A A A

Czynnościowe adaptacje kończyn

Współzależność istniejąca pomiędzy zblokowaniem odcinka kręgosłupa a napędowym charakterem przylegającej do niego kończyny uwidacznia się jaskrawo w dwu różnych przykładach zjawisk adaptacyjnych narządu ruchu. Przykład pierwszy. Wieloryb — jak wiadomo — jest ssakiem, który wtórnie znalazł się w środowisku wodnym. I cóż się z nim stało? Przybrał kształt ryby. Można by tu strawestować baśniowe zaklęcie: „Nie zbliżaj się zbytnio do wody, bo przemienisz się w rybkę". „Zaklęciem" tym objęte zostały także inne ssaki, spędzające znaczną część życia w wodzie, jak np. morsy i foki, a z ptaków pingwiny. Te ostatnie świetnie pływają i szybko „saneczkują" po śniegu na brzuszkach, lecz chód mają nieporadny. Rybkopodobny kształt ciała tych kręgowców jest wyrazem przystosowania budowy do poruszania się w wodzie. Lecz wróćmy do wieloryba. W środowisku wodnym funkcję napędową — podobnie jak to jest u ryby — przejął ogon. Kończyny tylne uległy uwstecznieniu, a kość krzyżowa rozblokowaniu na poszczególne metameryczne odcinki. Przykład drugi. Wśród kręgowców lądowych ptaki stanowią odrębną, interesującą grupę, obdarzone są bowiem napędem dwojakiego rodzaju: w lokomocji naziemnej (chód, bieg, skoki) posługują się one napędem tylnokończynowym; w lokomocji powietrznej bierze udział przedniokończynowy napęd skrzydła. Ten dwunapędowy typ lokomocyjny ptaków rzutuje w sposób znamienny na budowę belki kręgosłupa, powodując tworzenie się dwu bloków kostnych; jeden z nich to kość krzyżowa, związana z kończyną tylną ptaka; drugi blok, związany czynnościowo ze skrzydłem, powstaje w odcinku piersiowym kręgosłupa. Ze zrostu kręgów piersiowych w jedną całość powstaje charakterystyczny twór kostny, noszący nazwę notarium. Kręgosłup, czyli słów kilka o zmienności kształtów i funkcji: Na podstawie tych zjawisk, zilustrowanych dwoma krańcowo różnymi przykładami, dochodzimy do nowego zagadnienia. Powstawanie kończyn u kręgowców lądowych odbija się w sposób istotny na ukształtowaniu belki kręgosłupa. Budowa jej u kręgowców wodnych jest jednolita, z tym że ruchomość pomiędzy poszczególnymi kręgami wzrasta stopniowo ku ogonowi. Lądowe warunki środowiskowe oprócz wpływu na wytworzenie kończyny sprzyjają zróżnicowaniu budowy kręgów, tak że powstaje pięć odrębnych grup: odcinek szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy i ogonowy. Odcinek szyjny w przeciwieństwie do stosunków panujących u ryb odznacza się dużą swobodą ruchów. Ta radykalna zmiana ruchomości tłumaczy się odmiennymi warunkami środowiskowymi. Sztywno osadzona głowa ryby ułatwia manewrowanie przednią częścią tułowia przy pokonywaniu oporu gęstego środowiska wodnego. Jednocześnie możliwość trójwymiarowego poruszania się całego ciała zwierzęcia w wodzie udostępnia mu znajdowanie pokarmu w różnych miejscach i na rozmaitych poziomach. Kręgowiec lądowy tę przysłowiową swobodę „rybki w wodzie" utracił. Przykuty do podłoża ziemskiego siłą grawitacji, skazany na pełzanie po nim wzdłuż płaszczyzny równoległej, wyznaczonej jego własnym środkiem ciężkości, nie zawsze trafia na pożywienie znajdujące się na wprost jego paszczki. Toteż w logicznej konsekwencji zjawisk ewolucyjnych Matka Natura, co go z wody na ląd wywiodła, dała mu szyję ruchomą, aby ułatwić mu szukanie pożywienia na róż- nych wysokościach, no i rozglądanie się za czyhającymi zewsząd nieprzyjaciółmi (bo któż ich nie ma). Ruchomość tego odcinka cechuje się trzecim stopniem swobody ruchu. Oprócz unoszenia i opuszczania głowy możliwe są przegięcia boczne, a także obroty głowy wykonywane wzdłuż osi długiej kręgosłupa. Takim to m.in. obrotem głowy kwoka wypatruje w