Руки

Череп, позвоночный столб, ребра и грудина, вместе взятые, представляют собой осевой скелет, образующий ось тела. С точки зрения эволюции это был первоначальный скелет. Кости конечностей и структуры, относящиеся к ним, образуют добавочный скелет (что по-латыни значит «свисать»), поскольку конечности действительно, так сказать, «свисают» прямо с туловища. Иначе говоря, они придатки. Изначально добавочный скелет был небольшим по сравнению с осевым скелетом, поскольку, впервые появившись у поздних пластинчатых и ранних акул, он был нужен только для обрамления похожих на обрубки плавников.

У четвероногих конечности должны были стать больше и сильнее, чтобы поддерживать тело, противодействуя силе гравитации, и эта тенденция продолжалась у млекопитающих. Более длинные конечности приподняли туловище вместе с головой и органами чувств над землей, отчего поле зрения стало больше, а возможности слышать на большем расстоянии и распознавать запахи шире. Более того, чем длиннее ноги, тем быстрее движения в чрезвычайных обстоятельствах. Длинноногое животное может бегать быстрее, чем коротконогое, что ценно как при преследовании, так и при погоне. Это закономерно также и для нелетающих птиц – вспомним, к примеру, длинноногого страуса.

Человек разделяет эту тенденцию с млекопитающими, поэтому ноги у нас длиннее туловища, а в добавочном скелете находится больше костей, чем в осевом. Именно костям ног человек в большей мере обязан различиями в росте. Человеческий позвоночник имеет длину в среднем 28 дюймов у мужчин и 24 дюйма у женщин, с на удивление небольшими различиями от человека к человеку. Именно лишняя длина или ее недостаток в костях ног ответственны за разницу в росте. Вы можете убедиться в этом своими глазами, если посмотрите на группу не отличающихся друг от друга сидящих людей, которые, встав, вдруг становятся совершенно разными по росту.

У разнообразных четвероногих конечности подверглись модификациям, подходящим образу жизни определенного существа. В случае с млекопитающими, которые вернулись к водному образу жизни, конечности вновь приобрели почти рыбообразную обрубковость и стали ластами (у китов и морских коров задние конечности полностью исчезли, по крайней мере насколько это касается любого внешнего доказательства).

У птиц и летучих мышей передние конечности модифицировались в крылья, и в случаях, когда птицы теряли зрение, эти крылья уменьшались. А у новозеландской птицы киви они почти исчезли. У животных, которые скачут или прыгают, таких, например, как кенгуру, в виде излюбленного средства передвижения несколько увеличились задние конечности, а у тех, которые качаются на ветках деревьев, подобно гиббону, сильнее развиты передние конечности.

Однако все животные сохранили одинаковую базовую костную схему. Именно основное сходство кости человеческой руки, китового плавника, крыла летучей мыши и медвежьей лапы одно из наиболее поразительных проявлений близкого родства у позвоночных.

И в случае с конечностями, так же как с зубами, человеческое существо не специализировано. За исключением удлинения некоторых костей, руки современного человека остаются в высшей степени подобны конечностям, которые имели древние четвероногие.

Кости руки соединены с осевым скелетом посредством двух пар костей в верхней части туловища – одной пары впереди и другой сзади. Те, что расположены сзади, – это лопатки – широкие плоские кости, которые выступают под кожей, подобно сложенным крыльям. Официальное название лопатка получила из-за схожести с рабочей поверхностью лопаты. Лопатка проходит дорсально относительно ребер, но не соприкасается с ними, поскольку между ними находится связывающий слой мышц.

Пара костей впереди, проходящая вентрально по отношению к грудной клетке и сразу же над первым ребром, – это ключицы. Вы можете нащупать их у основания шеи. Это длинные узкие кости, слегка изогнутые, подобно латинской строчной букве «f», изображенной курсивом. Некоторым кажется, что по форме они походят на старомодный ключик, что и отразилось в ее общеизвестном названии – ключица. Конец ключицы рядом со средней линией тела примыкает к верхнему краю грудины, а другой ее конец примыкает к лопатке. Ключица – это важный элемент детского суеверия, так как у птиц эта пара косточек крепко соединена, образуя всем знакомую V-образную дужку – «косточку загадывания желаний».

Если вы посмотрите на эти кости сверху, они покажутся образующими двойной серп, почти окружающий верхнюю часть тела. Это не полный круг, поскольку имеется небольшой пробел размером около дюйма между двумя ключицами и несколько больший – между двумя лопатками. Однако если вы примете во внимание грудину и позвонки между ними, то можете считать все кости грудным поясом.

К грудному поясу примыкают кости самой руки. Руки делятся на три сегмента – плечо, предплечье и кисть. Ноги человека и фактически все конечности четвероногих точно так же делятся на три части.

При описании строения конечностей полезны прилагательные «проксимальный» (что по-латыни означает ближайший) и дистальный (возможно, этот термин произошел от слова «дистанция»). Та часть конечности или любого вытянутого органа, которая является ближайшей к туловищу или середине тела, – это проксимальная часть. Противоположный конец будет дистальной частью. Так, плечо – это проксимальная часть, кисть – дистальная, а предплечье – промежуточное звено.

У всех четвероногих проксимальная часть конечности содержит только одну кость, в то время как промежуточная – две. Это правило верно и для человеческой руки. По мере того как удлиняются конечности, эти кости тоже удлиняются и становятся длинными костями тела.

Плечо содержит одну длинную кость – humerus (что по-гречески означает «плечо»), или плечевую кость[6]. Предплечье содержит две длинные кости – radius (от латинского слова «луч»), или лучевую кость, и ulna (что по-латыни означает «локоть»), или локтевую кость. Лучевая кость, что следует из ее названия, исходит из центра наружу, а слово «radius» изначально обозначало спицу колеса. Лучевая кость предплечья явно кажется достаточно прямой, чтобы быть такой спицей, отсюда и ее название. Локтевая кость тоже названа соответственно – она действительно та самая кость, что заканчивается локтевым суставом.

Дистальная часть конечности содержит много костей, точнее, 27. Такая ситуация восходит к тем временам, когда похожие на обрубки конечности были сглажены большим количеством небольших, неправильной формы косточек. Всего одна кость превратила бы плавник в негибкое и неэффективное весло. Одиночная цепочка костей позволила бы ему сгибаться точно так же, как сгибается наш позвоночный столб, но только как единое целое. Некоторые кости развернулись в две плоскости – в длину и ширину – и приобрели способность скользить друг относительно друга до определенной степени, что ввело двухмерную гибкость и обеспечило сложность маневра, необходимого для эффективного управления. Три из этих костей удлинились и образовали более вытянутые верхние и нижние конечности, необходимые четвероногому животному, но дистальная часть конечностей сохранила оставшиеся косточки.

Когда первые амфибии выбрались на грязные приливные просторы и стали жить на суше, им потребовалась не только более энергичная поддержка их конечностей, но также и расширенная поверхность там, где конечность соприкасалась с землей, чтобы предохранить ее от погружения в жидкую грязь, – эффект, похожий на тот, что дают снегоступы.

Для этой цели небольшие косточки в дистальном конце конечности расплющились (вероятно, между ними имелись перепонки), чтобы более равномерно распределять массу тела при наступании на грязь. У каждой конечности появилось несколько косточек-пальцев, и изначальное их число у примитивных животных было по пять на каждой конечности. Кажется, особой причины, почему их должно быть именно пять, нет, но так уж получилось, и ни одно четвероногое не имеет больше пяти пальцев на любой из конечностей.

Зачастую в процессе эволюции наблюдается тенденция к снижению числа пальцев. Тем, кто обитает на твердой почве, расширенная конечность нужна в гораздо меньшей степени. Вместо этого куда важнее обзавестись мясистой подушечкой или ороговевшей оболочкой, чтобы они смягчали толчки и удары, позволяли совершать скачки, которые сопровождают быстрый бег. У тех, у кого развилась подушечка, пальцы уменьшились в размере и стали простым устройством для когтей, как у кошки. У тех же, у кого образовалась ороговевшая оболочка (копыта), число пальцев имеет тенденцию снижаться, чтобы отдельное копыто могло стать больше и сильнее. У носорога осталось всего три пальца, у крупного рогатого скота, оленей и жвачных животных их в основном по два, лошадь и родственные им животные довели этот процесс до логического завершения и имеют всего один ороговевший палец на каждой конечности.

Человеческая рука сохранила пять длинных маневренных пальцев. Конечно, нам они нужны совсем не для поддержания тела на топкой поверхности. Скорее мы превратили руку в превосходный орган манипуляции, несравненно лучший из такого сорта во всем царстве живого – с четырьмя проворными пальцами и большим пальцем напротив так, что вместе они могут использоваться для изящного захвата или крепкого сжатия, скручивания, изгиба, для того, чтобы тянуть или толкать, а также играть на пианино или стучать по клавишам пишущей машинки.

Костное строение первобытного плавника сохранилось в запястье, где восемь неправильной формы косточек, расположенные в два ряда по четыре в каждом (все близко прилегающие друг к другу), способствуют гибкости. Запястье может легко сгибаться вперед и назад и несколько ограниченно влево и вправо.

Эти восемь косточек являются запястными костями, а по отдельности они названы в зависимости от того, что каждая кость напомнила цветистому воображению древних анатомов. Это – ладьевидная кость, лунообразная, трехгранная кость (запястья), гороховидная, большая многоугловая, малая многоугловая, головчатая (то есть в форме головки) и крючковидная кость запястья.

Сама кисть состоит из 19 костей, расположенных в пять рядов. Четыре ряда содержат по 4 косточки, пятый – по 3. Пять косточек, которые примыкают к запястным, – это пястные косточки. Их окружают мягкие ткани, и они образуют ладонь кисти, довольно легко прощупать пять отдельных косточек под кожей с тыльной стороны руки. Пястные кости пронумерованы от единицы до пяти, начиная от большого пальца. Вторая, третья, четвертая и пятая пястные кости фактически параллельны и неподвижны, а первая расположена под углом к ним и имеет ограниченную подвижность.

К пястным костям примыкают фаланги пальцев. Фалангой в Древней Греции назывался замкнутый боевой порядок солдат, стоящих бок о бок. Косточки пальцев, расположенные в столь же тесном порядке, напоминали древнегреческую фалангу, поэтому и получили такое название. Каждый палец, за исключением большого, состоит из трех фаланг, уменьшающихся по мере продолжения дистально. У большого пальца только две фаланги. Некоторые анатомы находят возможным считать, что большой палец имеет тоже три фаланги, принимая за фалангу первую пястную кость. Будь это так, первая фаланга большого пальца соединялась бы непосредственно с запястной костью, и тогда насчитывалось бы только четыре пястных кости вместо пяти.

(Отсутствие плоти у скелета позволяет пястным костям прибавить длину фалангам, и рука скелета имеет неправдоподобно длинные пальцы. То, что кажется у скелета ладонью, в действительности запястье.)

Между прочим, каждый палец имеет официальное анатомическое название. Большой палец, или pollex, по-латыни «сильный», потому что он сильнее остальных пальцев, вы убедитесь в этом, если захотите воткнуть кнопку в деревяшку, наверняка удобнее всего это окажется сделать большим пальцем, нежели каким-либо другим. Остальные четыре пальца называются по порядку: указательный, средний, безымянный и мизинец.