Зачем человеку хвост, а курам — зубы: секреты атавизмом и рудиментов
На протяжении эволюции животные постоянно менялись, и новые факторы окружающей среды не перестают запускать процесс изменений в их телах снова и снова. Человек произошел от обезьяны, а она, в свою очередь, от других млекопитающих. Долгие миллионы лет изменений не могли не оставить следов в нашем теле. По этим следам — органам и различным придаткам — мы можем проследить путь эволюции, но человеку эти части уже совершенно не нужны. В научном сообществе их называют атавизмами и рудиментами. Разберемся, что они и
Что такое атавизмы и рудименты?
Речь идет об атавизмах и рудиментах — эти понятия часто соседствуют друг с другом, иногда вызывают путаницу и имеют разную природу. Простейший и, наверно, самый известный пример, в котором соседствуют оба понятия, относится к, так сказать, нижней части человеческого тела. Копчик, окончание позвоночника, в котором срослись несколько позвонков, признан рудиментарным. Это рудимент хвоста. Хвост, как известно, есть у многих позвоночных, но нам, Homo sapiens, он вроде бы и ни к чему. Однако природа зачем-то сохранила человеку остаток этого некогда функционального органа. Младенцы с настоящим хвостом крайне редко, но все же рождаются. Иногда это просто выступ, наполненный жировой тканью, порой хвост содержит в себе преобразованные позвонки, и его обладатель даже способен шевелить своим нежданным приобретением. В данном случае можно говорить об атавизме, о проявлении в фенотипе органа, который был у далеких предков, но отсутствовал у ближайших.
Итак, рудимент — норма, атавизм — отклонение. Живые существа с атавистическими отклонениями выглядят порой пугающе и в силу этого, а также по причине редкости явления вызывают большой интерес со стороны широкой публики. Но еще больше атавизмами интересуются ученые-эволюционисты, и именно потому, что эти «уродства» дают интересные подсказки по истории жизни на Земле.
Тайна, скрытая в яйце
Ни у одной из современных птиц нет зубов. Точнее, так: есть птицы, например некоторые виды гусей, которые имеют в клюве ряд мелких острых выростов. Но, как говорят биологи, эти «зубы» не гомологичны настоящим зубам, а являются именно выростами, которые помогают удерживать в клюве, например, скользкую рыбину. При этом у предков птиц зубы обязательно должны были быть, ведь они потомки теропод, хищных динозавров. Известны и останки ископаемых птиц, у которых зубы наличествовали. Точно не понятно, по каким причинам (возможно, из-за изменения типа питания или в целях облегчения тела для полета) естественный отбор лишил птиц зубов, и можно было бы предположить, что в геноме современных пернатых генов, отвечающих за формирование зубов, уже не осталось. Но это оказалось неправдой. Причем задолго до того, как человечество что-то узнало о генах, в начале XIX века догадку о том, что и современные птицы могут отращивать подобие зубов, высказал французский зоолог Этьен Жоффруа Сент-Илер. Он наблюдал некие выросты на клюве эмбрионов попугаев. Это открытие вызвало сомнения и толки и было в конце концов забыто.
А в 2006 году американский биолог Мэтью Харрис из Университета штата Висконсин заметил на конце клюва эмбриона курицы выросты, напоминающие зубы. Эмбрион был подвержен смертельной генетической мутации talpid 2 и не имел шансов дожить до вылупления из яйца. Однако за время этой короткой жизни в клюве несостоявшегося цыпленка выработались два типа тканей, из которых формируются зубы. Строительный материал для подобных тканей гены современных птиц не кодируют — эта способность была утрачена предками пернатых десятки миллионов лет назад. Зародыши зубов у эмбриона курицы не были похожи на тупоконечные моляры млекопитающих — они имели заостренную коническую форму, совсем как у крокодилов, которые, как динозавры и птицы, включаются в группу архозавров. Кстати, выращивать моляры у куриц пробовали и успешно, когда методом генной инженерии внедряли в куриный геном гены, отвечающие за развитие зубов у мышей. Но зубы эмбриона, которого исследовал Харрис, появились без всякого постороннего вмешательства.
