Тело человека: строение и функции

Конечности в основном твердые, и слои мышц строятся вокруг центральных осей — костей. Туловище устроено совсем по-другому. Костная структура в данном случае расположена не в центре, а по краям. Позвоночный столб проходит дорсально, ребра загибаются по бокам, а грудина располагается вентрально. Плечевой пояс связывает верх, а тазовый пояс — низ. Мышцы, прикрепляющиеся к этим костям, также ограничиваются боками туловища, заполняя пространство между костями и образуя брюшную стенку в качестве продолжения границы, расположенной вентрально.

Внутри этого пространства, замкнутого костями и мышцами, имеется полость, в которой должны находиться внутренние органы тела. У млекопитающих, и только у млекопитающих, внутреннее пространство разделено на две части тонкой перегородкой, состоящей из мышц и сухожилий, называемой диафрагма. Спереди она присоединена к грудине, по бокам — к нижним ребрам, а сзади — к позвоночному столбу. В середине она выпячивается вперед так, что разделяет внутреннее пространство организма на меньшую верхнюю полость и большую нижнюю. Верхняя полость — это грудная клетка, нижняя — брюшная полость. Как увидим, основное содержимое грудной клетки — это легкие и сердце; основное содержимое брюшной полости — кишечник, почки и детородные органы.

Диафрагма не является герметичной перегородкой. Ряд кровеносных сосудов, нервов и даже часть пищеварительного тракта пересекают ее. Она также подвержена разрыву, когда органы брюшной полости могут высовываться наружу через ослабленный участок и образовывать диафрагмальную грыжу.

Не все полосатые мышцы, хотя и названы скелетными мышцами, присоединяются к скелету. Некоторые прикрепляются к фасции под кожей. У лошади на теле таких мышц много, как мы можем видеть, когда она подергивает кожей то в одном месте, то в другом, чтобы согнать насекомых. Мы утратили такую способность, но до сих пор сохранили функции множества мышц под кожей лица до такой степени, что они у нас гораздо заметнее, чем у других животных. Именно эти лицевые мышцы позволяют нам смеяться, хмуриться, поджимать губы, морщить нос и придают нашим чертам лица подвижность и выразительность.

У нас есть даже небольшие мышцы, изначально предназначенные для движения ушей. У животных, таких, как собаки и лошади, эти мышцы наиболее функциональны при повороте внешней, похожей на раструб, части уха в направлении какого-либо звука. Наши уши больше не имеют сходства с раструбом, и большинство людей не может пользоваться ушными мышцами. Однако у некоторых личностей сохранилась такая функция, и они умеют шевелить ушами — достоинство, которое вызывает неизменное восхищение тех из нас, кто лишен такой исключительной способности.

Мышцы уха или, если уж на то пошло, косточки копчика представляют собой органы, которые были полезны нашим давно вымершим предкам (со стоячими ушами и длинными хвостами), но совершенно бесполезны для нас. Это рудиментарные органы (от латинского слова «след, отпечаток»). Подобно следам, они показывают, что некто когда-то прошел этой дорогой.

Глава 5 Легкие

Подача кислорода

Сокращение мышц, а также почти все другие жизненно важные процессы требуют расхода энергии. Источником этой энергии служат химические реакции, которые происходят внутри клеток, и самые важные из них с точки зрения энергии — это реакции, в которых участвует кислород.

Начнем с того, что современные теории происхождения жизни наверняка выдвигают предположение о том, что на нашей планете было мало или не было совсем свободного кислорода, доступного живым организмам. Однако с появлением растительности возник процесс фотосинтеза, при котором используется энергия солнечного излучения для разложения воды на водород и кислород. Водород способствует превращению двуокиси углерода сначала в углеводы, а затем во все остальные органические составляющие живой ткани. Кислород высвобождается в атмосферу, а после того, как зеленые растения размножились и покрыли поверхность Земли, атмосфера медленно наполнилась кислородом.

Тогда по крайней мере миллиард лет атмосфера Земли содержала значительную часть свободного кислорода (сейчас в ней 21 процент кислорода). Клетки свободно существовали на нем все это время, сочетая его с пищей для выработки энергии, в то время как зеленая растительность продолжала использовать солнечную энергию для восстановления кислорода в воздухе. В результате возник точный баланс, который, как мы надеемся, сохранится на неопределенно долгое время.