Чем анатомия человека отличается от анатомии хищников и всеядных?

Людей принято относить к категории омниворов или всеядных. Такая классификация основывается на простом методе «наблюдения»: люди как правило употребляют в пищу широкий диапазон различных продуктов. В то же самое время на диету отдельной группы населения могут оказывать влияние такие факторы как национальная культура, традиции и воспитание. Поэтому «наблюдение» не может быть лучшим способом для определения наиболее «естественной» диеты для человека. В то время как большинство людей «ведут себя как омниворы или всеядные», вопрос остается открытым: действительно ли люди анатомически созданы для диеты, включающей наряду с растительной животную пищу.

Гороздо более объективным методом для классификации будет обращение к анатомии и физиологии человеческого организма. Млекопитающие анатомически и физиологически приспособлены к нахождению/добыче и усвоению определенных типов диет. (Во время работы с ископаемыми останков животных как правило изучается анатомическое строение, чтобы определить чем питалось животное). Таким образом нам известно, что среди млекопитающих есть карниворы (или плотоядные, хищники), хербиворы (или растениеядные) и омниворы (или всеядные) и мы можем проследить какие анатомические характеристики присущи для каждой группы из трех выше названных.

РОТОВАЯ ПОЛОСТЬ

Карниворы (или плотоядные, хищники) обладают возможностью широко раскрывать рот (пасть). Это помогает им создавать достаточную челюстную силу для того чтобы захватить, убить и разчленить добычу.

Мышечная масса лицевой части не развита так как она может быть препятствием для широкого раскрытия рта, а также не будет заметно способствовать акту проглатывания пищи.

У всех млекопитающих карниворов нижняя челюсть управляется простым суставом, расположенным в одной плоскости с зубами. Такой тип сустава является наиболее устойчивым и является чем-то вроде оси рычажного механизма, образованного верхней и нижней челюстями, соединенных суставом.

Основным мускулом, приводящим челюсть карниворов в движение, является temporalis (в Российской терминологии височная мышца, управляющая челюстью прим. перводчика). У карниворов эта мышца обладает большой массой, и на нее приходится большая часть плоти боковых сторон головы. Когда мы гладим собаку, мы гладим ее мышцы темпоралис.
Нижняя челюсть у карниворов как правило почти не располагает мышечной массой. Ее мышцы (которые относятся к жевательным: массетер (masseter) и птеригойд (pterygoids)) не обладают какой-либо значительностью для карниворов, и вследствие этого сама челюсть является плоской, не массивной. Кроме того нижняя челюсть карниворов не может выдвигаться вперед, а также располагает очень ограниченной возможностью двигаться из стороны в сторону.
Когда карнивор закрывает челюсть боковые зубы саблевидной формы проходят плотно рядом друг с другом сверху и снизу, производя тем самым резцовое движение, необходимое для отделения мяса от кости.

Зубы у карниворов заметно разрежены для того, чтобы в них не застревали части пищи.
Передние зубы короткие, заостренные. Применяются для ловли блох и других вспомогательных функций.
Клыки очень длинные саблевидной формы, для того, чтобы ими можно было зарезать жертву, убить ее и начать раздирать на части.
Коренные зубы треугольной формы слегка, с зубчатым окончанием, служат как зубчатые лезвия.
Благодаря суставу рычажного действия, у карнивора, когда он закрывает челюсть боковые зубы образуют движение напоминающее работу лезвий ножниц.

Слюна карниворов не содержит пищеварительных ферментов. Во время еды они быстро забрасывают пищу во внутрь не пережевывая. Так как пища карниворов белковая, ферменты, разбивающие белковую массу не могут присутствовать во рту из-за опасности разбивки самих тканей рта, карниворам не надо смешивать еду со слюной. Для них достаточно просто заглатывать крупные куски плоти.

Согласно эволюционной теории, анатомическое строение, ассоциируемое с растениеядной диетой, представляет собой более позднюю чем карниворы степень развития млекопитающих.

Растениеядные (herbivors -хербиворы) обладают хорошо развитой мускулатурой лица, полными губами, ротовым отверстием с заметно ограниченной возможностью раскрытия, и утолщенным развитым языком.
Губы наряду с мускулатурой щек и языком помогают помещать еду в рот и перемещать ее во рту для разжевывания.