«Зубные» ткани возникали благодаря чисто куриным генам. Значит, эти гены, не проявлявшиеся в фенотипе, дремали где-то в глубине генома, и лишь фатальная мутация их пробудила. Для подтверждения своего предположения Харрис провел эксперимент с уже вылупившимися цыплятами. Он заразил их вирусом, искусственно созданным методом генной инженерии, — вирус имитировал молекулярные сигналы, возникающие при мутации talpid 2. Эксперимент принес результат: на клюве цыплят на короткое время появлялись зубы, которые затем бесследно растворялись в ткани клюва. Работу Харриса можно считать доказательством того факта, что атавистические признаки есть следствие нарушений в развитии зародыша, которые пробуждают давно замолкшие гены, и главное — гены давно утраченных признаков могут продолжать находиться в геноме почти 100 млн лет спустя после того, как эволюция эти признаки уничтожила. Почему такое происходит, точно неизвестно. Согласно одной из гипотез, «молчащие» гены могут оказаться не совсем молчащими. У генов есть свойство плейотропичности — это возможность одновременного влияния не на одну, а на несколько фенотипических черт. В этом случае одна из функций может быть блокирована другим геном, при том что другие остаются вполне «рабочими».
Читайте также: Мази для регенерации тканей десны
Живые доказательства атавизмов
Узнать о зубастых цыплятах и совершить открытие удалось почти случайно — все из-за того, что, как уже говорилось, мутация убивала эмбрион еще до появления на свет. Но очевидно, что мутации или другие изменения, вызывающие к жизни древние гены, могут оказаться и не столь фатальными. Иначе как объяснить гораздо более известные случаи атавизмов, обнаруженных у вполне жизнеспособных существ? Вполне совместимы с жизнью такие наблюдаемые у человека атавизмы, как многопальцевость (полидактилия) на руках и ногах, многососковость, случающаяся и у высших приматов. Полидактилия свойственна лошадям, которые при нормальном развитии ходят на одном пальце, ноготь которого превратился в копыто. Но для древних предков лошади многопальцевость была нормой.
Существуют отдельные случаи, когда атавизм привел к серьезному эволюционному повороту в жизни организмов. Клещи семейства Crotonidae атавистическим путем вернулись к половому размножению, в то время как их предки размножались партеногенезом. Нечто сходное произошло у ястребинки волосистой (Hieracium pilosella) — травянистого растения семейства астровых. Далеко не все, кого в зоологии называют четвероногими (tetrapoda), четвероноги на самом деле. Например, змеи и китообразные происходят от сухопутных предков и также включаются в надкласс tetrapoda. Змеи утратили конечности вчистую, у китообразных передние конечности стали плавниками, а задние практически исчезли. Но появление атавистических конечностей отмечено как у змей, так и у китообразных. Известны случаи, когда у дельфинов обнаруживалась пара задних плавников, и четвероногость как бы восстанавливалась.
Зачем китам рудимент в виде тазовых костей?
Впрочем, о четвероногости у китов напоминает кое-что еще, и здесь мы переходим к области рудиментов. Дело в том, что у некоторых видов китообразных сохранились рудименты тазовых костей. Эти кости уже давно не связаны с позвоночником, а значит, и со скелетом в целом. Но что же заставило природу сохранить информацию о них в генном коде и передавать ее по наследству? В этом главная загадка всего явления под названием рудиментация. Согласно современным научным представлениям, о рудиментах не всегда можно говорить как о лишних или бесполезных органах и структурах. Вероятнее всего, одна из причин их сохранения именно в том, что эволюция нашла рудиментам новое, не свойственное ранее применение. В 2014 году американские исследователи из Университета Южной Каролины опубликовали в журнале Evolution интересную работу. Ученые исследовали размеры тазовых костей китов и пришли к выводу, что эти размеры коррелируются с размером пенисов, а мышцы пениса крепятся как раз к рудиментарным тазовым костям. Таким образом, от величины кости зависела величина китового полового органа, а большой пенис предопределял успех в размножении.
То же самое с человеческим копчиком, который упоминался в начале статьи. Несмотря на рудиментарное происхождение, этот участок позвоночника имеет немало функций. В частности, к нему крепятся мышцы, задействованные в управлении мочеполовой системой, а также часть пучков большой ягодичной мышцы.
Аппендикс — червеобразный отросток слепой кишки — порой доставляет человеку немало неприятностей, воспаляясь и вызывая необходимость хирургического вмешательства. У травоядных животных он имеет значительный размер и был «сконструирован» для того, чтобы служить своего рода биореактором для ферментации целлюлозы, которая является конструктивным материалом растительных клеток, но плохо переваривается. В человеческом организме такой функции у аппендикса нет, но есть другая. Кишечный отросток — это своего рода питомник для кишечной палочки, где оригинальная флора слепой кишки сохраняется в неприкосновенности и размножается. Удаление аппендикса влечет за собой ухудшение состояния микрофлоры, для восстановления которой приходится применять лекарственные препараты. Также этот орган играет определенную роль в иммунной системе организма.
