Плацента

Первые млекопитающие имели не полностью развитой механизм яйцеживорождения. Мы знаем об этом, потому что некоторые из них сохранились до наших дней, правда только в Австралии и Новой Гвинее. Эти страны отделились от Азии еще до того, как появились высшие и более эффективные виды млекопитающих. Избежав конкуренции с появившимися позднее, первые млекопитающие выжили на этом отдаленном континенте. В других местах им выжить не удалось. Когда первые исследователи Австралии вернулись с отчетами о животных с волосяным покровом (и, следовательно, млекопитающих), которые, тем не менее, откладывают яйца, их подняли на смех, но оказалось, что они говорили правду. Эти яйцекладущие млекопитающие помещены в отдельный подкласс – яйцекладущие млекопитающие, лишенные плаценты (prototheria, что по-гречески значит «первые животные»). Их яйца не совсем заканчивают свое развитие к тому времени, как появляются из материнского тела, и поэтому их нужно высиживать на последних стадиях развития.

Яйцекладущие млекопитающие, лишенные плаценты, ко всему прочему проявляют и другие примитивные характерные черты. Они являются несовершенными теплокровными, и, хотя и выделяют молоко, один из видов таких животных, утконос, не имеет сосков. Более того, мочеиспускательный канал, прямая кишка и родовой канал этих самых яйцекладущих, лишенных плаценты, вливаются в один общий канал с одним отверстием во внешний мир. Этот единственный канал называется клоака (что по-латыни значит «сточная труба»). Клоака вообще-то существует и у других классов позвоночных, но то, что она имеется у млекопитающего, явление необычное. Все млекопитающие, за исключением яйцекладущих, лишенных плаценты, имеют более одного отверстия из таза во внешний мир. Разнообразные выжившие члены этого семейства поэтому были все сразу отнесены к одноапертурным, или monotremata (что по-гречески означает «одно отверстие»).

Представителями второго подкласса млекопитающих являются metatheria (что по-гречески означает «промежуточное животное»), и они яйцеживородящие. Яйцо уменьшилось в размерах, и период развития внутри яйца, следовательно, тоже сократился. Детеныш выходит из яйца до того, как яйцо откладывается, поэтому живой детеныш появляется из родового канала. Однако сокращение срока развития привело к тому, что детеныш рождается слишком недоразвитым, чтобы мог существовать самостоятельно. У него хватает сил только на то, чтобы проделать путь по шерсти матери в сумку на животе и забраться внутрь. Там он прикрепляется к соску и остается в таком состоянии до тех пор, пока не разовьется полностью. То, что не закончилось в яйце, завершается в сумке, и это почти возвращение к стадии личинки. Из-за наличия сумки все виды этого подкласса отнесены к сумчатым.

Хотя сумчатым повезло больше, чем одноапертурным, и они сохранились до сегодняшнего дня в большом разнообразии видов, устройство сумки было хуже, чем то, которое последует за этим, так что почти все сумчатые (кенгуру наиболее наглядный пример), подобно одноапертурным, ограничиваются Австралией и близлежащими островами. Единственным сумчатым, обитающим вне данной местности, является американский опоссум, и он выжил только благодаря плодовитости.

Хотя млекопитающие впервые появились относительно рано – в период расцвета рептилий, – они оставались ничем не выдающимися маленькими животными десятки миллионов лет, на протяжении которых повсюду доминировали рептилии. Суетливые млекопитающие не давали никакого повода предполагать, что в будущем станут хозяевами планеты, и одной из причин, возможно, было то, что они все являлись представителями или prototheria, или metatheria, или же третьей непримечательной и примитивной группы, которая сейчас вымерла.

Только после климатических изменений, возвестивших конец мезозоя, возникла последняя группа млекопитающих, единственная, которая на протяжении долгого времени оказалась действительно преуспевающей. Эти млекопитающие входили в подкласс eutheria (что по-гречески означает «истинное животное»). Входящими в подкласс истинных животных прогресс metatheria был доведен до конца. Яйцо становилось еще меньше, пока не достигло размера булавочной головки, что даже меньше, чем икринки большинства рыб. Для любого животного, столь сложного, как млекопитающее, было невозможно образовать такое яйцо с запасом жизненных сил, которых хватит хотя бы для того, чтобы добраться до сумки. Поэтому решением было оставить его внутри тела и кормить там. Другими словами, развивающееся яйцо eutheria прикрепляется к стенке родового канала, который образовался в форме растяжимой сумки, или матки, предназначенной для размещения развивающегося яйца или яиц, а также для роста в нем развивающегося детеныша.

Оболочки, которые окружают все амниотические яйца у eutherians, модифицировались в орган, который облегает внутреннюю поверхность матки. Это – плацента (что по-гречески значит «лепешка», потому что она плоская и широкая, как блин). У сумчатых, некоторых рептилий и акул и даже у некоторых беспозвоночных образовался орган с функциями, подобными тем, которые выполняет плацента в процессе развития яиц, но только у истинных животных он действительно достиг полного развития, и мы сами конечно же пополнили ряды истинных животных. Плацента богато снабжена кровеносными сосудами, образовавшимися у эмбриона[13], в то время как стенки родового канала в равной степени хорошо снабжены кровеносными сосудами, образовавшимися у матери. Определенно, здесь нет безусловно прямой связи. Кровь не перетекает от матери к эмбриону или наоборот. Однако глюкоза, кислород, аминокислоты – все составляющие жизни – поступают из кровеносных сосудов матери в сосуды эмбриона, а двуокись углерода, мочевина и все отходы, образуемые эмбрионом, просачиваются через кровоток матери.

Две артерии ведут от эмбриона по узкому пупочному канатику, или пуповине, к плаценте, где разделяются на многочисленные капилляры. Они снова собираются в вену, которая отводит кровь назад через пуповину. Естественно, именно эта вена песет артериальную кровь, обогащенную кислородом, взятым из кровотока матери.

Артерии пуповины несут венозную кровь. (Это аналогично ситуации с легочной артерией и венами у способного к самостоятельной жизни человека (см. главу 6), а также логично, поскольку у эмбриона плацента выполняет ту же функцию, что и легкие у независимо существующего человека.)

Развивающийся детеныш обладает формой гемоглобина, несколько отличающейся от обычного. Такой гемоглобин образует более тесную связь с кислородом, чем гемоглобин взрослого человека, ведь кислород, так сказать, отрывается от гемоглобина матери гемоглобином плода и легко проникает через оболочки от матери к плоду, но не наоборот. Гемоглобин плода начинает заменяться гемоглобином взрослого еще до рождения, и этот процесс завершается через четыре месяца после рождения.

Когда детеныш появляется из матки, плацента и другие оболочки выходят как послед, или детское место. Пуповина отрывается, но место, к которому она когда-то была прикреплена, у человека ясно видно. Это – пупок, или пуп.

Имеющих плаценту истинных животных иногда называют плацентарными млекопитающими. Иногда также eutherians и metatherians объединены в один подкласс theria (по-гречески «животные») и считаются отдельными группами этого подкласса, но подобные усовершенствования классификации нас с вами не касаются.