У растениеядных челюстной сустав расположен уже выше плоскости зубов, и хотя такое положение сустава является менее стабильным чем при рычажном типе сустава у карниворов, он дает гораздо больше свободы для движения челюсти по более сложным траекториям, что необходимо для тщательного пережевывания растительной пищи. В дополнение к вышеуказанному такое расположение челюстного сустава позволяет боковым зубам верхнего и нижнего ряда примыкать друг к другу своими поверхностями для образования перемалывающих платформ. (Такой вид челюстного сустава представляет собой исключительную важность для растениеядных млекопитающих. По данным ученых он подвергался последовательному усовершенствованию и прошел через 15 различных стадий во время процесса эволюции).

Нижняя челюсть (mandible — мандибл) у растениеядных заметно увеличена для того, чтобы дать больше места для присоединения к ней хорошо развитых жевательнох мышц (masseter и pterygoid — главных жевательных мышц травоядных). Эти жевательные мышцы (массетер и птеригойд) держат нижнюю челюсть в положении типа качелей, что позволяет раскачивать ее из стороны в сторону. Мышца темпоралис (temporalis), смыкающая челюсть, представляет гораздо менее важное значение. У растениеядных нижняя челюсть производит во время еды ярко выраженное движение из стороны в сторону. Что необходимо для пережевывания и перемалывания пищи.

Формы зубов у растениеядных могут варьировать в зависимости от типа растительной пищи, употребляемой тем или иным видом. Тем не менее не смотря на то, что у этих животных могут быть разное колличество зубов отдельных типов, зубы травоядных сходны по структуре. Передние зубы (резцы) как правило плоские, широкие и с тупым окончанием в форме лопаты. Клыки могут быть мелкими как у лошадей, или значительного размера как у бегемотов, свиней и некоторых приматов (что используется многими для защиты), или даже могут вообще отсутствовать.
Коренные же зубы как правило квадратной формы в основании, с довольно плоской слегка варьируемой от вида к виду бугорковой поверхностью, для обеспечения функции перемалывания. Коренные зубы не могут проходить вдоль друг друга сверху и снизу, создавая режущее движение как у карниворов, но верхние и нижние зубы могут скользить вдоль друг друга в горизонтальной плоскости. Поверхность коренных зубов у растениеядных также зависит от типа растительности тот или иной вид употребляет в пищу.
Зубы расположены тесно к друг другу: резцы работают как откусывающий инструмент, после резцов пища поступает для перемалывания коренными зубами. Полость, образуемая внутри зубов, обладает достаточным размером для перемещения там растительной пищи.

Растениеядные животные тщательно пережевывают свою пищу, перемещая ее вдоль перемалывающих зубов при помощи языка и мускулов щек. Тщательность этого процесса объясняется необходимостью расщепить растительный материал и смешать его со слюной, у многих видов растениеядных обладающей ферментами. Процесс расщепления пищи начинается уже во рту (при помощи ферментов, разбивающих углеводы).

ЖЕЛУДОК И ТОНКАЯ КИШКА

Эти органы у карниворов и растениеядных имеют коренные отличия.
У карниворов желудок простой, однокамерный, довольно большого объема. На желудок у карниворов приходится от 60 до 70% пищеварительной системы. Потому что мясо довольно быстро усваивается, тонкая кишка, через которую происходит процесс впитывания организмом клеток пищи, довольно короткая. Ее длина как правило составляет 5-ти — 6-ти кратную длину тела животного. Так как карниворы в среднем убивают одно животное в неделю, их объемный желудок позволяет им заглотить максимальное колличество плоти — мяса за один прием, и затем расщеплять и усваивать его во время последующего отдыха. Желудок карниворов обладает особой способностью выделять гидрохлорид и поддерживать кислотность на уровне pH1 — pH2. Это дает возможнось разщепить белки и обезвретить многочисленные бактереобразные организмы, в избытке присутствующие в мертвой плоти.

Из-за высокого присутствия клетчатки в растительной пище, на ее расщепление уходит дольше времени, и у травоядных желудочно кишечный тракт значительно длиннее и зачастую обладает более совершенными функциями чем у карниворов.
Травоядные животные, диета которых в большей степени состоит из растительной массы с высоким содержанием целлюлозы, вынуждены «ферментировать» свою пищу (расщеплять при помощи ферментных бактерий) для более полного извлечения из нее питательного компонента. Тут растениеядные разделяются на 2 категории: жвачные, те, которые питаются более грубой растительной пищей и ферментируют ее в желудке и передней кишке (foregut fermentation) и те, которые питаются относительно мягкой растительной пищей и ферментируют ее в толстой кишке — hindgut fermentation. Жвачные травоядные (фементирующие в желудке и тонкой кишке) имеют многокамерные желудки.
Растениеядные 2й категории (питающиеся сравнительно мягкой растительной массой) не нуждаются в многокамерном желудке. У них как правило простой однокамерный желудок и довольно длинная тонкая кишка. Эти животные ферментируют ту пищу, в которой содержится много клетчатки в толстой кишке. Многие виды животных из этой категории эволюционно усовершенствовали процесс и эффективность их желудочно кишечного тракта добавив ферменты, расщепляющие углеводы, в их слюну. Для таких животных (относящихся ко 2й категории, питающихся мягкой растительной пищей), многокамерный желудок был бы не нужен. Питательные вещества и калорийная энергия были бы расщеплены и потеряны до попадания в тонкую кишку для усвоения.