Читайте также: Что такое световая ткань
Гораздо труднее увидеть пользу от таких рудиментов, как, например, ушные мышцы или зубы мудрости. Или глаза у кротов — эти органы зрения рудиментарны и ничего не видят, но могут стать «воротами» инфекции. Тем не менее спешить объявлять что-то в природе лишним явно не стоит.
Как отличить натуральную ткань от синтетической
К сожалению, многие леди совершенно не умеют определять состав ткани и зачастую носят синтетику, вполне уверенные в том что это шёлк. Да и как возможно это сделать, когда всё покупается на бегу, а выдернуть пару ниточек из изделия не позволит ни один продавец.
В этой статье вы научитесь простым методам определения состава тканей. Эти знания могут пригодиться вам в повседневной жизни, а также быть полезными при выборе материалов тем, кто увлекается рукоделием.
Но для начала немного терминологии..
Сами ткани состоят из переплетения нитей, а нити в свою очередь из волокон. Именно состав волокна так важен для нас.
Ткань состоит из переплетения двух систем нитей – основных (или долевых) и уточных. Уток всегда перпендикулярен кромке ткани, а основа всегда параллельна.
Если обе нити состоят из одного волокна, то такая ткань чистая по составу (однородная) – это может быть чистольняное изделие или чистохлопковое и т. д. (если шерсть содержит не более 10% синтетики для улучшения свойств, то такая ткань тоже считается чистошерстяной.
Хватит премудростей – перейдём к делу!
Если вы идёте в магазин тканей, то возьмите с собой спички. Конечно не надо устраивать лабораторные испытания на месте. Но, прихватив пару ниточек из образца (это не трудно сделать в большом зале) выйдите на улицу, а если вы покупаете дорогую ткань, то продавцы не должны вам препятствовать в проверке состава. Замечательно, если вы смогли достать отдельно нить утка и отдельно нить основы, но простой пучок тоже подойдёт.
Смачиваем пальцы в воде или слюне, скручиваем нити в виде фитиля и поджигаем. Самое главное – это определить характер горения волокна.
Если вы доверяете консультантам магазина, то такой подход будет излишним. Но при покупке с рук – лучше проверить! Данный метод обычно всегда обоснован в Индии и других восточных странах. Если вы хотите определить готовое изделие – постарайтесь найти пару ниточек в шве, которые очень легко достать. Этот опыт также будет полезно провести тем, кто сомневается в уже купленной ткани. Для чистоты эксперимента в домашних условиях вытащите нитки из утка, сделайте мини-фитиль и подожгите. Повторите данную процедуру для нитей основы. В результате вы получите полную и достоверную информацию о материале.
Итак, характер горения различный у всех волокон:
— хлопок даёт запах жжёной бумаги, тлеет образуя белый дымок и серый пепел, горит интенсивно жёлтым пламенем, видны даже искорки. Если раздавить конец фитилька между пальцами, то кроме золы вы ничего больше не почувствуете, поскольку это натуральное волокно;
— лён горит почти также как хлопок, только тлеет хуже;
— шерсть горит медленнее хлопка, потрескивая и спекаясь в тёмный пористый шарик, который рассыпается при прикосновении, не тлеет. Запах волокна – это запах палёных волос, жжёного рога;
Если при горении шерсти выделяется копоть, то это примесь лавсана или нитрона, если вы чувствуете запах бобов – примесь капрона, если к запаху шерсти примешивается запах жжёной бумаги, образуется наплыв и виден мерцающий уголёк, то это примеси вискозы или ацетата.
Коконы тутового шелкопряда.
— шёлк горит почти так же как шерсть с тем же специфическим запахом. Как и у всех натуральных волокон при раздавливании конца фитиля между пальцами кроме золы вы ничего чувствовать не должны.
Хлопок, лён, шерсть и шёлк – это натуральные волокна.
— вискоза горит так же как и хлопок;
— ацетат и триацетат даёт наплыв тёмного цвета, кислый уксусный запах и жёлтое пламя. Волокно тлеет выделяя дымок. Наплыв легко раздавливается пальцами.
Читайте также: Теплые ткани для одежды это
Вискоза, ацетат и триацетат получены химическим путём но из природных веществ (целлюлозы), поэтому их называют искусственными волокнами.
