Невероятная эволюция непристойного органаСюжет

Совсем недавно опубликовали трактат о происхождении ануса.

Ученые подчеркивают, что предмет исследования, о котором пойдет речь в этой статье, весьма важен. Почему же никто раньше не решился заняться серьезным исследованием происхождения ануса? - удивляется корреспондент BBC Earth.

Перед тем, как приступить к описанию происхождения ануса, давайте отступим на шаг и посмотрим на предмет нашего исследования непредвзято. Это предмет деликатный, и при его обсуждении почему-то очень трудно удержаться от чересчур фривольных, а то и просто глупых шуток, которые принято называть словесным поносом.

Да, довольно сложно собраться и подойти к делу серьезно, а не через… ну, вы понимаете. Почему исследователи до сих пор не сели на свои пятые точки и не сделали на эту тему выводов, прямых, как одноименная кишка? Неужели это настолько дурно пахнущая тема для исследования?

Шутки и впрямь получаются какие-то казарменные, но если вам действительно интересны ответы на фундаментальные вопросы эволюции - не отчаивайтесь, читайте дальше.

Дело в том, что ученые совсем недавно опубликовали трактат о происхождении ануса, и они подчеркивают, что предмет исследования куда более важен, чем кажется на первый взгляд.

Оказывается, анальное отверстие - одна из наиболее важных частей тела многих животных, полностью преображающая работу пищеварительной системы организма. Щенок на нашей первой иллюстрации без него не смог бы питаться и расти. Но, как ни странно, не у всех животных есть анус. У некоторых представителей фауны он упрощенной конструкции, у других их вообще несколько, у третьих анус то есть, то нет. Ну и, наконец, они, анусы, бывают и многофункциональными.

У птиц анальное отверстие не так заметно

Счастливые обладатели органа, служащего предметов стольких шуток, имеют куда более совершенное пищеварение. Они могут более эффективно питаться и расти, достигая крупных размеров. История происхождения ануса - это на самом деле история того, как животные эволюционировали, приобрели отличия друг от друга и превратились в высокоорганизованных существ.

Научная работа об эволюции и развитии ануса была опубликована в Zoologischer Anzeiger - "Журнале сравнительной зоологии".

Молекулярные биологи Андреас Хейнол и Хема Мартан-Дюран из Бергенского университета в Норвегии самостоятельно провели часть исследования, потому что до них никто этим не занимался. В последнее время ученые получили возможность изучить, как гены влияют на развитие различных видов.

"Таким образом возродился интерес к происхождению различных систем органов в нашем организме. Как появился мозг? Как эволюционировала кровь? - рассказывает Хейнол. - Такие исследования были проведены в отношении нескольких систем органов, к примеру, нервной системы, но на анальное отверстие никто не обращал внимания".

В ходе эволюции анусы принимали самые разные формы, порой вовсе исчезая. "Это замечательный предмет исследования: выяснять, как эволюционные изменения, происходившие на молекулярном уровне, влияли на эту часть кишечника", - считает Хейнол.

Переваривая факты

Внешний вид анального отверстия, само собой, неразрывно связан с развитием всего пищеварительного тракта.

Пищеварительная система - одна из важнейших для любого живого существа. Она позволяет эффективно употреблять еду и усваивать содержащиеся в ней питательные вещества, чтобы обеспечивать рост и функционирование организма.

Однако некоторые живые существа как-то справляются и без пищеварительного тракта - в их числе морские губки и ленточные черви. Ануса, соответственно, у них тоже нет.

Это маленькое существо имеет пищеварительный тракт в виде буквы U

Другие представители фауны имеют очень простой орган: мешок с единственным отверстием, которое выполняет функцию одновременного ротового и анального - через него поглощается еда, через него же происходит выброс экскрементов.

Таким образом обрабатывают пищу многие желеобразные организмы, которые живут в океане: морские анемоны, кораллы, медузы (тип стрекающие) и гребневики. Так же поступают и многие типы плоских червей (Platyhelminthes).

