет основополагающее значение для владения огнем, письменности, искусства, религии и бесчисленного множества других аспектов человеческой жизни. Человеческая культура выглядела бы совершенно по-другому, если бы наш мозг не увеличился в размерах за последние несколько миллионов лет. Другие животные могут передавать элементы культуры, такие как пищевые предпочтения[247] и методы охоты[248], но у нас есть кинофестивали, зубные феи и соревнования по сноуборду. Ни одно другое животное не может соперничать с нами по культурной глубине и многогранности.

Мы достигли непредвиденного ранее уровня интеллекта, потому что наш мозг велик в двух отношениях. Он велик сам по себе как в целом, так и по сравнению с размером нашего тела. Наличие одной из этих характеристик может сделать вас умным, но не настолько, чтобы быть способным захватить весь мир. Подобно людям, мелкие птицы имеют большой мозг по сравнению с их размером. Мозг размером с грецкий орех – большой в сравнении с телом птички, и он наполнен нейронами плотнее, чем у приматов[249]. Эти особенности предоставляют им уровень интеллекта, сравнимый с некоторыми приматами. Однако общая масса птичьего мозга все еще довольно мала. Это объясняет, почему мы изучаем их и держим в клетках, а не наоборот.

Чтобы вывести интеллект на новый уровень, животное должно выделяться по обоим показателям размера. Мозг должен быть крупным как физически, так и по сравнению с остальным телом. Раз в год я приглашаю в колледж небольшую группу местных пятиклассников, чтобы провести урок о нервной системе. Мы наблюдаем зрительные иллюзии, говорим о симптомах инсульта и препарируем мозг овец. Первое, на что обращают внимание дети, когда им кладут в лоток овечьи мозги, – это то, насколько они маленькие. Есть веская причина, по которой овцы никогда не попадают в десятку самых умных животных в мире. Очевидно, что у овец мозг больше, чем у мелких птиц, но он относительно мал по сравнению с их общим размером. Это означает, что овцы используют бо́льшую часть мозга для управления своими жизненными процессами (поддержания огня, если хотите), а не для обдумывания своего места во Вселенной. Овцы не лишены собственного набора навыков: отдел их мозга, отвечающий за обоняние, превосходит соответствующий отдел нашего мозга как по абсолютному, так и по относительному размеру. Таким образом, эти животные могут казаться нам глупыми, однако, если меряться обонянием, глупыми им наверняка покажемся мы.

Соотношение массы мозга и массы тела объясняет, почему животные с одними из самых больших мозгов в мире не могут соперничать с нами по интеллекту. Мозг слона и кита физически намного больше нашего, но по сравнению с невероятной массой их тела этот орган у них относительно мал. Такой крупный мозг им необходим, так как для управления телом гигантским животным требуется гигантская нервная система. Вся их анатомия огромна. Один только язык синего кита весит три тонны! Должно быть, требуется невероятное количество нейронов только для того, чтобы обработать информацию от языка, не говоря уже о сенсорной информации, поступающей от остальной части гигантского тела. Киты и слоны – умные млекопитающие, и, как в случае с мелкими птицами, превосходство в одном из двух показателей размера в некоторой степени должно помогать им. Однако как наличие гигантского языка не обязательно улучшает способность чувствовать вкус, так и наличие физически гигантского мозга не обязательно гарантирует блестящие способности.

Люди вывели интеллект на другой уровень, объединив эти элементы. Гоминиды, спустившиеся с деревьев, уже имели мозг приличного размера по сравнению со своей общей массой. Затем мозг увеличился втрое, продвигаясь по эволюционному пути, который привел к появлению человека. Такое утроение оставило всех остальных животных далеко позади. Это причина, по которой мы пишем стихи, создаем правительства, строим мосты и летаем на Луну.

ПОСТРОЙТЕ РАКЕТУ

Многочисленные извилины – не единственное, что делает нас людьми. Двуногость также является неотъемлемой частью человеческого существования. Для наших предков такое передвижение оказалось весьма энергетически эффективным способом путешествовать на большие расстояния, что было важно, когда гомининам приходилось обходить обширные территории в поисках пищи. В итоге мы также умело используем освобожденные передние конечности. Сельское хозяйство, приручение животных, владение огнем, искусство, письмо, столярное дело – ни одно из этих сложных действий без рук невозможно.

Зависимость от рук остается для нас актуальной и по сей день. Имея только мозг, мы можем лишь мечтать о полете на Луну. Нам нужны руки, чтобы воплотить полет в реальность. Именно благодаря рукам мы действительно можем позволить сиять нашему невероятному разуму. Интересно отметить, что прямохождение и последующее высвобождение рук произошли до увеличения объема черепа. Когда Люси и ее товарищи-австралопитеки бродили на двух ногах около трех-четырех миллионов лет назад, они делали это с весьма скромным мозгом в сравнении с нашей нынешней версией. Только когда руки стали свободными, разум пошел на разгон.

ДРУГАЯ СТОРОНА ИСТОРИИ

Наш сверхгабаритный мозг и двуногость не зря привлекли массу внимания к объяснению причин столь многих анатомических недугов человека. Однако эти две особенности не являются единственными причинами наших страданий. Например, несовершенства наших глаз имеют различное происхождение.

Глаз позвоночных эволюционировал в воде и в результате всегда будет оставаться неидеальной структурой. За сотни миллионов лет, прошедших с тех пор, как первые четвероногие выползли из воды, развитие зрения прошло долгий путь. Он начался с очень размытой картинки у первых наземных позвоночных и привел к довольно четкому изображению в наши дни. По крайней мере, до недавнего времени оно оставалось четким. Похоже, что мы сами виноваты в новой серьезной угрозе остроте зрения – нашим глазам угрожает современная жизнь в закрытых помещениях. Последние данные свидетельствуют о том, что глазам необходимо достаточное количество естественного света, чтобы правильно развиться. В случае со зрением наш современный образ жизни может играть даже бо́льшую роль, чем эволюционная история.

В ПОИСКАХ ЧИПСОВ И СОУСА

Наше зрение служит прекрасным примером как силы, так и ограниченности эволюции. Острота зрения животных постепенно улучшалась в течение сотен миллионов лет после того, как первые позвоночные выбрались из воды. Это улучшение было основано на двух фундаментальных механизмах эволюции: мутации и естественном отборе. Поскольку возникли мутации, приводившие к небольшому улучшению зрения, животные с этими мутациями должны были иметь явное преимущество. Кроме того, существовал сильный отбор против любых мутаций, ухудшающих зрение. Сотни миллионов лет спустя острота зрения все еще имела решающее значение для выживания и репродуктивного успеха древних людей. Плохо видящие гоминины не могли успешно охотиться или добывать пищу, а без этих навыков у них практически не было шансов найти себе пару. Большинство генов нечеткости зрения должно было кануть в Лету вместе со своими неудачливыми носителями.

Влияние естественного отбора на наших предков простиралось далеко за пределы зрения. Образ жизни древних людей испытывал их анатомию с головы до ног. Охота и собирательство означали мили и мили ходьбы и бега. Ранние гоминины, способные путешествовать целый день и не ломать суставы, были лучшими охотниками. Сильный вывих лодыжки или серьезная травма колена могли стать смертным приговором для любого человека в обществе охотников-собирателей. Женщины испытывали дополнительные анатомические нагрузки к тем, что были применимы к обоим полам. Увеличение размера человеческого мозга усугубляло трудности родов, и многие женщины наверняка умирали во время этого процесса. У других женщин было телосложение, способное более успешно вынашивать, рожать и воспитывать детей. Форма человеческого тела продолжала развиваться.

А что же в наши дни? Многие ли из нас выбирают себе пару, основываясь на традиционных человеческих навыках и качествах, которые обычно предвещали успех нашим предкам? Не буду говорить за всех, но меня не слишком беспокоило, насколько хорошо женщины могут охотиться, добывать пищу, носить воду и поддерживать огонь, когда я назначал свидания. Я не говорю, что естественный отбор больше не влияет на человека; он все равно работает в человеческой популяции. Просто сейчас отбор больше не происходит по тем же самым признакам, что и в древности. В наши дни с точки зрения выживания и размножения не имеет значения, болит ли у кого-то колено или кто-то плохо видит. Люди могут носить наколенник и выглядеть в очках даже симпатичнее.

Вместо того, чтобы выбирать партнеров на основе качеств и навыков, связанных с выживанием, мы принимаем решения, основываясь на разговорах в баре за бокалом «Маргариты». Мы по-прежнему выбираем партнеров, основываясь на схожих глобальных идеях (ресурсы, безопасность, физическая привлекательность), но способ измерения этих переменных радикально изменился. Охота и собирательство требуют совершенно иного набора навыков, чем работа в технологическом стартапе, приносящая большие блага. Во все времена оба пола выбирают успешных, но фокусируют давление отбора на совершенно разных качествах.

Современная ситуация не хуже и не лучше – она просто иная. В результате мы, скорее всего, надолго останемся со своими недомоганиями и болями. Естественный отбор не сгладит острые углы анатомических недостатков, если эти особенности практически не играют никакой роли в том, кто выживет, кто умрет и как мы выбираем себе супругов.

Кроме того, ничто не может остановить возникновение новых мутаций в человеческом геноме. Некоторые мутации действительно приводят к улучшениям, но большинство либо не вызывают никакого эффекта, либо имеют пагубный результат. Естественный отбор ранее мог отфильтровывать мутации, оказывающие негативное влияние на наши анатомические особенности, в то время как в более современном сценарии многие из этих мутаций сохраняются в геноме.

ЛУЧ НАДЕЖДЫ

Новости не такие уж мрачные и безнадежные. Наш гигантский мозг, который во многом втянул нас в эту неразбериху, также может помочь нам ее преодолеть. Многие анатомические недостатки мы уже вполне способны исправлять. Можем взять человека со зрением 20/200 и сделать 20/20. Можем выпрямить самые кривые зубы и хирургическим путем восстановить поврежденные суставы. Существует множество вариантов контрацепции для женщин, желающих снизить частоту менструаций. Многие пары, которые в предыдущих поколениях не смогли бы иметь потомство, способны иметь детей благодаря достижениям в области лечения бесплодия.

Кроме того, мы находимся лишь на заре медицинской технологической революции, помогающей нам жить дольше и комфортнее. Рассмотрим методы, используемые для восстановления разорванных связок колена. Когда-нибудь хирурги оглянутся назад и сочтут нынешние методы варварскими. Они будут шокированы, когда прочитают истории о том, как в начале этого столетия ортопеды все еще брали ткани у своих пациентов для использования при операции. Как только мы сможем выращивать в лаборатории новые, идеально подходящие ткани, прежние методы покажутся такими же устаревшими, как кровопускание с помощью пиявок. Этот день приближается и, вероятно, даже не так уж далек.

Достижения в терапии стволовыми клетками предоставят нам новые технологии борьбы с проблемами накопления мутаций, например, раком и деменцией. Инструменты редактирования генов, такие как CRISPR[250], не станут панацеей, но они и другие достижения обеспечат непредвиденную степень гибкости в исправлении генетических нарушений человека. Способность восстанавливать позвоночник, сетчатку, стопы и все прочее в «горячих точках» нашего тела будет только улучшаться в этом столетии по мере того, как мы приходим к пониманию генетических и молекулярных основ развития и функционирования человеческого тела. В конце концов, у нас непропорционально большой мозг и ноги, которые в не столь далеком прошлом больше походили на руки. В какой-то степени нам никогда полностью не удастся избавиться от проблем, порожденных нашей уникальной историей.

ПОЧЕМУ МЫ?

Поскольку крупный мозг и способность ходить на двух ногах лежат в основе как нашего существования, так и наших недугов, стоит задуматься, почему эти особенности вообще развились. Толчком стал великий переход от жизни на деревьях. Если животные не претерпевают резких сдвигов в своем образе жизни, они, как правило, продолжают жить относительно неизменно в течение длительных периодов времени. Небольшие трансформации происходят всегда, потому что эволюция никогда не перестает работать, но без серьезных потрясений изменения будут незначительными. Акулы питались рыбой в океане 400 миллионов лет назад. Они и сегодня питаются рыбой в океане. Характеристики, сделавшие акулу успешной миллионы лет назад, не сильно отличаются от характеристик, делающих акулу успешной сегодня. В результате эти хладнокровные хищники с течением времени не сильно изменились.

Человеческая родословная линия претерпела значительные изменения, когда несколько миллионов лет назад что-то заставило наших предков покинуть деревья. Причины, вероятно, связаны с изменением климата и доступности пищи. Когда происходят серьезные перемены, биологический вид может направиться только в двух направлениях: он либо вымрет, либо выживет и приспособится к новым условиям. Если виду посчастливилось выжить, значит, внутри его популяций имелось достаточно разнообразия и были особи с генетическими вариациями, подходящими к новой среде обитания. Когда прижмет всерьез, большинство представителей популяции вымирает, но иногда немногие счастливчики обладают правильным сочетанием характеристик, позволяющим им жить в более влажных, более сухих, более жарких или более холодных условиях.

Иными словами, если каждая рыба в пруду имеет одинаковый набор ДНК, то при высыхании пруда вся рыба, скорее всего, погибнет. Если популяция имеет достаточно разнообразный генофонд, то некоторые из особей, возможно, смогут зарыться в грязь и оцепенеть до тех пор, пока дожди не возобновятся. Когда дожди снова пойдут, эти стойкие выжившие рыбы вновь заселят пруд, и популяция рыб изменится навсегда.

Вместо того, чтобы вымереть, родовая линия человека оказалась чрезвычайно приспособляемой. Некоторые из нас смогли, так сказать, зарыться в грязь. Переход на нижний ярус леса вызвал невероятные изменения в жизни наших предков, и в этой переходной «эволюционной скороварке» возникли две наиболее фундаментальные человеческие характеристики – прямохождение и исключительно высокий интеллект. С течением времени гоминины преодолевали все бо́льшие расстояния на двух ногах, и выжившие оказались достаточно умными, чтобы справляться с вызовами новой среды. Они могли процветать в социальных группах, эффективно общаться и сотрудничать, что приводило к усилению защиты, более эффективной охоте и добыче пищи.