górze grożące niebezpieczeństwo w osobie jastrzębia łub wrony. Duża ruchomość kręgosłupa szyjnego ułatwia również posługiwanie się węchem i słuchem. Odcinek piersiowy kręgosłupa, jak wspomniano, związany jest czynnościowo z kończyną przednią, a poza tym stanowi element składowy kośćca klatki piersiowej i tym samym bierze udział w mechanice oddychania. Oba te powiązania ograniczają ruchomość kręgosłupa piersiowego. Trzystopniowy zakres swobody ruchu jest zachowany, lecz amplitudy wychyleń są tu oczywiście znacznie mniejsze niż w odcinku szyjnym. Odcinek lędźwiowy odznacza się potężną budową kręgów, które w tej części osiągają największe rozmiary. Wiąże się to pośrednio z dalszym odcinkiem krzyżowym, połączonym z kończyną napędową tylną. Odcinek lędźwiowy bowiem jest miejscem przyczepu silnych mięśni grzbietu, których stabilizacja umożliwia przenoszenie propulsji z kończyn tylnych na przednią część tułowia przy biegu, a zwłaszcza przy skokach zwierzęcia. Wspomniany uprzednio parokrotnie odcinek krzyżowy jest u kręgowców lądowych zupełnie nieruchomy w następstwie jego połączenia z kończyną tylną. Końcowy odcinek kręgosłupa, zwany ogonowym, utraciwszy rolę narządu napędowego, pełni w warunkach lądowych przeróżne funkcje dodatkowe. U kangura na przykład jest to narząd podporowy, u małp ogoniastych zachowuje się jak piąta kończyna czepna (tworzą się nawet na jego powierzchni listewki skórne, jak na opuszkach palców). U niektórych zwierząt (np. u wiewiórki) ogon pomaga w utrzymaniu równowagi. U innych służy do opędzania się od owadów. Pracowity bóbr uczynił sobie z ogona narzędzie pracy — coś pośredniego pomiędzy młotkiem a wałem drogowym. U psa natomiast, którego człowiek najlepiej sobie ze wszystkich ssaków oswoił, ogon jest wyrazicielem stanów psychicznych, manifestowanych zresztą w sposób pełen ujmującego wdzięku. U wielu zwierząt (np. u kozy lub świni) ta część kręgosłupa ulega po prostu daleko posuniętemu uwstecznieniu, zachowując już tylko znaczenie... dekoracyjne. Wśród ssaków tylko człowiek ma głowę na karku W dziejach Wielkiej Historii Powszechnej Przyrody nadszedł wresz- cie czas, kiedy członek licznej rodziny ssaków, imieniem homo, dźwignąwszy się na tylnych nogach, spojrzał z wysoka na czworo- nogich współbraci i mruknął spod nawisłej grzywy: „Natura uczyniła mnie najwyżej uorganizowanym kręgowcem i — co więcej, pozwoliła, abym to samokrytycznie skonstatował o sobie. A zatem — głowa do góry. Skoro mam ją na karku, a nie przed karkiem, jak wszyscy moi starsi filogenetycznie, czworonożni bracia, jestem panem stworzenia. Wszystko, co żyje na tym świecie, jest mi podległe, a ja go będę urządzał w myśl postępu technicznego, według własnego uznania." Pogląd ten (mniejsza o stylistyczne jego sformułowanie), choć nie pozbawiony racji, lecz zabarwiony dużą dozą megalomanii, wyrządził — jak wiadomo — wiele zła w przyrodzie. Owa przeceniona sapientia własna, nie zawsze dostatecznie konfrontowana z mądrością Matki Natury, wydała szereg niepożądanych owoców, nad którymi nasza dzisiejsza wiedza przyrodnicza drapie się w przysłowiową głowę, jak by tu można wyrządzonemu złu w niejednym zaradzić. Na szczęście nie te posępne problemy są przedmiotem naszych rozważań, lecz zmiany adaptacyjne w narządzie ruchu człowieka, związane z owym historycznym — i jedynym (to prawda) w świecie ssaków uniesieniem w pion głowy z tułowiem. Owa pionizacja nie dokonała się od razu. Rekonstrukcje szkieletu człowieka prehistorycznego pozwalają wnioskować, że poprzedzał ją okres pionizacji niepełnej, stanowiącej formę pośrednią pomiędzy postawą człowieka współczesnego, a półpionizacją postawy szympansa lub orangutana.