Сидячие (потерявшие подвижность и живущие, прикрепившись к предметам или другим животным) существа часто имеют пищеварительный тракт в форме буквы U, где ротовое отверстие расположено рядом с анусом. "Как-то справляются", - замечает доктор Хейнол.

Есть и некоторые существа, имеющие, по определению Хейнола и Мартан-Дюрана, "временный" анус.

У крохотных червей гнатостомидул, достигающих всего нескольких миллиметров в длину, есть временное отверстие в кишечнике, через которое, по предположениям исследователей, происходит дефекация. Однако этот процесс еще ни разу не удавалось понаблюдать.

Похоже устроены и одни из самых маленьких живых существ, носящие латинское название Limnognathia. Они обитают в горячих источниках гренландского острова Диско и были открыты лишь в 1994 году.

У этого плоского червя множество анальных отверстий на спине

Понять, почему и как у живых существ появился анус, сложно еще и потому, что у многих животных он в результате эволюции со временем опять исчез.

У плоских червей его как правило нет, но некоторые их виды все-таки им обзавелись. А у многоветвистокишечных турбеллярий и вообще сразу несколько анальных отверстий на спине.

Большинство вторичноротых (к этой ветви развития животных относятся морские звезды, морские огурцы и все позвоночные, в том числе птицы, рыбы и млекопитающие) имеют анальное отверстие. У некоторых классов, к примеру, рептилий и птиц, оно совмещено с репродуктивным отверстием, формируя так называемую клоаку. Но один класс вторичноротых, морские звезды, анус к настоящему времени утратил.

История и функции ануса становятся все более удивительными по мере их вдумчивого изучения. Например, некоторые животные растут с анальным отверстием, но могут его позднее лишиться.

К ним относится редкий вид скорпионов, способных отделять хвост при нападении хищников (эта способность называется аутотомия). У такого умения, конечно, есть плюсы - скорпион спасает себе жизнь, оставляя нападающему лишь хвост. Однако без последствий это не остается. Ведь, отделяя хвост, скорпион Ananteris balzani лишается и анального отверстия.

Хвост не отрастает вновь, а рана зарубцовывается. Скорпион теряет способность испражняться, и его живот раздувается от накапливающихся фекалий.

Эта поучительная история лишний раз показывает, насколько важен анус для живых существ, пищеварительная система которых имеет два отверстия на разных концах.

Отстреливая в случае опасности хвост, скорпион теряет и анус

Подобное устройство пищеварительной системы характерно для большинства представителей животного мира. К примеру, у насекомых, птиц, млекопитающих, рыб и амфибий есть желудочно-кишечный тракт, с одной стороны снабженный отверстием для питания, с другой - для дефекации.

Такое устройство, как поясняет Мартан-Дюран, имеет ряд преимуществ перед схемой с одним отверстием, ведущим в простой пищеварительный мешок.

"Во-первых, животное способно поглощать новую пищу, когда еще продолжается процесс переваривания предыдущей", - комментирует специалист. Пища у таких животных движется сквозь тело в одном направлении. Живые же существа с пищеварительным мешком должны для начала полностью переварить еду и избавиться от ее отходов, и лишь потом есть вновь.

"Представьте, что нам пришлось бы девять часов ждать обеда, потому что мы еще не избавились от остатков завтрака", - говорит ученый.

Некоторые животные имеют неподходящую форму для пищеварительной системы с одним отверстием. Ленточные черви, считающиеся самыми длинными существами на нашей планете, могут достигать 60 метров. "Пищеварительный тракт в виде мешка затруднил бы им сортировку и переваривание пищи", - констатирует Хейнол. Другими словами, вернуть отбросы обратно на расстояние в 50 метров - довольно сложная задача. Куда проще иметь второе отверстие, анальное, на другом конце организма.

Внутри такого червяка пища проходит длинный путь

Во-вторых, сквозная пищеварительная система, с ротовым и анальным отверстиями, может быть разбита на несколько специализированных участков, играющих различные роли в процессе переваривания. В результате эволюции у животных появились удивительной формы рты: задумайтесь над тем, как сильно они отличаются друг от друга у червей, птиц, пчел и рыб.