Большинство гомининов не пережили этого перехода. Одного прямохождения оказалось недостаточно для их выживания. Поскольку упор был сделан на адаптивность и интеллект, виды с меньшим мозгом и меньшей поведенческой пластичностью вымерли. Представители более ранних групп гомининов, таких как Australopithecus, не смогли угнаться за представителями нашего рода Homo, поэтому те стали доминирующими гомининами на Земле. Гоминины других родов, возможно, были вытеснены представителями Homo или не смогли адаптироваться к новым перипетиям постоянно меняющейся среды обитания. Интеллект, должно быть, имел решающее значение в те несколько миллионов лет после того, как первые гоминины начали передвигаться на двух ногах, о чем свидетельствует произошедшее у наших предков колоссальное увеличение объема черепа.

Не совсем понятно, почему только один представитель рода Homo преодолел эволюционный вызов. Мы – единственные выжившие. Что случилось с Homo erectus, Homo habilis, Homo floresiensis и всеми остальными членами племени? Каждая ветвь на древе гомининов, кроме нашей, зашла в тупик. Почему? Ответы выходят за рамки размера мозга. Мозг других членов Homo был одновременно крупным и сам по себе, и относительно тела. Мозг одного из них, Homo neanderthalensis, был даже больше, чем у Homo sapiens.

Ответ может заключаться в форме мозга, а не в его размере[251]. У неандертальцев гораздо бо́льшая часть мозга отвечала за обработку зрительной информации, а мозжечок у них был меньше, чем у современных людей. В последнее время мозжечок стали признавать важной областью мозга, отвечающей за познание. Исследователи полагают, что люди, возможно, обладали большей способностью думать на ходу, решать проблемы, – в общем, быть когнитивно более гибкими по сравнению с неандертальцами. Когнитивная ригидность – это здорово до тех пор, пока не возникнут новые проблемы. Новые вызовы требуют адаптивности, и неандертальцы в конечном счете столкнулись с ситуацией, которую не смогли преодолеть. Их последнее неудачное испытание вполне могло исходить от людей с нашим гибким умом и склонностью к доминированию над всеми другими видами.

РЕЦЕПТ ПЕРЕМЕН

Человеческое тело – это рыба, выброшенная из воды. Хотя, возможно, удачнее было бы сравнить его с китом или дельфином в воде. Позвольте мне попробовать еще раз. Человеческое тело – это кит в воде. Так-то лучше. Давление и силы одной среды обитания (жизнь на деревьях) формировали природу тела человекообразных на протяжении миллионов лет. Теперь, живя на земле, мы перешли в совершенно другую среду обитания. Что касается китов, то их предки провели бесчисленные поколения на суше и были обычными наземными копытными млекопитающими. Как и все другие млекопитающие, они лишились жабр и имели передние и задние конечности.

Затем, около 50 миллионов лет назад, некоторые из ранних предков китов и дельфинов вернулись в воду. Мы не знаем точно, почему, но я уверен, что у них на то были свои причины. Могу дать гарантию, что это было связано с пищей, размножением, безопасностью или всем вышеперечисленным. Какое-то время существовали переходные «киты» со смесью наземной и морской анатомии. Другими словами, они все еще могли маневрировать на суше или в приливных зонах, но с каждым новым поколением чувствовали себя все более комфортно, возвращаясь в воду. Существует полная палеонтологическая летопись окаменелостей, документирующая каждый этап возвращения китов обратно в море[252].

Теперь, спустя множество лет, киты и дельфины стали полноценными океаническими животными. Если они попадают на сушу, то оказываются в затруднительном положении. Их передние конечности превратились в ласты, задние почти исчезли (хотя все еще сохранились остатки скелета задних конечностей), а носы постепенно сдвинулись назад и превратились в дыхало, что облегчило им доступ к воздуху, необходимому для дыхания. Я уверен, что рыбы посмеиваются над китами и дельфинами, когда тем приходится всплывать на поверхность.

Радикальные экологические изменения вывели китов и людей на разные быстрые пути эволюции. Проблемы, связанные с резко отличающимся образом жизни, привели к повышению интеллекта, а также увеличению размеров мозга у некоторых видов зубатых китов и гомининов. Обе группы разработали новые эффективные формы общения. Шимпанзе, может быть, и являются нашими ближайшими родственниками, но одна из групп зубатых китов, а именно дельфины, – наши ближайшие соперники с точки зрения интеллекта. Среди млекопитающих у человека самое большое отношение массы мозга к массе тела. Дельфины занимают второе место, и ни одно другое млекопитающее даже близко не претендует на их место[253][254]. Примеры людей и дельфинов позволяют считать, что воздействие новой окружающей среды – это важнейший компонент эволюционного рецепта развития исключительного интеллекта. В условиях, в которых одни виды не справляются с трудностями и вымирают, другие виды меняются иным образом (синие киты приняли вызов в гораздо более широком направлении), а третьи встречают и преодолевают невзгоды с помощью своего разума.

У китов и дельфинов было 50 миллионов лет, чтобы приспособиться к жизни в воде. Мы спустились с деревьев всего около пяти миллионов лет назад, а непосредственно человеческой деятельностью, такой как разговоры, творчество и готовка, мы занимаемся и того меньше. Готов поспорить, когда в будущем окаменелости Homo sapiens выкопают и выставят в музеях, мы станем ярким примером переходного организма. Наши кривые зубы, искривленные позвоночники, плоскостопие, сломанные лодыжки, суженные родовые пути и бесчисленное множество других особенностей покажут, как мы боролись за жизнь в период, когда перестали вести древесный образ жизни. Можем только надеяться, что, как и миксины, переживем этот переход.

Во многих отношениях эволюция не пошла нам на пользу. Наше тело склонно к дефектам, и можно предположить, что мы стали слишком умными, чем было нужно для нашего блага. Вполне возможно, что в итоге мы станем жертвами собственного успеха. Однако, имея крышу над головой, доступ к чистой воде и возможность замораживать продукты, я не могу не оценить комфорт современной человеческой жизни. Несомненно, большой мозг и прямохождение вызывают у нас дискомфорт, но я все же скажу, что мы остались в выигрыше. Хотя, опять же, рожать приходится не мне.

Благодарности

Мне так повезло, что я могу разделить свою жизнь и страсть к биологии с женой и дочерью. Спасибо за безграничное любопытство и терпение, которое вы проявили ко всем историям, которые я рассказывал за обеденным столом на протяжении многих лет.

Спасибо тебе, Питер Дэвидсон, за потрясающие иллюстрации. Твои творчество и талант никогда не перестанут меня восхищать. Я улыбаюсь каждый раз, когда смотрю на бородатого дракона рядом с котом.

Спасибо моему агенту Рику Бродхеду за то, что дал мне шанс. Если бы не вы, «Рагу из мастодонта» (первоначальное название книги) хранилось бы в папке на жестком диске. Также я в долгу перед всеми замечательными людьми, которых узнал в издательстве HarperCollins в США и Канаде. В частности, я благодарен Джулии Макдауэлл, Питеру Джозефу, Брэду Уилсону, Джиму Гиффорду, Натали Медицки и Патрисии МакДональд за то, что они помогли начинающему автору пройти через густые дебри черновиков и выйти к свету.

Джо Робертс, Том Уркарт и Джули Беззеридес прочитали каждое слово раньше всех и неизмеримо помогли сформировать мое творение. Я не могу отблагодарить каждого из вас в должной мере. Спасибо также Сеннетту Пирсу, Шейну Кинзеру и Тайлеру Фуллеру за ценные отзывы по отдельным главам.

Спасибо всем моим коллегам из Государственного колледжа Льюиса и Кларка. В частности, спасибо Эрику Стоффрегену и Эду Миллеру, которые бесчисленное количество раз внимательно выслушивали меня, а также Лори Стинсон, поддерживавшей проект с самого начала.

Спасибо Хейли Халс, Дэвиду Мартину, Алексу Хелквисту, Алану Хейну и Лоре Брекен за то, что поделились со мной своими историями.

Благодарю Дэна Рискина и Дэвида Кваммена, помогавших мне ориентироваться в издательских делах, а также Эми МакКьюн, Холли Дансуорт, Нила Шубина и Джереми Десилву за четкие и быстрые ответы на мои научные вопросы.

Наконец, спасибо Майку и Сильвии, Нику и Хайди, а также моим родителям Теду и Бетти за всю вашу любовь и поддержку. Я вырос в доме ученого и писателя, и эта книга является естественным результатом такого воспитания. Надеюсь, вам всем понравилось читать ее так же, как мне понравилось ее писать.

Примечания

ВВЕДЕНИЕ: ЭТО НЕ ВАША ВИНА

Pauli, Jonathan N., et al. “A Syndrome of Mutualism Reinforces the Lifestyle of a Sloth.” Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 281, no. 1778 (2014): 20133006. doi:10.1098/rspb.2013.3006

ЧАСТЬ I. ВСЁ В ВАШЕЙ ГОЛОВЕ

1. Рагу из мастодонта

Fraser, Gareth J., et al. “The Odontode Explosion: The Origin of Tooth‐Like Structures in Vertebrates.” BioEssays 32, no. 9 (2010): 808–817.

Johanson, Zerina, et al. “Origin and Evolution of Gnathostome Dentitions: A Question of Teeth and Pharyngeal Denticles in Placoderms.” Biological Reviews 80, no. 2 (2005): 303–345.

Zhu, Min, et al. “A Silurian Maxillate Placoderm Illuminates Jaw Evolution.” Science 354, no. 6310 (2016): 334–336.

Knapp, Landon, et al. “Conservation Status of the World’s Hagfish Species and the Loss of Phylogenetic Diversity and Ecosystem Function.” Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 21, no. 5 (2011): 401–411.

Paganini-Hill, Annlia, et al. “Dental Health Behaviors, Dentition, and Mortality in the Elderly: The Leisure World Cohort Study.” Journal of Aging Research (2011): 2011156061. doi:10.4061/2011/256601

Swindler, Daris. Primate Dentition: An Introduction to the Teeth of Non-Human Primates. Cambridge: Cambridge University Press, 2002.

Hammond, Ashley S., et al. “Middle Miocene Pierolapithecus Provides a First Glimpse into Early Hominid Pelvic Morphology.” Journal of Human Evolution 64, no. 6 (2013): 658–666.

Macho, Gabriele A., et al. “An Exploratory Study on the Combined Effects of External and Internal Morphology on Load Dissipation in Primate Capitates: Its Potential for an Understanding of the Positional and Locomotor Repertoire of Early Hominins.” Folia Primatologica 81, no. 5 (2010): 292–304.

Sponheimer, Matt, et al. “Isotopic Evidence of Early Hominin Diets.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 26 (2013): 10513–10518.

Domínguez-Rodrigo, Manuel, et al. “Cutmarked Bones from Pliocene Archaeological Sites at Gona, Afar, Ethiopia: Implications for the Function of the World’s Oldest Stone Tools.” Journal of Human Evolution 48, no. 2 (2005): 109–121.

Stedman, Hansell H., et al. “Myosin Gene Mutation Correlates with Anatomical Changes in the Human Lineage.” Nature 428, no. 6981 (2004): 415–418.

Berna, Francesco, et al. “Microstratigraphic Evidence of In Situ Fire in the Acheulean Strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape Province, South Africa.” Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 20 (2012): E1215–E1220. doi:10.1073/pnas.1117620109

Shimelmitz, Ron, et al. “‘Fire at Will’: The Emergence of Habitual Fire Use 350,000 Years Ago.” Journal of Human Evolution 77 (2014): 196–203.

Sandgathe, Dennis M., et al. “Timing of the Appearance of Habitual Fire Use.” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 29 (2011): E298. doi:10.1073/pnas.1106759108

Smith, Alex R., et al. “The Significance of Cooking for Early Hominin Scavenging.” Journal of Human Evolution 84 (2015): 62–70.

Carmody, Rachel N., et al. “Energetic Consequences of Thermal and Nonthermal Food Processing.” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 48 (2011): 19199–19203.

Wobber, Victoria, et al. “Great Apes Prefer Cooked Food.” Journal of Human Evolution 55, no. 2 (2008): 340–348.

Wu, Xiaohong, et al. “Early Pottery at 20,000 Years Ago in Xianrendong Cave, China.” Science 336, no. 6089 (2012): 1696–1700.

Snir, Ainit, et al. “The Origin of Cultivation and Proto-Weeds, Long before Neolithic Farming.” PLOS ONE 10, no. 7 (2015): e0131422. doi:10.1371/journal.pone.0131422

Pinhasi, Ron, et al. “Incongruity between Affinity Patterns Based on Mandibular and Lower Dental Dimensions Following the Transition to Agriculture in the Near East, Anatolia and Europe.” PLOS ONE 10, no. 2 (2015): e0117301.doi.org/10.1371/journal.pone.0117301

Brace, Loring C., et al. “Gradual Change in Human Tooth Size in the Late Pleistocene and Post‐Pleistocene.” Evolution 41, no. 4 (1987): 705–720.

Lieberman, Daniel E., et al. “Effects of Food Processing on Masticatory Strain and Craniofacial Growth in a Retrognathic Face.” Journal of Human Evolution 46, no. 6 (2004): 655–677.

Lyons, Kathleen S., et al. “Of Mice, Mastodons and Men: Human-Mediated Extinctions on Four Continents.” Evolutionary Ecology Research 6, no. 3 (2004): 339–358.

2. Объективы «Рыбий глаз»

Williams, Katie M., et al. “Prevalence of Refractive Error in Europe: The European Eye Epidemiology (E3) Consortium.” European Journal of Epidemiology 30, no. 4 (2015): 305–315.

Lamb, Trevor D., et al. “Evolution of the Vertebrate Eye: Opsins, Photoreceptors, Retina and Eye Cup.” Nature Reviews Neuroscience 8, no. 12 (2007): 960–976.

Romer, Alfred S. “Tetrapod Limbs and Early Tetrapod Life.” Evolution 12, no. 3 (1958): 365–369.

Retallack, Gregory J. “Woodland Hypothesis for Devonian Tetrapod Evolution.” Journal of Geology 119, no. 3 (2011): 235–258.

Nakano, Tamami, et al. “Blink-Related Momentary Activation of the Default Mode Network While Viewing Videos.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 2 (2013): 702–706.

Bowmaker, James K. “Evolution of Vertebrate Visual Pigments.” Vision Research 48, no. 20 (2008): 2022–2041.

Angielczyk, K.D., et al. “Nocturnality in Synapsids Predates the Origin of Mammals by over 100 Million Years.” Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 281, no. 1793 (2014): 20141642. doi:10.1098/rspb.2014.1642

Jordan, Gabriele, et al. “The Dimensionality of Color Vision in Carriers of Anomalous Trichromacy.” Journal of Vision 10, no. 8 (2010): 1–19.

