Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела - [38]

Диафрагма не является герметичной перегородкой. Ряд кровеносных сосудов, нервов и даже часть пищеварительного тракта пересекают ее. Она также подвержена разрыву, когда органы брюшной полости могут высовываться наружу через ослабленный участок и образовывать диафрагмальную грыжу.

Не все полосатые мышцы, хотя и названы скелетными мышцами, присоединяются к скелету. Некоторые прикрепляются к фасции под кожей. У лошади на теле таких мышц много, как мы можем видеть, когда она подергивает кожей то в одном месте, то в другом, чтобы согнать насекомых. Мы утратили такую способность, но до сих пор сохранили функции множества мышц под кожей лица до такой степени, что они у нас гораздо заметнее, чем у других животных. Именно эти лицевые мышцы позволяют нам смеяться, хмуриться, поджимать губы, морщить нос и придают нашим чертам лица подвижность и выразительность.

У нас есть даже небольшие мышцы, изначально предназначенные для движения ушей. У животных, таких, как собаки и лошади, эти мышцы наиболее функциональны при повороте внешней, похожей на раструб, части уха в направлении какого-либо звука. Наши уши больше не имеют сходства с раструбом, и большинство людей не может пользоваться ушными мышцами. Однако у некоторых личностей сохранилась такая функция, и они умеют шевелить ушами – достоинство, которое вызывает неизменное восхищение тех из нас, кто лишен такой исключительной способности.

Мышцы уха или, если уж на то пошло, косточки копчика представляют собой органы, которые были полезны нашим давно вымершим предкам (со стоячими ушами и длинными хвостами), но совершенно бесполезны для нас. Это рудиментарные органы (от латинского слова «след, отпечаток»). Подобно следам, они показывают, что некто когда-то прошел этой дорогой.

Глава 5 Легкие

Подача кислорода

Сокращение мышц, а также почти все другие жизненно важные процессы требуют расхода энергии. Источником этой энергии служат химические реакции, которые происходят внутри клеток, и самые важные из них с точки зрения энергии – это реакции, в которых участвует кислород.

Начнем с того, что современные теории происхождения жизни наверняка выдвигают предположение о том, что на нашей планете было мало или не было совсем свободного кислорода, доступного живым организмам. Однако с появлением растительности возник процесс фотосинтеза, при котором используется энергия солнечного излучения для разложения воды на водород и кислород. Водород способствует превращению двуокиси углерода сначала в углеводы, а затем во все остальные органические составляющие живой ткани. Кислород высвобождается в атмосферу, а после того, как зеленые растения размножились и покрыли поверхность Земли, атмосфера медленно наполнилась кислородом.

Тогда по крайней мере миллиард лет атмосфера Земли содержала значительную часть свободного кислорода (сейчас в ней 21 процент кислорода). Клетки свободно существовали на нем все это время, сочетая его с пищей для выработки энергии, в то время как зеленая растительность продолжала использовать солнечную энергию для восстановления кислорода в воздухе. В результате возник точный баланс, который, как мы надеемся, сохранится на неопределенно долгое время.

Конечно, мы считаем кислород в основном компонентом атмосферы, но это частично из-за того, что мы сами – существа наземные, живущие на дне воздушного океана и непосредственно зависимые от содержания кислорода в нем. С точки зрения дыхания мы полагаем, что вода – лишь то, в чем можно утонуть. Однако наибольший отрезок времени существования жизни на нашей планете поверхность земли была неплодородной, и даже сегодня не более 15 процентов всех живых организмов обитает на Земле. Все живые организмы, не только много сотен миллионов лет назад, но и большая часть живых существ сегодня, обитают в море и не используют кислород непосредственно из атмосферы.

Но морские животные столь же зависимы от кислорода, как и мы. То, что они живут погруженные в воду, означает, что они получают кислород из природных вод Земли способами, к которым они приспособлены, а мы – нет.

Кислород будет растворяться в воде. Литр чистой холодной воды будет содержать приблизительно 5 миллилитров кислорода. В океанической воде, которая не является чистой, но содержит 3,5 процента растворенных твердых веществ, находится больше кислорода, то есть 9 миллилитров кислорода на литр (0,8 процента объема), что во всех океанских просторах достигает цифры 10¹⁸ литров кислорода. От этого растворенного кислорода и зависит жизнь в океане. В воде, лишенной растворенного кислорода, рыба утонет так же легко и быстро, как и человек.

Первая проблема, которая стоит перед любым организмом, в отношении кислорода – это получение его из окружающей среды и доставка в клетки. Клеточная оболочка полупроницаемая, то есть пропускает одни вещества и не пропускает другие; она также позволяет одним веществам проходить только в одном направлении, но никак не в другом. Однако она проницаемая в любом направлении для очень небольших молекул, которые можно назвать свободно проникающими через микроскопические поры оболочки.