У многих живых существ развились сложные пищеварительные тракты, состоящие из нескольких отделов, с разными клетками ткани и разным предназначением. Скажем, корова - характерный пример жвачного животного, ее желудок состоит из нескольких камер, последовательно перетирающих и перерабатывающих жесткую растительность, которой корова питается.

Ну а человек жует ртом, переваривает белки желудком, производит желчь для лучшего усвоения жиров и в итоге всасывает большинство питательных веществ тонким кишечником.

"Трудно вообразить столь же эффективную обработку пищи системой, в которой есть только пищеварительный мешок и нет анального отверстия", - говорит Мартан-Дюран.

Итак, преимущества сквозного пищевого тракта, который сформировался благодаря появлению ануса, очевидны.

Однако менее понятно, на каком эволюционном этапе он появился. "Историческая картина наличия или отсутствия ануса у живых существ весьма интересна", - говорит Хейнол.

У коровы очень сложный пищеварительный тракт

Форма любого органа и его характерный клеточный состав диктуются генами, содержащими информацию, которая используется при формировании этого органа. Гены наследуются из поколения в поколение, и одинаковые гены встречаются у многих разных видов животных. Это означает, что древние общие предки таких животных тоже имели эти гены и, соответственно, аналогичные органы.

Хейнол и Мартан-Дюран установили, что в формировании анального отверстия ключевую роль сыграли два набора генов, брахиурия и ParaHox, встречающиеся почти у всех животных.

Живые существа, у которых есть анус, практически поголовно имеют эти гены в окружающих его тканях. Безанусные животные - нет.

Интересно, что, несмотря на явные преимущества наличия анального отверстия, некоторые виды пережили вторую волну эволюции, в результате утратив его. Зачастую они утрачивали и гены, отвечающие за формирование органа. Возникает вопрос: почему природа сочла уместным избавить эти виды от столь полезного устройства?

Хейнол и Мартан-Дюран продолжают работу, пытаясь найти ответ на эту загадку.

Они убеждены, что анальные отверстия в животном мире в ходе эволюции появлялись несколько раз. "Но самые глубокие корни пока отследить не удалось", - сокрушается Хейнол.

Изучение некоторых видов червей поможет понять происхождение ануса

Изыскания исследователей, однако, дают основания предположить, что эволюция ануса связана с другим органом, которым живые существа пользуются для спаривания.

Ученые рассмотрели представителей класса бескишечных турбеллярий, весьма примитивных с эволюционной точки зрения созданий. Они напоминают крошечных плоских червей, не более двух миллиметров в длину, живущих в море. У них нет пищеварительного тракта, нет анального отверстия и нет даже кровеносной или дыхательной системы.

Но они производят сперму и выбрасывают ее через отверстие, называемое гонопорой. Многие беспозвоночные животные используют гонопоры для доставки спермы или яиц. Генетические и молекулярные исследования Хейнола, Мартан-Дюрана и их коллег наводят на мысль о том, что развитие гонопоры и ануса взаимосвязано.

У морских огурцов анус на удивление многофункционален

"Наша гипотеза состоит в том, что анальное отверстие имеет эволюционную связь с гонопорой самцов, - говорит Хейнол. - То есть предмет исследования таким образом становится еще более деликатным. Но такова уж природа - ей нет дела до человеческих табу".

"Очень трудно вести серьезный разговор на эту тему, - признает ученый. - Куда проще обсуждать эволюцию секса и сексуальности, чем эволюцию ануса. Наши ежедневные упражнения на унитазе запретны для обсуждения в индустриально развитых странах. Возможно, наша работа поможет изменить отношение к этому предмету, заговорить о нем свободнее".

Похоже, нам стоит отставить шутки и обрести уважение к органу, который многие до сих пор считают самым неприличным.

Вот морской огурец, например, имеет удивительный, многофункциональный, достойный восхищения анус. Через него он не только испражняется, но и дышит.

А чтобы смягчить шок от прочтения этой статьи, вот вам фото милого котика, вид снизу.

Это котик (если для вас это важно)