Eisner, Thomas, et al. “Plant Taxonomy: Ultraviolet Patterns of Flowers Visible as Fluorescent Patterns in Pressed Herbarium Specimens.” Science 179, no. 4072 (1973): 486–487.

Gronquist, Matthew, et al. “Attractive and Defensive Functions of the Ultraviolet Pigments of a Flower (Hypericum calycinum).” Proceedings of the National Academy of Sciences 98, no. 24 (2001): 13745–13750.

Douglas, R.H., et al. “The Spectral Transmission of Ocular Media Suggests Ultraviolet Sensitivity Is Widespread among Mammals.” Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 281, no. 1780 (2014): 20132995. doi:10.1098/rspb.2013.2995

Collier, R., et al. “The Gray Squirrel Lens Protects the Retina from Near-UV Radiation Damage.” Progress in Clinical and Biological Research 247 (1987): 571–585.

Dolgin, Elie. “The Myopia Boom.” Nature 519, no. 7543 (2015): 276–278.

Jones, Lisa A., et al. “Parental History of Myopia, Sports and Outdoor Activities, and Future Myopia.” Investigative Ophthalmology & Visual Science 48, no. 8 (2007): 3524–3532.

Rose, Kathryn A., et al. “Outdoor Activity Reduces the Prevalence of Myopia in Children.” Ophthalmology 115, no. 8 (2008): 1279–1285.

3. Вниз по пищеводу

Cyr, Claude, Canadian Paediatric Society, Injury Prevention Committee. “Preventing Choking and Suffocation in Children.” Paediatrics & Child Health 17, no. 2 (2012): 91–92.

Griscom, N.T., et al. “Dimensions of the Growing Trachea Related to Age and Gender.” American Journal of Roentgenology 146, no. 2 (1986): 233–237.

American Academy of Pediatrics. “Policy Statement – Prevention of Choking among Children.” Pediatrics 125, no. 3 (2010): 601–607.

Ekberg, Olle, et al. “Clinical and Demographic Data in 75 Patients with Near-Fatal Choking Episodes.” Dysphagia 7, no. 4 (1992): 205–208.

Longo, Sarah, et al. “Homology of Lungs and Gas Bladders: Insights from Arterial Vasculature.” Journal of Morphology 274, no. 6 (2013): 687–703.

Weinberg, Samantha. A Fish Caught in Time. New York: HarperCollins, 2000.

Cupello, Camila, et al. “Allometric Growth in the Extant Coelacanth Lung during Ontogenetic Development.” Nature Communications 6, no. 8222 (2015): 1–5.

Biro, Peter. “The Evolutionary Reason for the Need to Secure the Airway in Anesthesiology.” Israel Medical Association Journal 13, no. 1 (2011): 5–8.

Saigusa, Hideto. “Comparative Anatomy of the Larynx and Related Structures.” Japan Medical Association 54 (2011): 241–247.

Kotpal, R.L. Modern Textbook of Zoology: Vertebrates. Meerut, India: Rastogi Publications, 2010.

Laitman, Jeffrey T., et al. “Specializations of the Human Upper Respiratory and Upper Digestive Systems as Seen through Comparative and Developmental Anatomy.” Dysphagia 8, no. 4 (1993): 318–325.

Beckers, Gabriël J.L., et al. “Vocal-Tract Filtering by Lingual Articulation in a Parrot.” Current Biology 14, no. 17 (2004): 1592–1597.

Lieberman, Philip, et al. “Tracking the Evolution of Language and Speech: Comparing Vocal Tracts to Identify Speech Capabilities.” Expedition: The Magazine of the University of Pennsylvania 49, no. 2 (2007): 15–20.

Hublin, Jean-Jacques, et al. “New Fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the Pan-African Origin of Homo sapiens.” Nature 546, no. 7657 (2017): 289–292.

Lieberman, Philip, et al. “The Evolution of Human Speech: Its Anatomical and Neural Bases.” Current Anthropology 48, no. 1 (2007): 39–66.

Higham, Tom, et al. “The Timing and Spatiotemporal Patterning of Neanderthal Disappearance.” Nature 512, no. 7514 (2014): 306–309.

Young, Terry, et al. “The Occurrence of Sleep-Disordered Breathing among Middle-Aged Adults.” New England Journal of Medicine 328, no. 17 (1993): 1230–1235.

Davidson, Terence M. “The Great Leap Forward: The Anatomic Basis for the Acquisition of Speech and Obstructive Sleep Apnea.” Sleep Medicine 4, no. 3 (2003): 185–194.

Ramaihgari, Bhavitha, et al. “Zinc Nanoparticles Enhance Brain Connectivity in the Canine Olfactory Network: Evidence from an fMRI Study in Unrestrained Awake Dogs.” Frontiers in Veterinary Science 5 (2018). doi:10.3389/fvets.2018.00127.

ЧАСТЬ II. ХРУПКИЕ ЧАСТИ

4. Две змеи в день

Stahel, Philip F., et al. “Wrong-Site and Wrong-Patient Procedures in the Universal Protocol Era: Analysis of a Prospective Database of Physician Self-Reported Occurrences.” Archives of Surgery 145, no. 10 (2010): 978–984.

Drosos, G.I., et al. “The Causes and Mechanisms of Meniscal Injuries in the Sporting and Non-Sporting Environment in an Unselected Population.” The Knee 11, no. 2 (2004): 143–149.

Drosos, G.I., et al. “The Causes and Mechanisms of Meniscal Injuries,” 143–149.

Raichlen, David A., et al. “Laetoli Footprints Preserve Earliest Direct Evidence of Human-Like Bipedal Biomechanics.” PLOS ONE 5, no. 3 (2010): e9769.doi:10.1371/journal.pone.0009769

Niemitz, Carsten. “The Evolution of the Upright Posture and Gait – A Review and a New Synthesis.” Naturwissenschaften 97, no. 3 (2010): 241–263.

WoldeGabriel, Giday, et al. “Geology and Palaeontology of the Late Miocene Middle Awash Valley, Afar Rift, Ethiopia.” Nature 412, no. 6843 (2001): 175–178.

Cuthbert, Mark O., et al. “A Spring Forward for Hominin Evolution in East Africa.” PLOS ONE 9, no. 9 (2014): e107358. doi:10.1371/journal.pone.0107358.

Niemitz, Carsten. “The Evolution of the Upright Posture and Gait,” 241–263.

Lovejoy, C. Owen. “Reexamining Human Origins in Light of Ardipithecus ramidus.” Science 326, no. 5949 (2009): 74e1–74e8. doi:10.1126/science.1175834

Sockol, Michael D., et al. “Chimpanzee Locomotor Energetics and the Origin of Human Bipedalism.” Proceedings of the National Academy of Sciences 104, no. 30 (2007): 12265–12269.

Lebel, B., et al. “Ontogeny-Phylogeny.” In The Meniscus, edited by Phillippe Beaufils and René Verdonk, 3–9. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2010.

Shad, Jimmy, et al. “Rare Disease: An Infant with Caudal Appendage.” BMJ Case Reports (2012): bcr1120115160. doi:10.1136/bcr.11.2011.5160

Schmidt, H. “Supernumerary Nipples: Prevalence, Size, Sex and Side Predilection – A Prospective Clinical Study.” European Journal of Pediatrics 157, no. 10 (1998): 821–823.

Jordan, Michael R. “Lateral Meniscal Variants: Evaluation and Treatment.” Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons 4, no. 4 (1996): 191–200.

Yaniv, Moshe, et al. “The Discoid Meniscus.” Journal of Children’s Orthopaedics 1, no. 2 (2007): 89–96.

Lebel, B., et al. “Ontogeny-Phylogeny,” 3–9.

Flouzat-Lachaniette, et al. “Discoid Medial Meniscus: Report of Four Cases and Literature Review.” Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research 97, no. 8 (2011): 826–832.

Sutton, Karen M., et al. “Anterior Cruciate Ligament Rupture: Differences between Males and Females.” Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons 21, no. 1 (2013): 41–50.

Prodromos, Chadwick C., et al. “A Meta-Analysis of the Incidence of Anterior Cruciate Ligament Tears as a Function of Gender, Sport, and a Knee Injury – Reduction Regimen.” Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery 23, no. 12 (2007): 1320–1325.

Ireland, Mary Lloyd. “The Female ACL: Why Is It More Prone to Injury?” Orthopedic Clinics 33, no. 4 (2002): 637–651.

Giugliano, Danica N., et al. “ACL Tears in Female Athletes.” Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America 18, no. 3 (2007): 417–438.

Chaudhari, Ajit M.W., et al. “Anterior Cruciate Ligament-Injured Subjects Have Smaller Anterior Cruciate Ligaments than Matched Controls: A Magnetic Resonance Imaging Study.” American Journal of Sports Medicine 37, no. 7 (2009): 1282–1287.

Voskanian, Natalie. “ACL Injury Prevention in Female Athletes: Review of the Literature and Practical Considerations in Implementing an ACL Prevention Program.” Current Reviews in Musculoskeletal Medicine 6, no. 2 (2013): 158–163.

5. Медовый праздник

Venkataraman, Vivek V., et al. “Tree Climbing and Human Evolution.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 4 (2013): 1237–1242.

Harako, R. “Ecological and Sociological Importance of Honey t the Mbuti Net Hunters Eastern Zaire, Kyoto.” African Study Monographs 1 (1981): 55–68.

Bailey, Robert Converse. The Behavioral Ecology of Efe Pygmy Men in the Ituri Forest, Zaire. No. 86. University of Michigan Museum, 1991.

Risser, Daniele, et al. “Risk of Dying after a Free Fall from Height.” Forensic Science International 78, no. 3 (1996): 187–191.

White, Tim D., et al. “Ardipithecus ramidus and the Paleobiology of Early Hominids.” Science 326, no. 5949 (2009): 64–86.

Nix, Sheree, et al. “Prevalence of Hallux Valgus in the General Population: A Systematic Review and Meta-Analysis.” Journal of Foot and Ankle Research 3, no. 21 (2010). doi.org/10.1186/1757-1146-3-21

Demenocal, Peter B. “African Climate Change and Faunal Evolution during the Pliocene – Pleistocene.” Earth and Planetary Science Letters 220, no. 1–2 (2004): 3–24.

Bramble, Dennis M., et al. “Endurance Running and the Evolution of Homo.” Nature 432, no. 7015 (2004): 345–352.

Cunningham, C.B., et al. “The Influence of Foot Posture on the Cost of Transport in Humans.” Journal of Experimental Biology 213, no. 5 (2010): 790–797.

Lieberman, Daniel E., et al. “Foot Strike Patterns and Collision Forces in Habitually Barefoot Versus Shod Runners.” Nature 463, no. 7280 (2010): 531–535.

Godin, Alfred J. Wild Mammals of New England. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1977.

Cheung, Jason Tak-Man, et al. “Consequences of Partial and Total Plantar Fascia Release: A Finite Element Study.” Foot & Ankle International 27, no. 2 (2006): 125–132.

DeSilva, Jeremy M., et al. “Lucy’s Flat Feet: The Relationship between the Ankle and Rearfoot Arching in Early Hominins.” PLOS ONE 5, no. 12 (2010): e14432. doi:10.1371/journal.pone.0014432

Young, Richard W. “Evolution of the Human Hand: The Role of Throwing and Clubbing.” Journal of Anatomy 202, no. 1 (2003): 165–174.

Persons, W. Scott, et al. “The Functional Origin of Dinosaur Bipedalism: Cumulative Evidence from Bipedally Inclined Reptiles and Disinclined Mammals.” Journal of Theoretical Biology 420 (2017): 1–7.

Turner, Alan H., et al. “Feather Quill Knobs in the Dinosaur Velociraptor.” Science 317, no. 5845 (2007): 1721.

6. У крошки большие… проблемы со спиной

Rubin, Devon I. “Epidemiology and Risk Factors for Spine Pain.” Neurologic Clinics 25, no. 2 (2007): 353–371.

Vos, Theo, et al. “Global, Regional, and National Incidence, Prevalence, and Years Lived with Disability for 301 Acute and Chronic Diseases and Injuries in 188 Countries, 1990–2013: A Systematic Analysis for the Global Burden of Disease Study 2013.” The Lancet 386, no. 9995 (2015): 743–800.

Krebs, Erin E., et al. “Effect of Opioid vs Nonopioid Medications on Pain-Related Function in Patients with Chronic Back Pain or Hip or Knee Osteoarthritis Pain: The SPACE Randomized Clinical Trial.” Journal of the American Medical Association 319, no. 9 (2018): 872–882.

Hedegaard, Holly, et al. “Drug Overdose Deaths in the United States, 1999–2015.” NCHS Data Brief, no. 273 (2017): 1–8.

Lewis, David M.G., et al. “Lumbar Curvature: A Previously Undiscovered Standard of Attractiveness.” Evolution and Human Behavior 36, no. 5 (2015): 345–350.

Whitcome, Katherine K., et al. “Fetal Load and the Evolution of Lumbar Lordosis in Bipedal Hominins.” Nature 450, no. 7172 (2007): 1075–1078.

Lin, R.M., et al. “Lumbar Lordosis: Normal Adults.” Journal of the Formosan Medical Association 91, no. 3 (1992): 329–333.

Fernand, Robert, et al. “Evaluation of Lumbar Lordosis. A Prospective and Retrospective Study.” Spine 10, no. 9 (1985): 799–803.

Lewis, David M.G., et al. “Lumbar Curvature,” 345–350.

Plomp, Kimberly A., et al. “The Ancestral Shape Hypothesis: An Evolutionary Explanation for the Occurrence of Intervertebral Disc Herniation in Humans.” BMC Evolutionary Biology 15, no. 68 (2015). doi.org/10.1186/s12862-015-0336-y

Plomp, Kimberly A., et al. “The Ancestral Shape Hypothesis.”

Risbud, Makarand V., et al. “Notochordal Cells in the Adult Intervertebral Disc: New Perspective on an Old Question.” Critical Reviews™ in Eukaryotic Gene Expression 21, no. 1 (2011): 29–41.

Hejnol, Andreas, et al. “Animal Evolution: Stiff or Squishy Notochord Origins?” Current Biology 24, no. 23 (2014): 1131–1133.