Тонкая кишка растениеядных в 10 и порой более раз превышает длину их тела.

ТОЛСТАЯ КИШКА

Толстая кишка хищников довольно простая и короткая, ее единственной функцией является усвоение соли, электролитов и воды. У хищников толстая кишка приблизительно того же диаметра, что и тонкая кишка, и поэтому она обладает ограниченной возможностью накапливать в себе пищу. Эта кишка не большой длины и гладкой, негафрированой формы. Мышцы равномерно распределены по стенкам, придавая тем самым кишке гладкую цилиндрическую форму. У карниворов присутствует какое-то колличество микроорганизмов в толстой кишке, выполняющих функцию разложения.

Для растениеядных толстая кишка как правило важный орган, несущий функцию всасывания воды и электролитов, а также производства и всасывания витаминов и ферментаци целюлозосодержащих частей пищи. Толстая кишка у растениеядных обычно больше диаметром чем тонкая кишка и довольно длинная. У некоторых видов травоядных толстая кишка имеет гофрированную форму благодаря способу расположения мышечных волокон на стенках кишки, образующих как бы перетяжки. У отдельных видов растениеядных начальная часть толстой кишки — слепая кишка довольно большого размера и служит либо основным либо вспомогательным ферментационным органом.

А КАК НАСЧЕТ ВСЕЯДНЫХ?

Можно предположить, что омниворы (всеядные) будут обладать анатомическими характеристиками, позволяющими употреблять оба вида диет: мясную и растительную. Согласно теории эволюции кишечная стуктура у карниворов более примитивна чем у растениеядных. Таким образом может быть омнивор будет представлять собой карнивора с усовершенствованным кишечным трактом для усвоения растительной пищи?

Так оно и есть, это справедливо для таких видов животных как медведи, еноты и отдельные члены семейства псовых. (В качестве примера будут взяты медведи как наиболее яркие представители анатомических омниворов или всеядных). Медведи относятся к классу хищников, но на самом деле анатомически они относятся к категории всеядных. Хотя они и употребляют какое-то колличество животной пищи, 70%-80% диеты медведей приходится на растительную пищу. (Исключение составляют белые медведи, которые живут в условиях практического отсутствия растительности и питаются почти полностью животной пищей). Медведи не могут усваивать растительность с высоким содержанием клетчатки-целлюлозы, и они довольно разборчивы в еде. В их диету в основном входят сочные побеги и травы, корневища и ягоды. Многие биологи считают, что причиной, почему медведи ложатся в спячку, является отсутствие их основной пищи — сочной растительности в зимний период года. (Интересно, что белые медведи уходят в спячку летом, когда они не могут добывать свою основную пищу — тюленей)

В целом медведи располагают анатомическими характеристиками карниворов. Их челюстной сустав находится в одной плоскости с зубами. Челюстная мышца темпоралис сильно развита, и нижняя челюсть мандибл необъемная (составляет малый угол), Жевательные мышцы массетер и птеригойд (masseter и pterigoid) играют небольшую роль.
Тонкая кишка короткая (меньше чем 5 длин тела медведя) как у исконных карниворов. Толстая кишка также короткая как и у хищников, простая и гладкая без гофрировки.

Наиболее выразительным анатомическим признаком адаптации к растительной диете являются зубы медведей (и других «анатомических» всеядных). У медведей небольшие шпековой формы передние зубы, большие клыки, передние корневые зубы сверху и снизу проходят вдоль друг друга для выполнения режущей функции — все вышесказанное как у карниворов, а вот задние коренные зубы приобрели квадратную форму с плоскими верхушками и маленькими бугорками на них для перемалывания пищи.
Ногти у медведей такие же как и у карниворов — длинные сильные острые когти, а не плоские, тупые как у большинства травоядных.

Животное, которое отлавливает, убивает и ест животную пищу должно обладать соответствующим оружием для выполнения функции хищника. И так как медведи употребляют в пищу плоть животных, они должны располагать анатомическими приспособлениями для поимки и убийства жертвы. У медведей их челюсти, мускулатура и зубы позволяют им развивать и прилагать силу, необходимую для убийства и разделки добычи, не смотря на то, что большинство их диеты составляет растительная пища. Хотя структура челюсти травоядных (когда челюстной сустав находится выше плоскости зубов) и позволила бы медведям с большей эффективностью употреблять растительную пищу и расширить ее диапазон, это гораздо более слабый тип челюсти чем рукояточный механизм челюсти карниворов. Челюсть травоядных может быть довольно легко вывихнута и это бы не позволило выдержать стесс схватки с потенциальной жертвой. В природе животное с вывихнутой челюстью либо погибло бы от голода, либо бы само стало чье-то жертвой. Поэтому тип челюсти растениеядного не подходит для вида животных, частично питающихся мясом. Всеядные не могут перейти на другой тип челюсти пока они полностью не перейдут на растительную диету, иначе этому бы виду грозило исчезновение.

А КАК НАСЧЕТ МЕНЯ?

Желудочно-кишечный тракт человека аналогичен анатомическому строению тракта растениеядных. Губы развитые, небольшое ротовое отверстие. Многие из тех лицевых мускулов, описываемых как мышцы выразительности лица, являются мышцами, способствующими жеванию. Толстый мускулистый язык, необходимый для пережевывания пищи, послужил также для развития речи. Челюстной сустав находится заметно выше плоскости зубов. Челюстной мускул темпоралис небольшой по массе. Выражение «квадратная челюсть» для некоторых индивидумов мужского пола отражает собой более объемистую нижнюю челюсть мандибл, помещающую группу развитых жевательных мышц массетер/птеригойд (masseter/pterigoid). Подбородок человека может выдвигаться вперед приводя резцы в движение, и может перемещаться из стороны в сторону для перемалывания пищи.

Зубы человека сходны по строению с зубами растениеядных, и в отличие от некоторых видов обезьян (кому клыки служат как правило для защиты) наши клыки не развиты.
Наши зубы широкие, плоские и обычно расположены плотно друг к другу. Резцы плоские в форме тупоконечной лопаты, пригодные для выполнения функции очистки плодов. Передние и задние коренные зубы квадратной формы и плоские с небольшими закругленными бугорками для перемалывания пищи.

Слюна человека содержит фермент, расщепляющий углеводы: слюнную амилазу. Этот фермент играет решающую функцию для расщепления и последующего усвоение крахмалистых веществ. Глотка (эсофагус) у человека узкая, приспособленныая для проглатывания небольших порций хорошо прожеванной пищи. Если человек пытается есть в спешке, или же проглатывать еду большими порциями, особенно волокнистой, плохо прожеванной пищи (особенно крупные куски мяса), он легко может подавиться.

Желудок человека однокамерный, с небольшой кислотностью. Если при клиническом анализе определяется, что у пациента кислотность (pH) желудка с присутствием в нем пищи ниже 4−5 (чем ниже pH тем выше кислотность), то это является поводом для беспокойства.
Объем желудка человека составляет 21−27% от всего объема желудочно кишечного тракта. Наш желудок выполняет функцию контейнера для смешивания пищи и разбавления ее жидкостью, регулируя при этом поступление этой смеси в тонкую кишку. Тонкая кишка человека длинная. Она в 10−11 раз протяженнее длины тела человека (наша тонкая кишка составляет около 7,5 — 10 метров. Длина тела человека измеряется от макушки головы до крайне нижней точки позвоночника и составляет 0,75 — 1 метра у взрослого человека).

Толстая кишка человека имеет гофрированную форму благодаря мышечным перетяжкам, такую же как у растениеядных, она так же как и у последних больше по диаметру чем тонкая кишка и сравнительно длинная. В толстой кишке происходит впитывание воды и электролитов, а также производятся и впитываются витамины. Кроме того в ней проходит интенсивный процесс ферментации волокнистой растительной пищи с выделением и усвоением энергии (в форме летучих жирных кислот с короткой молекулярной цепью — volitile SCFA). Детальному изучению процесса ферментации и впитывания продуктов обмена веществ в толстой кишке человека начали уделять серьезное внимание только в последнее время

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы проследили, что желудочно-кишечный тракт человека относится к типу «убежденных» растениеядных. Человечество как вид животных не располагает переходными анатомическими признаками, которые можно обнаружить у всеядных, таких как медведи или еноты. Сравнив желудочно-кишечный тракт человека с ЖКТ растениеядных, всеядных и карниворов, мы убедились, что желудочно кишечный тракт человека приспособлен для чисто растительной диеты.

Мускулатура лица
Карниворы Незначительного объема для облегчения широкого раскрытия рта
Растениеядные Развитая
Всеядные Незначительного объема для облегчения широкого раскрытия рта
Человек Развитая

Тип челюсти
Карниворы Под острым углом (нижняя челюсть необъемная (без подбородка))
Растениеядные Под увеличинным углом (нижняя челюсть более объемная)
Всеядные Под острым углом (нижняя челюсть необъемная (без подбородка))
Человек Под увеличенным углом (нижняя челюсть более объемная, имеется подбородок

Расположение челюстного сустава
Карниворы В одной плоскости с коренными зубами
Растениеядные Выше плоскости коренных зубов
Всеядные В одной плоскости с коренными зубами
Человек Выше плоскости коренных зубов

Движение челюсти
Карниворы Режущая функция, минимальная возможность движения из стороны в сторону
Растениеядные Не обладает режущей функцией, свободная подвижность из стороны в сторону и вперед-назад
Всеядные Режущая функция, минимальная возможность движения из стороны в сторону
Человек Не обладает режущей функцией, свободная подвижность из стороны в сторону и вперед-назад

Главный мускул, приводящий в движение челюсть
Карниворы Челюстной мускул темпоралис
Растениеядные Жевательные мускулы: массетер и птеригойд
Всеядные Челюстной мускул темпоралис
Человек Жевательные мускулы: массетер и птеригойд

Размер открытого рта по отношению к размеру головы
Карниворы Большой
Растениеядные Небольшой
Всеядные Большой
Человек Небольшой

Зубы (передние)
Карниворы Короткие, заостренные к верху
Растениеядные Широкие, плоские, не заостренные, в форме лопаты
Всеядные Короткие, заостренные к верху
Человек Широкие, плоские, не заостренные, в форме лопаты

Зубы (клыки)
Карниворы Длинные, острые, изогнутые
Растениеядные Тупые, короткие (или длинные для защиты), или отсутствуют
Всеядные Длинные, острые, изогнутые
Человек Короткие и затупленные

Зубы (коренные)
Карниворы Острые, в форме лезвий пилы
Растениеядные Плоские с бугорками
Всеядные Острые лезвия и/или приплющенные
Человек Плоские с бугорками

Жевание
Карниворы Отсутствует, пища заглатывается большими кусками
Растениеядные Тщательное разжевывание необходимо
Всеядные Заглатывает пищу большими кусками и/или легкое разминание
Человек Тщательное разжевывание необходимо

Слюна
Карниворы Без расщепляющих ферментов
Растениеядные С ферментами, расщепляющими углеводы
Всеядные Без расщепляющих ферментов
Человек С ферментами, расщепляющими углеводы

Тип желудка
Карниворы Простой
Растениеядные Простой или многокамерный
Всеядные Простой
Человек Простой

Кислотность желудка
Карниворы С пищей в желудке pH ниже 1 или равняется 1
Растениеядные С пищей в желудке pH4 — pH5 (невысокая кислотность)
Всеядные С пищей в желудке pH ниже 1 или равняется 1
Человек С пищей в желудке pH4 — pH5 (невысокая кислотность)

Объем желудка
Карниворы 60−70% от объема желудочно-кишечного тракта
Растениеядные Менее 30% от объема желудочно-кишечного тракта
Всеядные 60−70% от объема желудочно-кишечного тракта
Человек 21−27% от объема желудочно-кишечного тракта

Длина тонкой кишки
Карниворы От 3х до 6 длин тела
Растениеядные От 10 до более 12 длин тела
Всеядные От 4х до 6 длин тела
Человек От 10 до 11 длин тела

Толстая кишка
Карниворы Простая, короткая и гладкая
Растениеядные Длинная, сложная, может быть гофрированная
Всеядные Простая, короткая и гладкая
Человек Длинная, гофрированная

Печень
Карниворы Может обезвреживать витамин А
Растениеядные Не может обезвреживать витамин А
Всеядные Может обезвреживать витамин А
Человек Не может обезвреживать витамин А

Почки
Карниворы Исключительно концентрированная моча
Растениеядные Умеренно концентрированная моча
Всеядные Исключительно концентрированная моча
Человек Умеренно концентрированная моча

Ногти
Карниворы Острые когти
Растениеядные Плоские ногти или тупые копыта
Всеядные Острые когти
Человек Плоские ногти

Автор статьи Милтон Милз, доктор медицинских наук
The Comparative Anatomy of Eating
by Milton R. Mills, M.D.