У більшості хребетних є хвіст, але не в людини: чому в людей немає цього придатка

У наших домашніх тварин, як і більшості хребетних, є хвости. Вони також є у деяких безхребетних. Але не в людей — принаймні більшої частини людства. Чому це так? Вчені відповіли на це запитання, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Технічно в людей все ж є хвости, але лише на короткий період: на 5-6 тижні внутрішньоутробного життя в людського ембріона з'являється хвіст із 10-12 хребцями. Однак уже до 8 тижня людський хвіст повністю зникає.

Таким чином, за малими винятками, люди народжуються безхвостими. Але навіть коли людина народжується з хвостом, він майже завжди не є справжнім хвостом: зазвичай у ньому немає кісток і власники не можуть ними рухати. Простими словами, такі аномалії не більше ніж "аномальне подовження куприкових хребців".

З іншого боку хвости повсюдно зустрічаються у тваринному світі:

• кішкам допомагають зберігати рівновагу;
• мавпам допомагають лазити й розгойдуватися на деревах;
• собакам допомагають спілкуватися;
• гримучим зміям допомагають попереджати про загрозу;
• ящірки можуть відкидати хвости;
• інші тварини використовують хвости як відволікаючий маневр.

Еволюція хвоста

Чому ж люди позбулися хвостів? Ще близько 25 мільйонів років тому наш вид мав хвіст — ще до того як людиноподібні мавпи відокремилися від мавп Старого Світу. Остання група зберегла п'яті кінцівки, але люди, як і інші людиноподібні мавпи, як-от горили, шимпанзе, орангутанги та бонобо, не мають хвостів.

За словами зоолога Девіда Янга, у жодного з видів людиноподібних мавп немає хвостів. У нижчих людиноподібних мавп, таких як гібони, теж немає хвостів. Це вказує на те, що відсутність хвоста насправді може бути перевагою. Наприклад, гібони можуть використовувати довгі руки, щоб перестрибувати з гілки на гілку на верхівках дерев у лісах Південно-Східної Азії. Коли мавпи розгойдуються, тулуб і ноги звисають донизу, надаючи тілу вертикального положення. Хвіст просто заважав би та був би перешкодою при такому способі пересування.

Саме тому відсутність хвоста в людини часто пов'язують із нашою двоногостістю. Простими словами, наявність хвоста була б не надто корисною для прямоходячої двоногої істоти, яка спеціалізується на далеких полюваннях по землі. У результаті люди відмовилися від придатка.

Однак за словами біолог-антрополога, професора кафедри антропології Техаського університету в Остіні Лізи Шапіро, таке пояснення не є правильним. Річ у тім, що хвіст був втрачений першим, а тому не вплинув на прямоходіння.

Чому люди втратили хвости?

Таким чином, питання про те, чому люди втратили хвости, певною мірою приречене на провал: еволюція просто не працює таким чином. У результаті вчені зосередилися на вивченні того, як люди втратили свої хвости.

За словами аспіранта кафедри біології стовбурових клітин Медичної школи Гроссмана Нью-Йоркського університету Бо Ся, виявилося, що ключ до розгадки насправді ховався не в тому, що його немає в людей, а в тому, що він є в інших тварин. В інших видів хвіст формується на ранніх стадіях розвитку плода: остаточний план будови тіла тварини визначається так званими Hox-генами, які активуються, коли організм ще досить складний, щоб мати внутрішню і зовнішню частини.

Частина роботи цих генів полягає у визначенні будови хребта, а у багатьох тварин це стосується і хвоста. Після цього початкового поштовху в гру вступає ціла низка інших генів:

• одні кодують довгий або короткий хвіст;
• інші — пухнастий і пишний;
• треті — щоб хвіст відвалився в разі надзвичайної ситуації та інше.

Таким чином, за словами Ся, саме тут має бути знайдена відповідь на питання про наш власний відросток. Дослідники виявили, що гени, відповідальні за втрату хвоста, невеликі — короткий фрагмент ДНК, відомий як Alu-елемент, — і його легко виявити по всьому нашому геному. Однак до п'яти років тому вважалося, що він марний — це "сміттєвий" генетичний матеріал, якого наш вид давно вже не потребує.

Alu-елементи також належать до класу генів, відомих як такі, що "стрибають" — простими словами, вони здатні переміщатися геномом, викликаючи мутації. Однак учені вважають, що в далекому минулому Alu-елемент опинився в гені TBXT, що відповідає за довжину хвоста, і, опинившись там, він почав поводитися неадекватно.

За словами професора кафедри біохімії та молекулярної фармакології Нью-Йоркського університету імені Лангона, співавтора дослідження Ітая Янаї, вони з колегами провели експеримент, в якому впровадили елемент Alu в гени хвоста мишей. Результати показали, що хвости тварин зникли. Це справді гарний приклад того, як дивна еволюційна особливість може мати цікаві та важливі наслідки

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що вчені розповіли, чому деякі діти народжуються з незвичайними придатками.

Раніше Фокус писав про те, як люди втратили свої хвости 25 млн років тому: вчені знайшли відповідь.