Jacob, Tamar, et al. “Physical Activities and Low Back Pain: A Community-Based Study.” Medicine & Science in Sports & Exercise 36, no. 1 (2004): 9–15.

Dijken, Christina Björck-van, et al. “Low Back Pain, Lifestyle Factors and Physical Activity: A Population-Based Study.” Journal of Rehabilitation Medicine 40, no. 10 (2008): 864–869.

Heneweer, Hans, et al. “Physical Activity and Low Back Pain: A U-Shaped Relation?” Pain 143, no. 1–2 (2009): 21–25.

Kujala, Urho M., et al. “Physical Loading and Performance as Predictors of Back Pain in Healthy Adults: A 5-Year Prospective Study.” European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 73, no. 5 (1996): 452–458.

Hartvigsen, Jan, et al. “Is Sitting-While-at-Work Associated with Low Back Pain? A Systematic, Critical Literature Review.” Scandinavian Journal of Public Health 28, no. 3 (2000): 230–239.

Smith, Peter, et al. “The Relationship between Occupational Standing and Sitting and Incident Heart Disease over a 12-Year Period in Ontario, Canada.” American Journal of Epidemiology 187, no. 1 (2017): 27–33.

Samson, David R., et al. “Chimpanzees Preferentially Select Sleeping Platform Construction Tree Species with Biomechanical Properties That Yield Stable, Firm, but Compliant Nests.” PLOS ONE 9, no. 4 (2014): e95361. doi.org/10.1371/journal.pone.0095361

Samson, David R., et al. “Chimpanzees.”

Wadley, Lyn, et al. “Middle Stone Age Bedding Construction and Settlement Patterns at Sibudu, South Africa.” Science 334, no. 6061 (2011): 1388–1391.

Samson, David R., et al. “Sleep Intensity and the Evolution of Human Cognition.” Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews 24, no. 6 (2015): 225–237.

Levy, H., et al. “Mattresses and Sleep for Patients with Low Back Pain: A Survey of Orthopaedic Surgeons.” Journal of the Southern Orthopaedic Association 5, no. 3 (1996): 185–187.

Kovacs, Francisco M., et al. “Effect of Firmness of Mattress on Chronic Non-Specific Low-Back Pain: Randomised, Double-Blind, Controlled, Multicentre Trial.” The Lancet 362, no. 9396 (2003): 1599–1604.

ЧАСТЬ III. МАЛЕНЬКОЕ СЧАСТЬЕ

7. Кровить или не кровить

Dasharathy, Sonya S., et al. “Menstrual Bleeding Patterns among Regularly Menstruating Women.” American Journal of Epidemiology 175, no. 6 (2012): 536–545.

Chiazze, Leonard, et al. “The Length and Variability of the Human Menstrual Cycle.” Journal of the American Medical Association 203, no. 6 (1968): 377–380.

Vos, Theo, et al. “Global, Regional, and National Incidence, Prevalence, and Years Lived with Disability for 301 Acute and Chronic Diseases and Injuries in 188 Countries, 1990–2013: A Systematic Analysis for the Global Burden of Disease Study 2013.” The Lancet 386, no. 9995 (2015): 743–800.

Wilkins, L., et al. “Macrogenitosomia Precox Associated with Hyperplasia of the Androgenic Tissue of the Adrenal and Death from Corticoadrenal Insufficiency Case Report.” Endocrinology 26, no. 3 (1940): 385–395.

Khan, Yasir, et al. “Pica in Iron Deficiency: A Case Series.” Journal of Medical Case Reports 4, no. 86 (2010). doi.org/10.1186/1752-1947-4-86

Milman, Nils. “Serum Ferritin in Danes: Studies of Iron Status from Infancy to Old Age, During Blood Donation and Pregnancy.” International Journal of Hematology 63, no. 2 (1996): 103–135.

Wilson, Don E., et al. Mammal Species of the World: A Taxonomic and Geographic Reference. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2005.

Strassmann, Beverly I. “The Biology of Menstruation in Homo sapiens: Total Lifetime Menses, Fecundity, and Nonsynchrony in a Natural-Fertility Population.” Current Anthropology 38, no. 1 (1997): 123–129.

Strassmann, Beverly I. “The Biology of Menstruation,” 123–129.

Rees, M. “The Age of Menarche.” ORGYN 4 (1995): 2–4.

Howdeshell, Kembra L., et al. “Environmental Toxins: Exposure to Bisphenol A Advances Puberty.” Nature 401, no. 6755 (1999): 763–764.

Лев. 15: 29–30.

Profet, Margie. “Menstruation as a Defense against Pathogens Transported by Sperm.” Quarterly Review of Biology 68, no. 3 (1993): 335–386.

Strassmann, Beverly I. “Energy Economy in the Evolution of Menstruation.” Evolutionary Anthropology 5, no. 5 (1996): 157–164.

Zhu, Ha, et al. “Endometrial Stromal Cells and Decidualized Stromal Cells: Origins, Transformation and Functions.” Gene 551, no. 1 (2014): 1–14.

Xu, X.B., et al. “Menstrual-Like Changes in Mice Are Provoked through the Pharmacologic Withdrawal of Progesterone Using Mifepristone following Induction of Decidualization.” Human Reproduction 22, no. 12 (2007): 3184–3191.

Emera, Deena, et al. “The Evolution of Menstruation: A New Model for Genetic Assimilation.” BioEssays 34, no. 1 (2012): 26–35.

Von Rango, U., et al. “Apoptosis of Extravillous Trophoblast Cells Limits the Trophoblast Invasion in Uterine but Not in Tubal Pregnancy during First Trimester.” Placenta 24, no. 10 (2003): 929–940.

Martin, Robert D. “Human Reproduction: A Comparative Background for Medical Hypotheses.” Journal of Reproductive Immunology 59, no. 2 (2003): 111–135.

Teklenburg, Gijs, et al. “Natural Selection of Human Embryos: Decidualizing Endometrial Stromal Cells Serve as Sensors of Embryo Quality upon Implantation.” PLOS ONE 5, no. 4 (2010): e10258. doi.org/10.1371/journal.pone.0010258

Salker, Madhuri, et al. “Natural Selection of Human Embryos: Impaired Decidualization of Endometrium Disables Embryo-Maternal Interactions and Causes Recurrent Pregnancy Loss.” PLOS ONE 5, no. 4 (2010): e10287. doi.org/10.1371/journal.pone.0010287

Salker, Madhuri, et al. “Natural Selection of Human Embryos.”

8. Разлука заставляет сердце любить сильнее… и пенис вонзаться глубже

Evers, Johannes L.H. “Female Subfertility.” The Lancet 360, no. 9327 (2002): 151–159.

Gibbons, Robert Alexander. A Lecture on Sterility: Its Etiology and Treatment, Etc. London: J. & A. Churchill, 1911.

Ling, Constance M., et al. “Extrapelvic Endometriosis: A Case Report and Review of the Literature.” Journal SOGC 22, no. 2 (2000): 97–100.

Lukas, Dieter, et al. “The Evolution of Infanticide by Males in Mammalian Societies.” Science 346, no. 6211 (2014): 841–844.

Van Schaik, Carel P., et al. “Mating Conflict in Primates: Infanticide, Sexual Harassment and Female Sexuality.” In Sexual Selection in Primates: New and Comparative Perspectives, edited by Peter Kappeler and Carel van Schaik, 131–150. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.

Miller, Geoffrey, et al. “Ovulatory Cycle Effects on Tip Earnings by Lap Dancers: Economic Evidence for Human Estrus?” Evolution and Human Behavior 28, no. 6 (2007): 375–381.

Kuukasjärvi, Seppo, et al. “Attractiveness of Women’s Body Odors over the Menstrual Cycle: The Role of Oral Contraceptives and Receiver Sex.” Behavioral Ecology 15, no. 4 (2004): 579–584.

Havlíček, Jan, et al. “Non‐Advertized Does Not Mean Concealed: Body Odour Changes across the Human Menstrual Cycle.” Ethology 112, no. 1 (2006): 81–90.

Miller, Saul L., et al. “Scent of a Woman: Men’s Testosterone Responses to Olfactory Ovulation Cues.” Psychological Science 21, no. 2 (2010): 276–283.

Kirchengast, S., et al. “Changes in Fat Distribution (WHR) and Body Weight across the Menstrual Cycle.” Collegium Antropologicum 26 (2002): 47–57.

Roberts, S. Craig, et al. “Female Facial Attractiveness Increases during the Fertile Phase of the Menstrual Cycle.” Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 271, no. 5 (2004): S270–S272. doi:10.1098/rsbl.2004.0174

Symonds, C.S., et al. “Effects of the Menstrual Cycle on Mood, Neurocognitive and Neuroendocrine Function in Healthy Premenopausal Women.” Psychological Medicine 34, no. 1 (2004): 93–102.

Haselton, Martie G., et al. “Ovulatory Shifts in Human Female Ornamentation: Near Ovulation, Women Dress to Impress.” Hormones and Behavior 51, no. 1 (2007): 40–45.

Kumar, A., et al. “Swinging High and Low: Why Do the Testes Hang at Different Levels? A Theory on Surface Area and Thermoregulation.” Medical Hypotheses 70 (2008): 698–708.

Gallup Jr., Gordon G., et al. “On the Origin of Descended Scrotal Testicles: The Activation Hypothesis.” Evolutionary Psychology 7, no. 4 (2009): 517–526.

Møller, Anders Pape. “Ejaculate Quality, Testes Size and Sperm Competition in Primates.” Journal of Human Evolution 17, no. 5 (1988): 479–488.

Martin, P.A., et al. “The Effect of Ratios and Numbers of Spermatozoa Mixed from Two Males on Proportions of Offspring.” Reproduction 39, no. 2 (1974): 251–258.

Harcourt, Alexander H., et al. “Testis Weight, Body Weight and Breeding System in Primates.” Nature 293, no. 5827 (1981): 55–57.

Warner, Harold, et al. “Electroejaculation of the Great Apes.” Annals of Biomedical Engineering 2, no. 4 (1974): 419–432.

Gallup Jr., Gordon G., et al. “The Human Penis as a Semen Displacement Device.” Evolution and Human Behavior 24, no. 4 (2003): 277–289.

Shackelford, Todd K., et al. “Adaptation to Sperm Competition in Humans.” Current Directions in Psychological Science 16, no. 1 (2007): 47–50.

Baker, R. Robin, et al. “Number of Sperm in Human Ejaculates Varies in Accordance with Sperm Competition Theory.” Animal Behaviour 37, no. 1–2 (1989): 867–869.

Gallup Jr., Gordon G., et al. “The Human Penis,” 277–289.

Shackelford, Todd K., et al. “Adaptation to Sperm Competition,” 47–50.

Lee, Amy, et al. “Early Human Embryos Are Naturally Aneuploid – Can That Be Corrected?” Journal of Assisted Reproduction and Genetics 34, no. 1 (2017): 15–21.

Van Echten-Arends, Jannie, et al. “Chromosomal Mosaicism in Human Preimplantation Embryos: A Systematic Review.” Human Reproduction Update 17, no. 5 (2011): 620–627.

Lee, Amy, et al. “Early Human Embryos,” 15–21.

Stewart, Elizabeth A., et al. “Epidemiology of Uterine Fibroids: A Systematic Review.” BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology 124, no. 10 (2017): 1501–1512.

Levine, Hagai, et al. “Temporal Trends in Sperm Count: A Systematic Review and Meta-Regression Analysis.” Human Reproduction Update 23, no. 6 (2017): 646–659.

9. Величайшая боль на свете

Profet, Margie. “Pregnancy Sickness as Adaptation: A Deterrent to Maternal Ingestion of Teratogens.” In The Adapted Mind: Evolutionary Psychology and the Generation of Culture, edited by J. H. Barkow, L. Cosmides, and J. Tooby, 327–366. New York: Oxford University Press, 1992.

Sherman, Paul W., et al. “Protecting Ourselves from Food: Spices and Morning Sickness May Shield Us from Toxins and Microorganisms in the Diet.” American Scientist 89, no. 2 (2001): 142–151.

Profet, Margie. “Pregnancy Sickness as Adaptation,” 327–366.

Weigel, Ronald M., et al. “Nausea and Vomiting of Early Pregnancy and Pregnancy Outcome: A Meta‐Analytical Review.” BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology 96, no. 11 (1989): 1312–1318.

Sherman, Paul W., et al. “Protecting Ourselves from Food,” 142–151.

Savitz, D.A., et al. “Ethnicity and Gestational Diabetes in New York City, 1995–2003.” BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology 115, no. 8 (2008): 969–978.

Brown, Elizabeth A., et al. “Many Ways to Die, One Way to Arrive: How Selection Acts Through Pregnancy.” Trends in Genetics 29, no. 10 (2013): 585–592.

Jolly, Matthew C., et al. “Risk Factors for Macrosomia and Its Clinical Consequences: A Study of 350,311 Pregnancies.” European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 111, no. 1 (2003): 9–14.

Robillard, Pierre-Yves, et al. “Preeclampsia/Eclampsia and the Evolution of the Human Brain.” Current Anthropology 44, no. 1 (2003): 130–135.

Martin, Robert D. “Scaling of the Mammalian Brain: The Maternal Energy Hypothesis.” Physiology 11, no. 4 (1996): 149–156.

Hodgins, Stephen. “Pre-Eclampsia as Underlying Cause for Perinatal Deaths: Time for Action.” Global Health: Science and Practice 3, no. 4 (2015): 525–527.

Sibai, Baha, et al. “Pre-Eclampsia.” The Lancet 365, no. 9461 (2005): 785–799.

Costigan, Kathleen A., et al. “Pregnancy Folklore Revisited: The Case of Heartburn and Hair.” Birth 33, no. 4 (2006): 311–314.

Hildingsson, Ingegerd, et al. “How Long Is a Normal Labor? Contemporary Patterns of Labor and Birth in a Low‐Risk Sample of 1,612 Women from Four Nordic Countries.” Birth 42, no. 4 (2015): 346–353.

Petersen, Emily E., et al. “Racial/Ethnic Disparities in Pregnancy-Related Deaths – United States, 2007–2016.” Morbidity and Mortality Weekly Report 68, no. 35 (2019): 762.

Memon, Hafsa, et al. “Pelvic Floor Disorders Following Vaginal or Cesarean Delivery.” Current Opinion in Obstetrics & Gynecology 24, no. 5 (2012): 349–354.