— капрон (нейлон 6 или перлон) при горении плавится, даёт усадку (сжимается) застывает в форме твёрдого и тёмного шарика, выделяется белый дымок и запах сургуча;
— лавсан (полиэстер) медленно горит выделяя копоть и образуя твёрдый шар;
— нитрон (акрилик) горит интенсивно выделяя чёрную копоть и чёрный наплыв неправильной формы, который раздавливается между пальцами. Горение происходит вспышками;
— хлорин и поливинилхлорид обугливается, но не горит. Даёт усадку (сжимается) и выделяет запах хлора;
— винол при горении даёт усадку (сжимается) и твёрдый наплыв светло бурого цвета.
Капрон, лавсан, нитрон, хлорин, винол, спандекс (эластан, лайкра), нейлон (анид) и поливинилхлорид получены в результате синтетических соединений и поэтому называютсясинтетическими волокнами.
Всегда растирайте потухший фитиль между пальцами! Если есть примесь синтетики, то вы обязательно почувствуете твёрдые шарики.
Но как быть если ситуация не позволяет определить характер горения? На этот случай есть иные способы определения состава ткани, но они потребуют от вас внимательности и хотя бы небольшого опыта работы с материалами.
— чистый хлопок на ощупь всегда мягкий и тёплый. Если сжать в руке, то ткань сильно сомнётся;
— лён тоже легко мнётся. Если присмотреться к ткани, то льняные нити часто неоднородны по толщине. Сам материал смотрится более блестяще и гладко чем хлопок, но зато драпируется намного хуже. На ощупь ткань твёрдая и прохладная. Лён плохо растягивается по утку и основе;
— шерсть не мнётся;
— шёлк очень приятный, пластичный, тёплый и мягкий на ощупь, мало мнётся. Обладает приятным блеском.
Синтетические волокна электризуются (ацетатные тоже), на ощупь ткани жёсткие и холодные. Синтетика часто имеет шероховатую поверхность, и если у вас сухая кожа, то вы легко это почувствуете. Натуральные ткани быстро принимают температуру тела, а синтетические всегда будут холодными.
— вискоза сильно мнётся. Волокно обладает ярким «шёлковым» блеском (если оно без добавок), мягкое и приятное на ощупь, легко драпируется, не электризуется;
— капрон (нейлон 6 или перлон) или лавсан (полиэстер) делает ткань скользкой, нити легко раздвигаются и сам материал осыпается;
— нитрон (акрилик) имеет шерстеподобные волокна.
Есть также способы определения состава ткани в повседневной жизни: при стирке, сушке или утюжении.
— хлопок на свету желтеет со временем, при стирке даёт усадку, сохнет долго и равномерно, быстро впитывает воду. При утюжении запах натуральной ткани очень приятный и свежий, волокно также не боится высоких температур. В воде хлопок становится более прочным и его труднее разорвать.
— шёлк со временем разрушается на свету. При кипячении теряет блеск и прочность;
— вискоза в отличие от хлопка становится менее прочной при увлажнении и легко поддаётся гниению, но впитывает воду лучше;
— капрон очень быстро сохнет, при утюжении надо быть очень осторожными, поскольку ткань имеет свойство быстро плавится. Воду волокно не впитывает;
— лавсан по свойствам похож на капрон, но плавится только при высоких температурах;
— хлорин так же как и капрон легко деформируется даже при 65-70 градусах;
— винол быстро загрязняется и имеет большую усадку при стирке чем хлопок, а также подвержен внешнему дефекту – пиллингу (образованию катышков).
Проведём эксперимент с двумя образцами тканей: чистошёлковой и синтетической.
В первом случае волокно горит медленно, неохотно, образуя на нитях чёрные пористые шарики, не тлеет и зола легко раздавливается между пальцами – всё это, а также запах палёного пера, говорит нам о том, что перед нами натуральный шёлк.
При рассмотрении вблизи можно видеть неравномерность некоторых нитей – это не недостаток, наоборот, именно в химически произведённых тканях нить всегда ровная. Материал имеет приятный блеск. На ощупь он тёплый и приятный.
Во втором случае волокно горит, образуя чёрный твёрдый шар который невозможно раздавить между пальцами. При горении можно наблюдать чёрную копоть. Запах искусственный. Такие характеристики однозначно говорят нам о синтетической ткани – лавсане (полиэстре).
При осмотре ткань на ощупь холодная и неприятная, нити легко раздвигаются, материал скользкий, осыпается и электризуется.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом