Почему у человека много парных органов. Почему у человека две ноздри
Необычная доисторическая рыба с дополнительными плавниками помогла ученым понять, почему большинство животных, включая людей, имеют парные конечности
Рыба эуфанеропс является, возможно, первым существом на планете, у которого развились парные придатки, которые в данном случае были плавниками. Разновидность, жившая на планете 370 миллионов лет назад, описана в последнем выпуске Biology Letters.
«Плавники - первые в мире придатки, подобные конечностям, - сказал ведущий автор исследования Роберт Сэнсом для Discovery News. - Парные конечности впоследствии развились от парных плавников в процессе перехода от морского существа к ходящему по земле, но первое развитие парных придатков было большим, важным шагом в эволюции и развитии позвоночных животных».
Исследователь Лестерского и Манчестерского университетов Сэнсом и его коллеги Сара Гэбботт и Мишель Пернелль проанализировали 36 экземпляров эуфанеропса, найденных в ходе раскопок в Квебеке (Канада). Это существо было бесчелюстной рыбой, которая жила задолго до появления первых динозавров.
У многих ныне живущих рыб есть единственный заднепроходной плавник, расположенный в центре задней части нижней стороны тела. Как думают ученые, этот плавник помогает обеспечить контроль над положением тела.
Эуфанеропс, однако, в процессе эволюции получил два таких плавника. Некоторые более поздние рыбы не развили парных придатков, поэтому какое-то время существовали рыбы с различными типами строения плавников.
«Исследование привело нас к пониманию, что уже на этой ранней стадии (в эволюционной истории) позвоночные животные как будто пробовали много различных конструкций корпуса. Некоторые из них нам знакомы, некоторые менее знакомы, и только немногие сохранились», - объяснил Сэнсом.
Изменение произошло в радикальной точке в истории морских животных, когда некоторые из них начали развивать челюсти и зубы. Сейчас ученые - специалисты по истории рыб ведут постоянные споры из серии «яйцо или курица» относительно того, что развилось в первую очередь - зубы или челюсти. Первые признаки этих структур, как и получение плавников, скорее всего, появились по понятным причинам - для улучшения способностей к охоте и выживанию.
Сэнсом считает, что «развитие парных придатков и более сложных плавников, вероятно, произошло для улучшения процесса перемещения, потенциально связанного с «гонкой вооружений» между добычей и хищником. Парные плавники обеспечивают более полный, но в то же время и более сложный контроль над подвижностью тела».
Развитие этой особенности, которое сначала произошло под водой, позже помогло некоторым разновидностям выйти из воды на сушу.
Хэзер Кинг из Чикагского университета с командой ученых исследовала жизнь двоякодышащих рыб, чтобы понять, как произошел этот удивительный переход.
«Двоякодышащие очень тесно связаны с животными, которые смогли развиться и выйти из воды на землю, но это было так давно, что почти все, кроме живущих сегодня двоякодышащих рыб, вымерли», - объяснила она.
Кинг и ее команда обнаружили, что двоякодышащие могли наполнять себя воздухом, что обеспечивало плавучесть тела. Парные придатки на спине позволяли им и плавать, и фактически ходить, чередуя движения этих конечностей.
Когда были сделаны первые шаги из воды на сушу, некоторые животные развили четыре конечности для перемещения. За это новшество можно благодарить необычную давно вымершую бесчелюстную рыбу эуфанеропс.
Несмотря на обоснования Сэнсома, некоторые ученые считают, что парные плавники могли быть просто исключительной особенностью эуфанеропса, не повлиявшей на эволюционные процессы.
Для подтверждения данных будут проводиться дальнейшие исследования.
У человека много парных органов, только на голове умещаются по два глаза и уха, с ними всё логично. Глаза видят изображение с разными перспективами, объединив которые, мозг воспринимает глубину и верно просчитывает расстояние. Два уха, расположенные по разные стороны, помогают нам не просто услышать звук, но и определить сторону, где находится его источник. А что с ноздрями? Почему их две?
Обоняние у нас не очень развито. Вряд ли можно сказать, что запах, который человек улавливает левой ноздрёй, чем-то отличается от того, что он улавливает правой. И вообще ноздри расположены слишком близко, не то что уши или глаза. Почему тогда у нас две дырки вместо одной? Это же должно иметь какой-то практический смысл.
Диванные эксперты поделились своим соображением по этому поводу:
Чтобы не задохнуться, когда ковыряешь в носу.
Чтобы не умереть, когда болеешь простудой.
А что говорят ученые насчет двух ноздрей?
Ученые из Стэнфорда выяснили, что в течение суток у нас меняется ведущая ноздря, то одна вдыхает воздух больше и лучше, то вторая хуже. На самом деле это очень важно, нужны именно обе ноздри, одна из которых работает хуже, а другая лучше.