Nygaard, Ingrid, et al. “Prevalence of Symptomatic Pelvic Floor Disorders in US Women.” Journal of the American Medical Association 300, no. 11 (2008): 1311–1316.

Milsom, Ian, et al. “Epidemiology of Urinary Incontinence (UI) and Other Lower Urinary Tract Symptoms (LUTS), Pelvic Organ Prolapse (Pop) and Anal Incontinence (AI).” In Incontinence: 5th International Consultation on Incontinence, edited by Paul Abrams, Linda Cardozo, Saad Khoury, and Alan J. Wein, 15–107. Paris: ICUD-EAU, 2013.

Neu, Josef, et al. “Cesarean versus Vaginal Delivery: Long-Term Infant Outcomes and the Hygiene Hypothesis.” Clinics in Perinatology 38, no. 2 (2011): 321–331.

Dominguez-Bello, et al. “Partial Restoration of the Microbiota of Cesarean-Born Infants via Vaginal Microbial Transfer.” Nature Medicine 22, no. 3 (2016): 250–253.

DeSilva, Jeremy M., et al. “Neonatal Shoulder Width Suggests a Semirotational, Oblique Birth Mechanism in Australopithecus afarensis.” The Anatomical Record 300, no. 5 (2017): 890–899.

Rosenberg, Karen R., et al. “An Anthropological Perspective on the Evolutionary Context of Preeclampsia in Humans.” Journal of Reproductive Immunology 76, no. 1–2 (2007): 91–97.

Hirata, Satoshi, et al. “Mechanism of Birth in Chimpanzees: Humans Are Not Unique among Primates.” Biology Letters 7, no. 5 (2011): 686–688.

Demuru, Elisa, et al. “Is Birth Attendance a Uniquely Human Feature? New Evidence Suggests That Bonobo Females Protect and Support the Parturient.” Evolution and Human Behavior 39, no. 5 (2018): 502–510.

Young, Sharon M., et al. “The Conspicuous Absence of Placenta Consumption in Human Postpartum Females: The Fire Hypothesis.” Ecology of Food and Nutrition 51, no. 3 (2012): 198–217.

Dunsworth, Holly M. “There Is No ‘Obstetrical Dilemma’: Towards a Braver Medicine with Fewer Childbirth Interventions.” Perspectives in Biology and Medicine 61, no. 2 (2018): 249–263.

Dunsworth, Holly M., et al. “Metabolic Hypothesis for Human Altriciality.” Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 38 (2012): 15212–15216.

Ziemer, Mary M., et al. “Methods to Prevent and Manage Nipple Pain in Breastfeeding Women.” Western Journal of Nursing Research 12, no. 6 (1990): 732–744.

Vieira Borba, Vânia, et al. “Breastfeeding and Autoimmunity: Programing Health from the Beginning.” American Journal of Reproductive Immunology 79, no. 1 (2018): e12778. doi:10.1111/aji.12778

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. КИТ В ВОДЕ

Van de Waal, Erica, et al. “Potent Social Learning and Conformity Shape a Wild Primate’s Foraging Decisions.” Science 340, no. 6131 (2013): 483–485.

Allen, Jenny, et al. “Network-based Diffusion Analysis Reveals Cultural Transmission of Lobtail Feeding in Humpback Whales.” Science 340, no. 6131 (2013): 485–488.

Olkowicz, Seweryn, et al. “Birds Have Primate-Like Numbers of Neurons in the Forebrain.” Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 26 (2016): 7255–7260.

Kochiyama, Takanori, et al. “Reconstructing the Neanderthal Brain Using Computational Anatomy.” Scientific Reports 8, no. 1 (2018): 6296.

Marino, Lori, et al. “Origin and Evolution of Large Brains in Toothed Whales.” The Anatomical Record Part A: Discoveries in Molecular, Cellular, and Evolutionary Biology: An Official Publication of the American Association of Anatomists 281, no. 2 (2004): 1247–1255.

Научно-популярное издание

Серия «Науки о Земле и космосе»

Александр Беззеридес

Ловушка эволюции

Почему наше тело болит

Перевод с английского к. б. н. Дмитрия Румянцева

Заведующая редакцией Юлия Данник

Шеф-редактор Павел Костюк

Ответственный редактор Павел Здешнев

Редактор Елизавета Фомина

Дизайн обложки Дмитрия Агапонова

Технический редактор Мариетта Караматозян

Корректоры Серафима Довгань, Ирина Гончарова

Компьютерная верстка Людмилы Быковой

PR-менеджер Анна Юджел

Общероссийский классификатор продукции

ОК-034–2014 (КПЕС 2008): 58.11.1 – книги, брошюры печатные

Подписано в печать 00.00.2025. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 23.

Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура Newton

Тираж 2000 экз. Заказ №.

Произведено в Российской Федерации

Изготовлено в 2025 году

Изготовитель: ООО «Издательство АСТ»

129085, РФ, г. Москва, Звёздный бульвар, д. 21, стр. 1, ком. 705, пом. I, 7 этаж

Наш электронный адрес: www.ast.ru; E-mail: ask@ast.ru

«Баспа Аста» деген ООО

129085, Мәскеу қ., Звёздный бульвары, 21-үй, 1-құрылыс, 705-бөлме, I жай, 7-қабат.

Біздің электрондық мекенжайымыз: www.ast.ru

Интернет-магазин: www.book24.kz; Интернет-дүкен: www.book24.kz

Импортер в Республику Казахстан ТОО «РДЦ-Алматы».

Қазақстан Республикасындағы импорттаушы «РДЦ-Алматы» ЖШС.

Дистрибьютор и представитель по приему претензий на продукцию в республике Казахстан: ТОО «РДЦ-Алматы»

Қазақстан Республикасында дистрибьютор және өнім бойынша арыз-талаптарды қабылдаушының өкілі

«РДЦ-Алматы» ЖШС, Алматы қ., Домбровский көш., 3«а», литер Б, офис 1.

Тел.: 8 (727) 2 51 59 89,90,91,92; Факс: 8 (727) 251 58 12, вн. 107; E-mail: RDC-Almaty@eksmo.kz

Өнімнің жарамдылық мерзімі шектелмеген. Өндірген мемлекет: Ресей

Примечания

1

Pauli, Jonathan N., et al. “A Syndrome of Mutualism Reinforces the Lifestyle of a Sloth.” Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 281, no. 1778 (2014): 20133006. doi:10.1098/rspb.2013.3006

2

Касательно вопроса о том, что появилось раньше, курица или яйцо, все данные указывают на существование яиц задолго до того, как появились куры. Птицы – это всего лишь летающие рептилии. На протяжении многих миллионов лет существовали откладывавшие яйца рептилии, которые не являлись птицами, прежде чем появилось что-то вроде причудливой пернатой курицы.

3

Fraser, Gareth J., et al. “The Odontode Explosion: The Origin of Tooth‐Like Structures in Vertebrates.” BioEssays 32, no. 9 (2010): 808–817.

4

Johanson, Zerina, et al. “Origin and Evolution of Gnathostome Dentitions: A Question of Teeth and Pharyngeal Denticles in Placoderms.” Biological Reviews 80, no. 2 (2005): 303–345.

5

Zhu, Min, et al. “A Silurian Maxillate Placoderm Illuminates Jaw Evolution.” Science 354, no. 6310 (2016): 334–336.

6

Knapp, Landon, et al. “Conservation Status of the World’s Hagfish Species and the Loss of Phylogenetic Diversity and Ecosystem Function.” Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 21, no. 5 (2011): 401–411.

7

Подробное описание тиктаалика и событий, связанных с его открытием, можно найти в книге Shubin, Neil, Your Inner Fish. New York: Vintage Books, 2009. [Нил Шубин: Внутренняя рыба. М., Астрель: Корпус, 2012.]

8

Виргинский опоссум возглавляет список животных Северной Америки с 50 зубами. Также это единственное североамериканское сумчатое животное, встречающееся к северу от Мексики.

9

Данные о потере зубов доступны в Интернете на странице, посвященной исследованиям Национального института стоматологических и черепно-лицевых исследований (National Institute of Dental and Craniofacial Research), находящегося под более широким покровительством Национальных институтов здравоохранения (National Institutes of Health; NIH).

10

Paganini-Hill, Annlia, et al. “Dental Health Behaviors, Dentition, and Mortality in the Elderly: The Leisure World Cohort Study.” Journal of Aging Research (2011): 2011156061. doi:10.4061/2011/256601

11

Возможно, вы слышали об этом событии как о границе K – T. Термин K – Pg заменил собой K – T, поскольку геологи отказались от использования третичного периода в качестве формального различия. Буква K используется вместо C, чтобы избежать путаницы с кембрийским или каменноугольным периодами, которые иногда обозначаются буквой C. Буква K была выбрана, потому что породы мелового периода часто содержат в своем составе мел, а греческие и немецкие слова, обозначающие мел, начинаются с буквы K (κιμωλία и krete соответственно).

12

Swindler, Daris. Primate Dentition: An Introduction to the Teeth of Non-Human Primates. Cambridge: Cambridge University Press, 2002.

13

Hammond, Ashley S., et al. “Middle Miocene Pierolapithecus Provides a First Glimpse into Early Hominid Pelvic Morphology.” Journal of Human Evolution 64, no. 6 (2013): 658–666.

14

Macho, Gabriele A., et al. “An Exploratory Study on the Combined Effects of External and Internal Morphology on Load Dissipation in Primate Capitates: Its Potential for an Understanding of the Positional and Locomotor Repertoire of Early Hominins.” Folia Primatologica 81, no. 5 (2010): 292–304.

15

Sponheimer, Matt, et al. “Isotopic Evidence of Early Hominin Diets.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 26 (2013): 10513–10518.

16

Domínguez-Rodrigo, Manuel, et al. “Cutmarked Bones from Pliocene Archaeological Sites at Gona, Afar, Ethiopia: Implications for the Function of the World’s Oldest Stone Tools.” Journal of Human Evolution 48, no. 2 (2005): 109–121.

17

Спринтеры-олимпийцы достигают максимальной скорости около 45 км/ч, а домашние кошки – 48 км/ч. Увеличьте размер котенка до гепарда, и сравнение становится смехотворным: гепарды развивают скорость свыше 112 км/ч.

18

Stedman, Hansell H., et al. “Myosin Gene Mutation Correlates with Anatomical Changes in the Human Lineage.” Nature 428, no. 6981 (2004): 415–418.

19

Berna, Francesco, et al. “Microstratigraphic Evidence of In Situ Fire in the Acheulean Strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape Province, South Africa.” Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 20 (2012): E1215–E1220. doi:10.1073/pnas.1117620109

20

Shimelmitz, Ron, et al. “‘Fire at Will’: The Emergence of Habitual Fire Use 350,000 Years Ago.” Journal of Human Evolution 77 (2014): 196–203.

21

Sandgathe, Dennis M., et al. “Timing of the Appearance of Habitual Fire Use.” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 29 (2011): E298. doi:10.1073/pnas.1106759108

22

Спустя годы после нашего неудачного эксперимента с огнем Ник во время учебы в колледже пару раз забирал сбитых на дороге оленей, чтобы быстро и экономно затариться мясом. Идея не столь уж безумная: во многих штатах действуют системы, через которые заинтересованные стороны могут приобрести сбитых на дороге животных. Обычно я люблю слабо прожаренный стейк, но если в меню присутствует вырезка сбитого на дороге животного, я прошу шеф-повара (моего брата) выбрать что-то среднее между хорошей прожаркой и прожаркой до румяной корочки.

23

Smith, Alex R., et al. “The Significance of Cooking for Early Hominin Scavenging.” Journal of Human Evolution 84 (2015): 62–70.

24

Carmody, Rachel N., et al. “Energetic Consequences of Thermal and Nonthermal Food Processing.” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 48 (2011): 19199–19203.

25

Wobber, Victoria, et al. “Great Apes Prefer Cooked Food.” Journal of Human Evolution 55, no. 2 (2008): 340–348.

26

Wu, Xiaohong, et al. “Early Pottery at 20,000 Years Ago in Xianrendong Cave, China.” Science 336, no. 6089 (2012): 1696–1700.

27

Snir, Ainit, et al. “The Origin of Cultivation and Proto-Weeds, Long before Neolithic Farming.” PLOS ONE 10, no. 7 (2015): e0131422. doi:10.1371/journal.pone.0131422

28

Pinhasi, Ron, et al. “Incongruity between Affinity Patterns Based on Mandibular and Lower Dental Dimensions Following the Transition to Agriculture in the Near East, Anatolia and Europe.” PLOS ONE 10, no. 2 (2015): e0117301.doi.org/10.1371/journal.pone.0117301

29

Brace, Loring C., et al. “Gradual Change in Human Tooth Size in the Late Pleistocene and Post-Pleistocene.” Evolution 41, no. 4 (1987): 705–720.

30

Lieberman, Daniel E., et al. “Effects of Food Processing on Masticatory Strain and Craniofacial Growth in a Retrognathic Face.” Journal of Human Evolution 46, no. 6 (2004): 655–677.

31

Ретинированный зуб – это полностью или частично сформированный зуб, не прорезавшийся или частично прорезавшийся сквозь ткани десны. – Прим. пер.

32

Lyons, Kathleen S., et al. “Of Mice, Mastodons and Men: Human-Mediated Extinctions on Four Continents.” Evolutionary Ecology Research 6, no. 3 (2004): 339–358.

33

По принятой в США шкале Снеллена. То есть человек со зрением 20/200 видит букву с 20 футов, притом что с идеальным зрением должен увидеть с 200 футов. – Прим. пер.

34

В отчетах некоммерческих организаций, таких как Совет по зрению США (Vision Council), и федеральных групп, таких как Национальный центр детского зрения и здоровья глаз (National Center for Children’s Vision and Eye Health), отмечается, что примерно каждый четвертый ребенок страдает либо близорукостью, либо дальнозоркостью, причем многие из этих детей также страдают астигматизмом.

35

Williams, Katie M., et al. “Prevalence of Refractive Error in Europe: The European Eye Epidemiology (E3) Consortium.” European Journal of Epidemiology 30, no. 4 (2015): 305–315.

36

Lamb, Trevor D., et al. “Evolution of the Vertebrate Eye: Opsins, Photoreceptors, Retina and Eye Cup.” Nature Reviews Neuroscience 8, no. 12 (2007): 960–976.

37

Поищите в Интернете «оптическая иллюзия со стрелками и стаканом воды».

38

Romer, Alfred S. “Tetrapod Limbs and Early Tetrapod Life.” Evolution 12, no. 3 (1958): 365–369.

39

Retallack, Gregory J. “Woodland Hypothesis for Devonian Tetrapod Evolution.” Journal of Geology 119, no. 3 (2011): 235–258.

40

Наберите в поисковике YouTube «илистый прыгун» и посмотрите, как прыгуны добывают корм в грязи и прыгают по суше, чтобы произвести впечатление на своих потенциальных партнеров.

41

Nakano, Tamami, et al. “Blink-Related Momentary Activation of the Default Mode Network While Viewing Videos.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 2 (2013): 702–706.

42

Bowmaker, James K. “Evolution of Vertebrate Visual Pigments.” Vision Research 48, no. 20 (2008): 2022–2041.

43

Angielczyk, K.D., et al. “Nocturnality in Synapsids Predates the Origin of Mammals by over 100 Million Years.” Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 281, no. 1793 (2014): 20141642. doi:10.1098/rspb.2014.1642

44

Jordan, Gabriele, et al. “The Dimensionality of Color Vision in Carriers of Anomalous Trichromacy.” Journal of Vision 10, no. 8 (2010): 1–19.

45

Одним из моих первых научных проектов было исследование, в котором мы с Томом Эйснером сотрудничали с группой химиков, которые изучали соединения, ответственные за образование ультрафиолетовых узоров на цветах. Том фотографировал цветы в обычном и ультрафиолетовом свете и преобразовывал УФ-излучение в оттенки синего, чтобы получить представление о том, как ультрафиолетовые изображения могут выглядеть для насекомого. Для медоносной пчелы эти узоры смешиваются с видимыми световыми узорами, образуя цвета, которые Том называл такими именами, как «пчелиный пурпурный» или «пчелиный фиолетовый» (поскольку медоносные пчелы видят не только УФ-отражение, но и отражение видимого нами цвета).

46

Eisner, Thomas, et al. “Plant Taxonomy: Ultraviolet Patterns of Flowers Visible as Fluorescent Patterns in Pressed Herbarium Specimens.” Science 179, no. 4072 (1973): 486–487.

47

Gronquist, Matthew, et al. “Attractive and Defensive Functions of the Ultraviolet Pigments of a Flower (Hypericum calycinum).” Proceedings of the National Academy of Sciences 98, no. 24 (2001): 13745–13750.

48

Douglas, R.H., et al. “The Spectral Transmission of Ocular Media Suggests Ultraviolet Sensitivity Is Widespread among Mammals.” Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 281, no. 1780 (2014): 20132995. doi:10.1098/rspb.2013.2995

49

Collier, R., et al. “The Gray Squirrel Lens Protects the Retina from Near-UV Radiation Damage.” Progress in Clinical and Biological Research 247 (1987): 571–585.

50

Dolgin, Elie. “The Myopia Boom.” Nature 519, no. 7543 (2015): 276–278.

51

Jones, Lisa A., et al. “Parental History of Myopia, Sports and Outdoor Activities, and Future Myopia.” Investigative Ophthalmology & Visual Science 48, no. 8 (2007): 3524–3532.

52

Rose, Kathryn A., et al. “Outdoor Activity Reduces the Prevalence of Myopia in Children.” Ophthalmology 115, no. 8 (2008): 1279–1285.

53

Удушье (или непреднамеренное удушение) занимает четвертое место в США после трех основных причин непреднамеренной смерти: 1) отравление (наиболее распространенный тип – передозировка), 2) дорожно-транспортные происшествия и 3) падение. Наберите в Интернете «10 ведущих причин непреднамеренных травм», чтобы узнать больше.

54

Cyr, Claude, Canadian Paediatric Society, Injury Prevention Committee. “Preventing Choking and Suffocation in Children.” Paediatrics & Child Health 17, no. 2 (2012): 91–92.

55

Griscom, N.T., et al. “Dimensions of the Growing Trachea Related to Age and Gender.” American Journal of Roentgenology 146, no. 2 (1986): 233–237.

56

American Academy of Pediatrics. “Policy Statement – Prevention of Choking among Children.” Pediatrics 125, no. 3 (2010): 601–607.

57

Ekberg, Olle, et al. “Clinical and Demographic Data in 75 Patients with Near-Fatal Choking Episodes.” Dysphagia 7, no. 4 (1992): 205–208.

58

Longo, Sarah, et al. “Homology of Lungs and Gas Bladders: Insights from Arterial Vasculature.” Journal of Morphology 274, no. 6 (2013): 687–703.

59

Weinberg, Samantha. A Fish Caught in Time. New York: HarperCollins, 2000.

60

Cupello, Camila, et al. “Allometric Growth in the Extant Coelacanth Lung during Ontogenetic Development.” Nature Communications 6, no. 8222 (2015): 1–5.

61

Biro, Peter. “The Evolutionary Reason for the Need to Secure the Airway in Anesthesiology.” Israel Medical Association Journal 13, no. 1 (2011): 5–8.

62

Saigusa, Hideto. “Comparative Anatomy of the Larynx and Related Structures.” Japan Medical Association 54 (2011): 241–247.

63

Kotpal, R.L. Modern Textbook of Zoology: Vertebrates. Meerut, India: Rastogi Publications, 2010.

64

Laitman, Jeffrey T., et al. “Specializations of the Human Upper Respiratory and Upper Digestive Systems as Seen through Comparative and Developmental Anatomy.” Dysphagia 8, no. 4 (1993): 318–325.

65

Даже в этом случае ему придется посвятить этому проекту всю свою жизнь, поскольку мы не говорим о плодовых мушках с двухнедельным циклом размножения. Кроме того, весь эксперимент будет основан на предположении, что собаки достаточно умны, чтобы говорить. Но кто знает, может, лет через 50 исследователи смогут создать первую собаку, способную рассказать нам, о чем она думает.

66

Beckers, Gabriël J.L., et al. “Vocal-Tract Filtering by Lingual Articulation in a Parrot.” Current Biology 14, no. 17 (2004): 1592–1597.

67

Lieberman, Philip, et al. “Tracking the Evolution of Language and Speech: Comparing Vocal Tracts to Identify Speech Capabilities.” Expedition: The Magazine of the University of Pennsylvania 49, no. 2 (2007): 15–20.

68

Hublin, Jean-Jacques, et al. “New Fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the Pan-African Origin of Homo sapiens.” Nature 546, no. 7657 (2017): 289–292.

69

Lieberman, Philip, et al. “The Evolution of Human Speech: Its Anatomical and Neural Bases.” Current Anthropology 48, no. 1 (2007): 39–66.

70

Higham, Tom, et al. “The Timing and Spatiotemporal Patterning of Neanderthal Disappearance.” Nature 512, no. 7514 (2014): 306–309.

71

Young, Terry, et al. “The Occurrence of Sleep-Disordered Breathing among Middle-Aged Adults.” New England Journal of Medicine 328, no. 17 (1993): 1230–1235.

72

Davidson, Terence M. “The Great Leap Forward: The Anatomic Basis for the Acquisition of Speech and Obstructive Sleep Apnea.” Sleep Medicine 4, no. 3 (2003): 185–194.

73

Ramaihgari, Bhavitha, et al. “Zinc Nanoparticles Enhance Brain Connectivity in the Canine Olfactory Network: Evidence from an fMRI Study in Unrestrained Awake Dogs.” Frontiers in Veterinary Science 5 (2018). doi:10.3389/fvets.2018.00127.

74

Мики Мантл и Джо Намат – известные игроки в американский футбол. – Прим. изд.

75

Stahel, Philip F., et al. “Wrong-Site and Wrong-Patient Procedures in the Universal Protocol Era: Analysis of a Prospective Database of Physician Self-Reported Occurrences.” Archives of Surgery 145, no. 10 (2010): 978–984.

76

Путаница сторон при хирургических операциях на удивление распространена. Одно исследование, проведенное в хирургических отделениях штата Колорадо в течение шести с половиной лет, выявило 107 случаев, когда оперировали не ту сторону, и еще 25, когда оперировали не того человека.

77

По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC), только в США ежегодно 250 000 человек получают травмы ПКС.

78

Drosos, G.I., et al. “The Causes and Mechanisms of Meniscal Injuries in the Sporting and Non-Sporting Environment in an Unselected Population.” The Knee 11, no. 2 (2004): 143–149.

79

Drosos, G.I., et al. “The Causes and Mechanisms of Meniscal Injuries,” 143–149.

80

Raichlen, David A., et al. “Laetoli Footprints Preserve Earliest Direct Evidence of Human-Like Bipedal Biomechanics.” PLOS ONE 5, no. 3 (2010): e9769.doi:10.1371/journal.pone.0009769

81

Niemitz, Carsten. “The Evolution of the Upright Posture and Gait – A Review and a New Synthesis.” Naturwissenschaften 97, no. 3 (2010): 241–263.

82

WoldeGabriel, Giday, et al. “Geology and Palaeontology of the Late Miocene Middle Awash Valley, Afar Rift, Ethiopia.” Nature 412, no. 6843 (2001): 175–178.

83

Amphibische Generalistentheorie (нем.) была предложена немецким антропологом и анатомом Карстеном Нимицем в 2000 году. – Прим. изд.

84

Cuthbert, Mark O., et al. “A Spring Forward for Hominin Evolution in East Africa.” PLOS ONE 9, no. 9 (2014): e107358. doi:10.1371/journal.pone.0107358.

85

Niemitz, Carsten. “The Evolution of the Upright Posture and Gait,” 241–263.

86

Lovejoy, C. Owen. “Reexamining Human Origins in Light of Ardipithecus ramidus.” Science 326, no. 5949 (2009): 74e1–74e8. doi:10.1126/science.1175834

87

Sockol, Michael D., et al. “Chimpanzee Locomotor Energetics and the Origin of Human Bipedalism.” Proceedings of the National Academy of Sciences 104, no. 30 (2007): 12265–12269.

88

Поищите в Интернете видео «Dan Riskin vampire bat treadmill» и оцените скачущих по беговым дорожкам летучих мышей.

89

Поищите в Интернете видео «100 метров на четвереньках», где Кеничи Ито устанавливает рекорд.

90

Lebel, B., et al. “Ontogeny-Phylogeny.” In The Meniscus, edited by Phillippe Beaufils and René Verdonk, 3–9. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2010.

91

В оригинале автор использует схожесть написания слов snack (закуска) и snake (змея). В русском переводе: «Кайли открыла дверь и вошла в свою квартиру после долгого рабочего дня. К ее большому удивлению, весь пол кухни был усыпан закусками. К ее большому удивлению, весь пол кухни был усыпан змеями. Она сразу подумала о своих детях и быстро отправилась их искать». – Прим. пер.

92

Соответствующие математические расчеты провел профессор из Университета Миннесоты Джордж Майкл Миллер.

93

Shad, Jimmy, et al. “Rare Disease: An Infant with Caudal Appendage.” BMJ Case Reports (2012): bcr1120115160. doi:10.1136/bcr.11.2011.5160

94

Schmidt, H. “Supernumerary Nipples: Prevalence, Size, Sex and Side Predilection – A Prospective Clinical Study.” European Journal of Pediatrics 157, no. 10 (1998): 821–823.

95

Jordan, Michael R. “Lateral Meniscal Variants: Evaluation and Treatment.” Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons 4, no. 4 (1996): 191–200.

96

Yaniv, Moshe, et al. “The Discoid Meniscus.” Journal of Children’s Orthopaedics 1, no. 2 (2007): 89–96.

97

Lebel, B., et al. “Ontogeny-Phylogeny,” 3–9.

98

Софтбол – командная спортивная игра, очень похожая на бейсбол, но более безопасная и требующая меньшей физической подготовки. В софтбол играют как мужчины, так и женщины. – Прим. пер.

99

Flouzat-Lachaniette, et al. “Discoid Medial Meniscus: Report of Four Cases and Literature Review.” Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research 97, no. 8 (2011): 826–832.

100

Sutton, Karen M., et al. “Anterior Cruciate Ligament Rupture: Differences between Males and Females.” Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons 21, no. 1 (2013): 41–50.

101

Prodromos, Chadwick C., et al. “A Meta-Analysis of the Incidence of Anterior Cruciate Ligament Tears as a Function of Gender, Sport, and a Knee Injury – Reduction Regimen.” Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery 23, no. 12 (2007): 1320–1325.

102

Ireland, Mary Lloyd. “The Female ACL: Why Is It More Prone to Injury?” Orthopedic Clinics 33, no. 4 (2002): 637–651.

103

Giugliano, Danica N., et al. “ACL Tears in Female Athletes.”Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America 18, no. 3 (2007): 417–438.

104

Chaudhari, Ajit M.W., et al. “Anterior Cruciate Ligament-Injured Subjects Have Smaller Anterior Cruciate Ligaments than Matched Controls: A Magnetic Resonance Imaging Study.” American Journal of Sports Medicine 37, no. 7 (2009): 1282–1287.

105

Voskanian, Natalie. “ACL Injury Prevention in Female Athletes: Review of the Literature and Practical Considerations in Implementing an ACL Prevention Program.” Current Reviews in Musculoskeletal Medicine 6, no. 2 (2013): 158–163.

106

Venkataraman, Vivek V., et al. “Tree Climbing and Human Evolution.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 4 (2013): 1237–1242.

107

Harako, R. “Ecological and Sociological Importance of Honey t the Mbuti Net Hunters Eastern Zaire, Kyoto.” African Study Monographs 1 (1981): 55–68.

108

Bailey, Robert Converse. The Behavioral Ecology of Efe Pygmy Men in the Ituri Forest, Zaire. No. 86. University of Michigan Museum, 1991.

109

Risser, Daniele, et al. “Risk of Dying after a Free Fall from Height.”Forensic Science International 78, no. 3 (1996): 187–191.

110

White, Tim D., et al. “Ardipithecus ramidus and the Paleobiology of Early Hominids.” Science 326, no. 5949 (2009): 64–86.

111

Nix, Sheree, et al. “Prevalence of Hallux Valgus in the General Population: A Systematic Review and Meta-Analysis.” Journal of Foot and Ankle Research 3, no. 21 (2010). doi.org/10.1186/1757-1146-3-21

112

Demenocal, Peter B. “African Climate Change and Faunal Evolution during the Pliocene–Pleistocene.” Earth and Planetary Science Letters 220, no. 1–2 (2004): 3–24.

113

Bramble, Dennis M., et al. “Endurance Running and the Evolution of Homo.” Nature 432, no. 7015 (2004): 345–352.

114

Cunningham, C.B., et al. “The Influence of Foot Posture on the Cost of Transport in Humans.” Journal of Experimental Biology 213, no. 5 (2010): 790–797.

115

Lieberman, Daniel E., et al. “Foot Strike Patterns and Collision Forces in Habitually Barefoot Versus Shod Runners.” Nature 463, no. 7280 (2010): 531–535.

116

Godin, Alfred J. Wild Mammals of New England. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1977.

117

К слову, я знаю, что по крайней мере некоторые маленькие человечки увлекаются такими вещами. У меня есть подруга с двумя сыновьями, делившими в детстве одну комнату на двоих. Когда младший брат был совсем маленьким и еще не был приучен к горшку, он просыпался ночью, лез в подгузник и разбрасывал его содержимое повсюду. Мне всегда казалось, что это довольно смелый ход, особенно когда в комнате находится твой старший брат. Мама решила проблему, надев ему пижаму задом наперед, из-за чего он не мог расстегнуть ее и добраться до своих боеприпасов. Этой хитрости не учат на занятиях для родителей.

118

Результат 1:59:40 не является официальным мировым рекордом. Гонка была организована в частном порядке на ровной трассе с небольшим количеством поворотов, и вместе с Кипчоге бежало несколько групп пейсеров – спортсменов, принимающих на себя сопротивление воздуха. Обувь, в которой он бежал, также вызвала споры, поскольку некоторые утверждали, что конструкция обуви предоставляет нечестное механическое преимущество. Однако это лишь вопрос времени, когда кто-то преодолеет двухчасовой барьер в официальном марафоне. На данный момент Кипчоге придется довольствоваться официальным рекордом 2:01:39, установленном на Берлинском марафоне в 2018 году.

119

Cheung, Jason Tak-Man, et al. “Consequences of Partial and Total Plantar Fascia Release: A Finite Element Study.” Foot & Ankle International 27, no. 2 (2006): 125–132.

120

DeSilva, Jeremy M., et al. “Lucy’s Flat Feet: The Relationship between the Ankle and Rearfoot Arching in Early Hominins.” PLOS ONE 5, no. 12 (2010): e14432. doi:10.1371/journal.pone.0014432

121

Young, Richard W. “Evolution of the Human Hand: The Role of Throwing and Clubbing.” Journal of Anatomy 202, no. 1 (2003): 165–174.

122

Persons, W. Scott, et al. “The Functional Origin of Dinosaur Bipedalism: Cumulative Evidence from Bipedally Inclined Reptiles and Disinclined Mammals.”Journal of Theoretical Biology 420 (2017): 1–7.

123

Turner, Alan H., et al. “Feather Quill Knobs in the Dinosaur Velociraptor.” Science 317, no. 5845 (2007): 1721.

124

Десилва написал об этом сравнении в Интернете в гостевом посте Фонда Лики (Leakey Foundation) во вкладке под названием «Зачем ходить на двух ногах?» («Why walk on two legs?»).

125

Rubin, Devon I. “Epidemiology and Risk Factors for Spine Pain.” Neurologic Clinics 25, no. 2 (2007): 353–371.

126

Vos, Theo, et al. “Global, Regional, and National Incidence, Prevalence, and Years Lived with Disability for 301 Acute and Chronic Diseases and Injuries in 188 Countries, 1990–2013: A Systematic Analysis for the Global Burden of Disease Study 2013.” The Lancet 386, no. 9995 (2015): 743–800.

127

Освещающая положение дел диаграмма из исследования журнала The Lancet была опубликована в журнале The Economist. Ее можно найти в Интернете, задав в поиске «The Economist most common causes of disability».

128

Krebs, Erin E., et al. “Effect of Opioid vs Nonopioid Medications on Pain-Related Function in Patients with Chronic Back Pain or Hip or Knee Osteoarthritis Pain: The SPACE Randomized Clinical Trial.” Journal of the American Medical Association 319, no. 9 (2018): 872–882.

129

Hedegaard, Holly, et al. “Drug Overdose Deaths in the United States, 1999–2015.” NCHS Data Brief, no. 273 (2017): 1–8.

130

Lewis, David M.G., et al. “Lumbar Curvature: A Previously Undiscovered Standard of Attractiveness.” Evolution and Human Behavior 36, no. 5 (2015): 345–350.

131

Whitcome, Katherine K., et al. “Fetal Load and the Evolution of Lumbar Lordosis in Bipedal Hominins.” Nature 450, no. 7172 (2007): 1075–1078.

132

«Oh my God, Becky, look at her butt» («О Боже, Бекки, взгляни на ее зад») – первая строка композиции Baby Got Back американского рэпера Sir Mix-a-Lot. – Прим. пер.

133

Lin, R.M., et al. “Lumbar Lordosis: Normal Adults.” Journal of the Formosan Medical Association 91, no. 3 (1992): 329–333.

134

Fernand, Robert, et al. “Evaluation of Lumbar Lordosis. A Prospective and Retrospective Study.” Spine 10, no. 9 (1985): 799–803.

135

Lewis, David M.G., et al. “Lumbar Curvature,” 345–350.

136

Plomp, Kimberly A., et al. “The Ancestral Shape Hypothesis: An Evolutionary Explanation for the Occurrence of Intervertebral Disc Herniation in Humans.” BMC Evolutionary Biology 15, no. 68 (2015). doi.org/10.1186/s12862-015-0336-y

137

Plomp, Kimberly A., et al. “The Ancestral Shape Hypothesis.”

138

Risbud, Makarand V., et al. “Notochordal Cells in the Adult Intervertebral Disc: New Perspective on an Old Question.” Critical Reviews™ in Eukaryotic Gene Expression 21, no. 1 (2011): 29–41.

139

Hejnol, Andreas, et al. “Animal Evolution: Stiff or Squishy Notochord Origins?” Current Biology 24, no. 23 (2014): 1131–1133.

140

Jacob, Tamar, et al. “Physical Activities and Low Back Pain: A Community-Based Study.” Medicine & Science in Sports & Exercise 36, no. 1 (2004): 9–15.

141

Dijken, Christina Björck-van, et al. “Low Back Pain, Lifestyle Factors and Physical Activity: A Population-Based Study.” Journal of Rehabilitation Medicine 40, no. 10 (2008): 864–869.

142

Heneweer, Hans, et al. “Physical Activity and Low Back Pain: A U-Shaped Relation?” Pain 143, no. 1–2 (2009): 21–25.

143

Kujala, Urho M., et al. “Physical Loading and Performance as Predictors of Back Pain in Healthy Adults: A 5-Year Prospective Study.” European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 73, no. 5 (1996): 452–458.

144

Hartvigsen, Jan, et al. “Is Sitting-While-at-Work Associated with Low Back Pain? A Systematic, Critical Literature Review.” Scandinavian Journal of Public Health 28, no. 3 (2000): 230–239.

145

Smith, Peter, et al. “The Relationship between Occupational Standing and Sitting and Incident Heart Disease over a 12-Year Period in Ontario, Canada.” American Journal of Epidemiology 187, no. 1 (2017): 27–33.

146

Samson, David R., et al. “Chimpanzees Preferentially Select Sleeping Platform Construction Tree Species with Biomechanical Properties That Yield Stable, Firm, but Compliant Nests.” PLOS ONE 9, no. 4 (2014): e95361. doi.org/10.1371/journal.pone.0095361

147

Samson, David R., et al. “Chimpanzees.”

148

Wadley, Lyn, et al. “Middle Stone Age Bedding Construction and Settlement Patterns at Sibudu, South Africa.” Science 334, no. 6061 (2011): 1388–1391.

149

Samson, David R., et al. “Sleep Intensity and the Evolution of Human Cognition.” Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews 24, no. 6 (2015): 225–237.

150

Levy, H., et al. “Mattresses and Sleep for Patients with Low Back Pain: A Survey of Orthopaedic Surgeons.” Journal of the Southern Orthopaedic Association 5, no. 3 (1996): 185–187.

151

Kovacs, Francisco M., et al. “Effect of Firmness of Mattress on Chronic Non-Specific Low-Back Pain: Randomised, Double-Blind, Controlled, Multicentre Trial.” The Lancet 362, no. 9396 (2003): 1599–1604.

152

Dasharathy, Sonya S., et al. “Menstrual Bleeding Patterns among Regularly Menstruating Women.” American Journal of Epidemiology 175, no. 6 (2012): 536–545.

153

Chiazze, Leonard, et al. “The Length and Variability of the Human Menstrual Cycle.” Journal of the American Medical Association 203, no. 6 (1968): 377–380.

154

Vos, Theo, et al. “Global, Regional, and National Incidence, Prevalence, and Years Lived with Disability for 301 Acute and Chronic Diseases and Injuries in 188 Countries, 1990–2013: A Systematic Analysis for the Global Burden of Disease Study 2013.” The Lancet 386, no. 9995 (2015): 743–800.

155

Wilkins, L., et al. “Macrogenitosomia Precox Associated with Hyperplasia of the Androgenic Tissue of the Adrenal and Death from Corticoadrenal Insufficiency Case Report.” Endocrinology 26, no. 3 (1940): 385–395.

156

Khan, Yasir, et al. “Pica in Iron Deficiency: A Case Series.” Journal of Medical Case Reports 4, no. 86 (2010). doi.org/10.1186/1752-1947-4-86

157

Milman, Nils. “Serum Ferritin in Danes: Studies of Iron Status from Infancy to Old Age, During Blood Donation and Pregnancy.” International Journal of Hematology 63, no. 2 (1996): 103–135.

158

Wilson, Don E., et al. Mammal Species of the World: A Taxonomic and Geographic Reference. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2005.

159

Strassmann, Beverly I. “The Biology of Menstruation in Homo sapiens: Total Lifetime Menses, Fecundity, and Nonsynchrony in a Natural-Fertility Population.” Current Anthropology 38, no. 1 (1997): 123–129.

160

Strassmann, Beverly I. “The Biology of Menstruation,” 123–129.

161

Rees, M. “The Age of Menarche.” ORGYN 4 (1995): 2–4.

162

Howdeshell, Kembra L., et al. “Environmental Toxins: Exposure to Bisphenol A Advances Puberty.” Nature 401, no. 6755 (1999): 763–764.

163

Лев. 15: 29–30.

164

Profet, Margie. “Menstruation as a Defense against Pathogens Transported by Sperm.” Quarterly Review of Biology 68, no. 3 (1993): 335–386

165

Strassmann, Beverly I. “Energy Economy in the Evolution of Menstruation.” Evolutionary Anthropology 5, no. 5 (1996): 157–164.

166

От англ. deciduous – «листопадный». – Прим. пер.

167

Zhu, Ha, et al. “Endometrial Stromal Cells and Decidualized Stromal Cells: Origins, Transformation and Functions.” Gene 551, no. 1 (2014): 1–14.

168

Xu, X.B., et al. “Menstrual-Like Changes in Mice Are Provoked through the Pharmacologic Withdrawal of Progesterone Using Mifepristone following Induction of Decidualization.” Human Reproduction 22, no. 12 (2007): 3184–3191.

169

Emera, Deena, et al. “The Evolution of Menstruation: A New Model for Genetic Assimilation.” BioEssays 34, no. 1 (2012): 26–35.

170

Von Rango, U., et al. “Apoptosis of Extravillous Trophoblast Cells Limits the Trophoblast Invasion in Uterine but Not in Tubal Pregnancy during First Trimester.” Placenta 24, no. 10 (2003): 929–940.

171

Martin, Robert D. “Human Reproduction: A Comparative Background for Medical Hypotheses.” Journal of Reproductive Immunology 59, no. 2 (2003): 111–135.

172

Teklenburg, Gijs, et al. “Natural Selection of Human Embryos: Decidualizing Endometrial Stromal Cells Serve as Sensors of Embryo Quality upon Implantation.” PLOS ONE 5, no. 4 (2010): e10258. doi.org/10.1371/journal.pone.0010258

173

Salker, Madhuri, et al. “Natural Selection of Human Embryos: Impaired Decidualization of Endometrium Disables Embryo-Maternal Interactions and Causes Recurrent Pregnancy Loss.” PLOS ONE 5, no. 4 (2010): e10287. doi.org/10.1371/journal.pone.0010287

174

Беременность считается «биохимической», если ее можно обнаружить только с помощью анализа мочи или крови на гормоны. Беременность считается «клинической», если ее можно обнаружить с помощью УЗИ (что обычно происходит на сроке от пяти до шести недель). Привычное невынашивание беременности – это термин, используемый в случае, если у женщины произошло два или более клинических прерываний беременности (выкидышей) до того, как срок беременности достиг 20 недель.

175

Salker, Madhuri, et al. “Natural Selection of Human Embryos.”

176

Evers, Johannes L.H. “Female Subfertility.” The Lancet 360, no. 9327 (2002): 151–159.

177

Gibbons, Robert Alexander. A Lecture on Sterility: Its Etiology and Treatment, Etc. London: J. & A. Churchill, 1911.

178

Ling, Constance M., et al. “Extrapelvic Endometriosis: A Case Report and Review of the Literature.” Journal SOGC 22, no. 2 (2000): 97–100.

179

Lukas, Dieter, et al. “The Evolution of Infanticide by Males in Mammalian Societies.” Science 346, no. 6211 (2014): 841–844.

180

Van Schaik, Carel P., et al. “Mating Conflict in Primates: Infanticide, Sexual Harassment and Female Sexuality.” In Sexual Selection in Primates: New and Comparative Perspectives, edited by Peter Kappeler and Carel van Schaik, 131–150. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.

181

Танец на коленях (англ. Lap dance) – общее название эротических танцев, исполняемых в ночных клубах либо на коленях у сидящего посетителя в физическом контакте с ним, либо в непосредственной близости от него. – Прим. пер.

182

Miller, Geoffrey, et al. “Ovulatory Cycle Effects on Tip Earnings by Lap Dancers: Economic Evidence for Human Estrus?” Evolution and Human Behavior 28, no. 6 (2007): 375–381.

183

Kuukasjärvi, Seppo, et al. “Attractiveness of Women’s Body Odors over the Menstrual Cycle: The Role of Oral Contraceptives and Receiver Sex.” Behavioral Ecology 15, no. 4 (2004): 579–584.

184

Havlíček, Jan, et al. “Non-Advertized Does Not Mean Concealed: Body Odour Changes across the Human Menstrual Cycle.” Ethology 112, no. 1 (2006): 81–90.

185

Miller, Saul L., et al. “Scent of a Woman: Men’s Testosterone Responses to Olfactory Ovulation Cues.” Psychological Science 21, no. 2 (2010): 276–283.

186

IRB (Institutional review board) – Институциональный наблюдательный совет, который является комитетом учреждения, следящего за тем, чтобы все исследования с участием людей проводились по все более высоким стандартам. Могу только представить, что они отлично провели время, контролируя это исследование в стриптиз-клубе.

187

Kirchengast, S., et al. “Changes in Fat Distribution (WHR) and Body Weight across the Menstrual Cycle.” Collegium Antropologicum 26 (2002): 47–57.

188

Roberts, S. Craig, et al. “Female Facial Attractiveness Increases during the Fertile Phase of the Menstrual Cycle.” Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 271, no. 5 (2004): S270–S272. doi:10.1098/rsbl.2004.0174

189

Symonds, C.S., et al. “Effects of the Menstrual Cycle on Mood, Neurocognitive and Neuroendocrine Function in Healthy Premenopausal Women.” Psychological Medicine 34, no. 1 (2004): 93–102.

190

На четырех сторонах 16 костей записаны буквы, и игроки должны составить и записать слова из 16 букв на верхних гранях костей, которые прилегают друг к другу по вертикали, горизонтали и диагонали. – Прим. изд.

191

Haselton, Martie G., et al. “Ovulatory Shifts in Human Female Ornamentation: Near Ovulation, Women Dress to Impress.” Hormones and Behavior 51, no. 1 (2007): 40–45.

192

Kumar, A., et al. “Swinging High and Low: Why Do the Testes Hang at Different Levels? A Theory on Surface Area and Thermoregulation.” Medical Hypotheses 70 (2008): 698–708.

193

Gallup Jr., Gordon G., et al. “On the Origin of Descended Scrotal Testicles: The Activation Hypothesis.” Evolutionary Psychology 7, no. 4 (2009): 517–526.

194

В отчетах указывается разброс от 3 до 6,5 сантиметра, причем большинство оценок находятся в нижней части этого диапазона.

195

Møller, Anders Pape. “Ejaculate Quality, Testes Size and Sperm Competition in Primates.” Journal of Human Evolution 17, no. 5 (1988): 479–488.

196

Martin, P.A., et al. “The Effect of Ratios and Numbers of Spermatozoa Mixed from Two Males on Proportions of Offspring.” Reproduction 39, no. 2 (1974): 251–258.

197

Harcourt, Alexander H., et al. “Testis Weight, Body Weight and Breeding System in Primates.” Nature 293, no. 5827 (1981): 55–57.

198

Warner, Harold, et al. “Electroejaculation of the Great Apes.” Annals of Biomedical Engineering 2, no. 4 (1974): 419–432.

199

Gallup Jr., Gordon G., et al. “The Human Penis as a Semen Displacement Device.” Evolution and Human Behavior 24, no. 4 (2003): 277–289.

200

Shackelford, Todd K., et al. “Adaptation to Sperm Competition in Humans.” Current Directions in Psychological Science 16, no. 1 (2007): 47–50.

201

Baker, R. Robin, et al. “Number of Sperm in Human Ejaculates Varies in Accordance with Sperm Competition Theory.” Animal Behaviour 37, no. 1–2 (1989): 867–869.

202

Gallup Jr., Gordon G., et al. “The Human Penis,” 277–289.

203

Shackelford, Todd K., et al. “Adaptation to Sperm Competition,” 47–50.

204

Lee, Amy, et al. “Early Human Embryos Are Naturally Aneuploid—Can That Be Corrected?” Journal of Assisted Reproduction and Genetics 34, no. 1 (2017): 15–21.

205

Van Echten-Arends, Jannie, et al. “Chromosomal Mosaicism in Human Preimplantation Embryos: A Systematic Review.” Human Reproduction Update 17, no. 5 (2011): 620–627.

206

Lee, Amy, et al. “Early Human Embryos,” 15–21.

207

Stewart, Elizabeth A., et al. “Epidemiology of Uterine Fibroids: A Systematic Review.” BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology 124, no. 10 (2017): 1501–1512.

208

Levine, Hagai, et al. “Temporal Trends in Sperm Count: A Systematic Review and Meta-Regression Analysis.” Human Reproduction Update 23, no. 6 (2017): 646–659.

209

Profet, Margie. “Pregnancy Sickness as Adaptation: A Deterrent to Maternal Ingestion of Teratogens.” In The Adapted Mind: Evolutionary Psychology and the Generation of Culture, edited by J. H. Barkow, L. Cosmides, and J. Tooby, 327–366. New York: Oxford University Press, 1992.

210

Sherman, Paul W., et al. “Protecting Ourselves from Food: Spices and Morning Sickness May Shield Us from Toxins and Microorganisms in the Diet.” American Scientist 89, no. 2 (2001): 142–151.

211

Profet, Margie. “Pregnancy Sickness as Adaptation,” 327–366.

212

Weigel, Ronald M., et al. “Nausea and Vomiting of Early Pregnancy and Pregnancy Outcome: A Meta-Analytical Review.”BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology 96, no. 11 (1989): 1312–1318.

213

Sherman, Paul W., et al. “Protecting Ourselves from Food,” 142–151.

214

Savitz, D.A., et al. “Ethnicity and Gestational Diabetes in New York City, 1995–2003.” BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology 115, no. 8 (2008): 969–978.

215

Brown, Elizabeth A., et al. “Many Ways to Die, One Way to Arrive: How Selection Acts Through Pregnancy.” Trends in Genetics 29, no. 10 (2013): 585–592.

216

Jolly, Matthew C., et al. “Risk Factors for Macrosomia and Its Clinical Consequences: A Study of 350,311 Pregnancies.” European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 111, no. 1 (2003): 9–14.

217

Robillard, Pierre-Yves, et al. “Preeclampsia/Eclampsia and the Evolution of the Human Brain.” Current Anthropology 44, no. 1 (2003): 130–135.

218

Martin, Robert D. “Scaling of the Mammalian Brain: The Maternal Energy Hypothesis.” Physiology 11, no. 4 (1996): 149–156.

219

Hodgins, Stephen. “Pre-Eclampsia as Underlying Cause for Perinatal Deaths: Time for Action.” Global Health: Science and Practice 3, no. 4 (2015): 525–527.

220

Sibai, Baha, et al. “Pre-Eclampsia.” The Lancet 365, no. 9461 (2005): 785–799.

221

Costigan, Kathleen A., et al. “Pregnancy Folklore Revisited: The Case of Heartburn and Hair.” Birth 33, no. 4 (2006): 311–314.

222

Очевидно, что бывают события, способные вызвать поистине невообразимый уровень боли, который мог бы превысить даже роды. Быть растерзанным медведем гризли, потерять конечность в жуткой железнодорожной катастрофе и тому подобное. Однако среди того, что происходит в течение жизни с большим процентом людей, трудно придумать что-то более болезненное, чем роды.

223

Hildingsson, Ingegerd, et al. “How Long Is a Normal Labor? Contemporary Patterns of Labor and Birth in a Low-Risk Sample of 1,612 Women from Four Nordic Countries.” Birth 42, no. 4 (2015): 346–353.

224

Petersen, Emily E., et al. “Racial/Ethnic Disparities in Pregnancy-Related Deaths—United States, 2007–2016.” Morbidity and Mortality Weekly Report 68, no. 35 (2019): 762.

225

Memon, Hafsa, et al. “Pelvic Floor Disorders Following Vaginal or Cesarean Delivery.” Current Opinion in Obstetrics & Gynecology 24, no. 5 (2012): 349–354.

226

Nygaard, Ingrid, et al. “Prevalence of Symptomatic Pelvic Floor Disorders in US Women.” Journal of the American Medical Association 300, no. 11 (2008): 1311–1316.

227

Milsom, Ian, et al. “Epidemiology of Urinary Incontinence (UI) and Other Lower Urinary Tract Symptoms (LUTS), Pelvic Organ Prolapse (Pop) and Anal Incontinence (AI).” In Incontinence: 5th International Consultation on Incontinence, edited by Paul Abrams, Linda Cardozo, Saad Khoury, and Alan J. Wein, 15–107. Paris: ICUD-EAU, 2013.

228

В исследование были включены рожавшие и нерожавшие женщины. Из 1961 участницы исследования 23,7 % страдали хотя бы одним типом дисфункции тазового дна. Неудивительно, что это заболевание реже всего встречалось у нерожавших женщин (12,8 %) и увеличивалось с количеством рожденных детей (18,4 %; 24,6 % и 32,4 % соответственно для женщин с одним, двумя, тремя и более родами).

229

Центры по контролю и профилактике заболеваний США обобщили данные. Вы можете найти их в Интернете по запросу «способ родов» (method of delivery).

230

Neu, Josef, et al. “Cesarean versus Vaginal Delivery: Long-Term Infant Outcomes and the Hygiene Hypothesis.” Clinics in Perinatology 38, no. 2 (2011): 321–331.

231

Dominguez-Bello, et al. “Partial Restoration of the Microbiota of Cesarean-Born Infants via Vaginal Microbial Transfer.” Nature Medicine 22, no. 3 (2016): 250–253.

232

DeSilva, Jeremy M., et al. “Neonatal Shoulder Width Suggests a Semirotational, Oblique Birth Mechanism in Australopithecus afarensis.” The Anatomical Record 300, no. 5 (2017): 890–899.

233

Rosenberg, Karen R., et al. “An Anthropological Perspective on the Evolutionary Context of Preeclampsia in Humans.” Journal of Reproductive Immunology 76, no. 1–2 (2007): 91–97.

234

Hirata, Satoshi, et al. “Mechanism of Birth in Chimpanzees: Humans Are Not Unique among Primates.” Biology Letters 7, no. 5 (2011): 686–688.

235

Demuru, Elisa, et al. “Is Birth Attendance a Uniquely Human Feature? New Evidence Suggests That Bonobo Females Protect and Support the Parturient.” Evolution and Human Behavior 39, no. 5 (2018): 502–510.

236

Young, Sharon M., et al. “The Conspicuous Absence of Placenta Consumption in Human Postpartum Females: The Fire Hypothesis.” Ecology of Food and Nutrition 51, no. 3 (2012): 198–217.

237

Dunsworth, Holly M. “There Is No ‘Obstetrical Dilemma’: Towards a Braver Medicine with Fewer Childbirth Interventions.” Perspectives in Biology and Medicine 61, no. 2 (2018): 249–263.

238

Дословно – «ветчина и яйцо». Название параграфа отсылает к аббревиатуре гипотезы, выдвинутой Холли Дансуорт и ее группой. – Прим ред.

239

Dunsworth, Holly M., et al. “Metabolic Hypothesis for Human Altriciality.” Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 38 (2012): 15212–15216.

240

Аббревиатура, расшифровывающаяся как humans are mammals, в переводе означает «люди – это млекопитающие». – Прим. ред.

241

В дополнение к нескольким научным статьям о гипотезе энергетики беременности и роста Дансуорт неоднократно писала на эту тему для непрофессиональной аудитории в эволюционистском блоге The Mermaid’s Tale.

242

Ziemer, Mary M., et al. “Methods to Prevent and Manage Nipple Pain in Breastfeeding Women.” Western Journal of Nursing Research 12, no. 6 (1990): 732–744.

243

Национальные институты здравоохранения США скомпилировали информацию, указания и ссылки о преимуществах грудного вскармливания. Их можно найти в Интернете по запросу «преимущества грудного вскармливания» (benefits of breastfeeding).

244

Vieira Borba, Vânia, et al. “Breastfeeding and Autoimmunity: Programing Health from the Beginning.” American Journal of Reproductive Immunology 79, no. 1 (2018): e12778. doi:10.1111/aji.12778

245

Цифры можно найти в Интернете в отчете по грудному вскармливанию Центров по контролю и профилактике заболеваний США.

246

Международная лига La Leche, от испанского la leche, что значит «молоко». – Прим. пер.

247

Van de Waal, Erica, et al. “Potent Social Learning and Conformity Shape a Wild Primate’s Foraging Decisions.” Science 340, no. 6131 (2013): 483–485.

248

Allen, Jenny, et al. “Network-based Diffusion Analysis Reveals Cultural Transmission of Lobtail Feeding in Humpback Whales.” Science 340, no. 6131 (2013): 485–488.

249

Olkowicz, Seweryn, et al. “Birds Have Primate-Like Numbers of Neurons in the Forebrain.” Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 26 (2016): 7255–7260.

250

CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) в дословном переводе с английского – «скопление разделенных регулярными промежутками коротких симметричных повторов»; группы повторяющихся последовательностей ДНК. Такой метод позволяет вносить мутации, не оставляя следов, поскольку внедряемые РНК и белок в клетке деградируют. – Прим. ред.

251

Kochiyama, Takanori, et al. “Reconstructing the Neanderthal Brain Using Computational Anatomy.” Scientific Reports 8, no. 1 (2018): 6296.

252

Калифорнийский университет в Беркли опубликовал отличную веб-страницу со ссылками, документирующими этот переход.

253

Это ответ на последний вопрос. Доставайте листочки, сверим ваши ответы с правильными. Введение (б); 1 (в); 2 (а); 3 (г); 4 (б); 5 (а); 6 (в); 7 (в); 8 (а); 9 (б); Заключение (г).

254

Marino, Lori, et al. “Origin and Evolution of Large Brains in Toothed Whales.” The Anatomical Record Part A: Discoveries in Molecular, Cellular, and Evolutionary Biology: An Official Publication of the American Association of Anatomists 281, no. 2 (2004): 1247–1255.

Content

Алекс Беззеридес
Ловушка эволюции
Почему наше тело болит

Введение Это не ваша вина

Часть I Всё в вашей голове

1 Рагу из мастодонта

2 Объективы «Рыбий глаз»

3 Вниз по пищеводу

Часть II Хрупкие части

4 Две змеи в день

5 Медовый праздник

6 У крошки большие… проблемы со спиной

Часть III Маленькое счастье

7 Кровить или не кровить

8 Разлука заставляет сердце любить сильнее… и пенис вонзаться глубже

9 Величайшая на свете боль

Заключение Кит в воде

Благодарности

Примечания

Примечания