Когда мы говорим или думаем: «Я почувствовал запах», то это означает, что молекулы дошли до обонятельного центра в коре головного мозга. Но прежде чем дойти до этого центра, им нужно пройти через дыхательные пути.
Разные молекулы и пахучие вещества, поглощаются нашим эпителием и слизью с разной скоростью. Некоторые вещества всасываются очень быстро. Если бы не ноздря, которая работает хорошо, то они бы просто рассеивались по пути и не доходили до обонятельного центра. А некоторым наоборот, нужно время. Если бы не ноздря, которая работает хуже, то они бы не успели добраться до рецепторов, проскочили бы сразу в лёгкие.
Благодаря наличию двух ноздрей мы чувствуем больше различных запахов, хотя и не отдаем себе в этом отчета.
Ориентирование людей исключительно по запаху
Ученые из Беркли пошли еще дальше, они захотели понять могут ли люди ориентироваться по запаху, как например собаки. Они затыкали участникам эксперимента уши, завязывали глаза и пускали на газон, по которому стелилась дорожка эфирного масла. Из 32 испытуемых, такое ориентирование удалось - 21.
Выяснилось, что люди имеют стерео-обоняние. Ученые сделали снимки потоков воздуха и поняли, что области, с которыми работают ноздри, все-таки оказываются удаленными друг от друга, в среднем на 3,5 см. Но лучше всех в плане стререо-обоняния показывают себя животные, которым не повезло со зрением и слухом, например кроты.
А вы знали почему у человека две ноздри?
Ученые ответили, почему у человека две ноздри. Чтобы объяснить это, ученым из Стэнфордского университета пришлось прибегнуть к сравнительной биологии.
В качестве примера специалисты привели другие парные органы – глаза и уши. Именно парность помогает более точно услышать, откуда исходит звук, увидеть, где расположен предмет.
Ведь если закрыть глаза и заткнуть уши, с определением местонахождения свежей выпечки могут возникнуть проблемы.
Исследователи выяснили, что периодически одна из ноздрей начинает “филонить” – работать не в полную силу, а ее “напарница” выкладывалась по полной, улавливает тяжелые молекулы запаха и посылает сигналы в мозг.
“Отпускница” ограничивается перехватом легких аромамолекул. Поэтому человек способен уловить намного больше оттенков запаха.
Ученые доказали, что люди делятся на две группы: врожденных “нюхачей” и на тех, у кого не очень чуткое обоняние. Для идеального нюха ноздри человека должны располагаться на расстоянии 3,5 сантиметра.
Люди могут улавливать запахи, как собаки
В ходе экспериментов исследователи выяснили, что люди могут улавливать запахи, как собаки и ориентироваться по ним.
Для чистоты эксперимента испытуемым завязывали глаза и затыкали уши, а затем просили найти по запаху стакан какао. Опыт показал, что у человека развито стереобоняние, как и стереослышание, и восприятие зрительных образов с помощью парного органа.
У животных две ноздри помогают ориентироваться в пространстве
Опыты с кротами продемонстрировали, что ориентация их намного хуже, если им заткнуть один носовой ход. Они сбиваются с пути на десятки градусов в сторону ноздри, которая дышит.
Рецензии
Ежедневная аудитория портала Проза.ру - порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
Ответ на этот вопрос настолько прост, что даже не требует длительного размышления. Как все мы с вами прекрасно знаем из школьного курса анатомии, строение чела человека подчиняется правилу двусторонней симметрии. Говоря иными словами наше с вами тело, точнее его правая и левая стороны зеркально симметричны по отношению друг к другу. Особенно это заметно, если мысленно провести линию вдоль нашего позвоночника. Но не только человеческий организм можно назвать зеркально симметричным. Билатеральная или двусторонняя симметрия присуща всем хордовым организмам планеты, птицам, рыбам и млекопитающем.
Подобное строение тела позволяет человеку и другим хордовым организмам целенаправленно передвигаться в пространстве и наилучшим образом удерживать равновесие. Кроме груди к парным органам человека относятся также лёгкие, почки, мочеточники, уши, глаза, руки, ноги, мужские и женские яичники и миндалины. Но не все органы тела можно считать симметричными, так как большинство внутренних органов человека, к примеру, сердце или желудок не обладают подобной симметрией. Это лишь одна из известных на сегодняшний день теорий о наличии у человека двух молочных желез.
Конечно же, многие из нас, а точнее все знают, что основной функцией груди является не эстетичное удовольствие противоположного женскому пола, а вскармливание новорождённого младенца. Так как обычно женщины способны выносить одного, реже двух младенцев, то с этой функцией успешно справляются две молочные железы. Но, пожалуй, главным правилом, объясняющим наличие именно такого количества желез, является особенность нашего природного происхождения. Следуя правилу природы, по которому рассчитывается их число, количество молочных желез всегда должно быть в два раза больше, чем количество детей, ожидаемых в одном помете. Так как рождение двойни или тройня является исключением из правил, а обычное число новорожденных у человека равно одному, то и количество молочных желез или говоря иными словами груди у человека две. Это помогает женщине благополучно выкормить младенца, даже если у неё есть некоторые проблемы с прибыванием молока или у ребенка повышенный аппетит.
Итак, с необходимостью именно такого количества молочных желез у женщин мы разобрались. Но как же можно объяснить наличие у мужчин сосков, а точнее начальной стадии формирования груди? Существуют несколько версий их происхождения, некоторые из которых весьма забавные.
Первой и самой, на мой взгляд, не научной является версия о необходимости мужских сосков в качестве эрогенной зоны. Второй вариант их происхождения гласит о том, что раньше все люди являлись гермафродитами и лишь когда у мужчин и женщин появились половые признаки, мужская грудь за ненадобностью перестала формироваться.
И, пожалуй, самый научный из всех предложенных вариантов объясняет наличие сосков у мужчин, как результат внутриутробного развития. Изначально между эмбрионами нет никаких различий, и только потом после 15 недели можно узнать какого он пола. А так как формирование сосков происходит еще до этого момента у мужчин они остаются в качестве недоразвитого органа.
2016-09-04
Вы когда-нибудь смотрели вы на себя в зеркало и думали: "Почему люди имеют 2 глаза 2 уха, но только один рот и нос?"
Эта странная характеристика человека распространяется не только на части тела снаружи, но также верно для многих внутренних органов. Например, у нас есть пара почек и пара легких, но только один мозг и сердце.
Самая простая гипотеза, что дублирование органов дает нам резерв мощности. Например, если нам вдруг требуется очень много кислорода (активная физическая нагрузка). Один орган не будет предоставлять этот резерв, но это позволяет нам оптимально функционировать в нашей повседневной жизни. Взглянем на проблему глубже.
Симметрия в живых организмах
Почему так распространена симметрия в природе. Точная причина, к сожалению, неизвестно, но природа имеет тенденцию делать вещи аккуратно в процессе эволюции. Тем не менее, есть несколько гипотез, которые представляют возможную причину, почему эта форма настолько распространена. Согласно одному из них, то считается, что такие организмы могут двигаться более легко, так как придатки с обеих сторон опоры тела имеют лучшую мобильность. Еще одна причина, связанная с этим состоит в том, что вполне возможно, что этот тип симметрии поддерживает центральную нервную систему, так как спинной мозг проходит через центр тела.
Почему мы имеем пары некоторых органов?
Ученые полагают, что наличие пары органов не является признаком избыточности. На самом деле, почти каждая пара органов не менее важна для правильного функционирования организма.
Например, у нас есть пара глаз. Очевидно, что мы можем видеть и одним глазом тоже, но второй глаз обеспечивают нам ощущение глубины.
Теперь, давайте поговорим о почках. Вы наверняка слышали о пожертвованиях почек, при котором человек жертвует одним из своих почек к кому-то другому. Исследование, проведенное в журнале “нефрологии, диализ, трансплантация изучило то, как люди жили после того, как им удалил одну из почек. Было установлено, что это не влияло на здоровье людей в течение следующих 16 лет, и только по прошествии 24 лет, субъекты стали испытывать некоторые побочные эффекты.
Интересно отметить, что в случае сердца ситуация отличается. Животные с большим количеством сердец, например, осьминоги используют аж три штуки, потому что они не могут обеспечить достаточное давление для конкретных органов. С той же проблемой сталкиваются млекопитающие и человек, кровь, которая выходит из легких, высоко насыщенна кислородом, проходя через большую площадь поверхности легких, теряет большую часть давления. Однако решение млекопитающего является более изобретательным и эффективным, и устраняет необходимость в дополнительных сердцах. Кровь перекачивается обратно через дополнительные камеры в сердце, так что можно с допущением считать, что у нас два отдельных сердца.
Когда мы находимся в эмбриональной стадии развития, у нас на самом деле два сердца. Зачатков в зародыше на самом деле два, но в конечном итоге они сливаются в одно сердце с четырьмя камерами. Эмбриологи в 1920-х и 30-х годов проводили эксперимент, удерживая зачатки от сплавления в эмбриональных лягушки, они смогли вырастить лягушек с двумя сердцами. То же самое относится и к нашим глазам. Если зачатки удерживается от расщепления, один центральный глаз развивается, как у циклопа.
Таким образом, существует несколько гипотез и предположений, которые частично подтверждается. Но основной вывод в том, что природа стремиться к эффективным решениям и симметричные органы являются именно такими решениями.
