Анус — это чудо природы

[Sergey77]

https://habr.com/ru/post/558712/

Анус — это чудо природы
Автор оригинала: KATHERINE J. WU

Прим. пер.: Астрологи объявили неделю публикаций про анус. Зарубежные СМИ пестрят новостями про дыхание млекопитающих/спасение жизней через кишечник. В этом «пятничном посте» мы прольём свет на природу и историю появления сего аппарата.

Чтобы заглянуть в душу трепанга, не смотрите ему в лицо, у него его нет. Осторожно поверните это бесформенное тельце и посмотрите в его чудесный многофункциональный анус.

Задняя часть морского огурца — это гораздо больше, чем выходное отверстие для пищеварительных отходов. Это также импровизированный рот, который поглощает кусочки водорослей; искусственное легкое, решетчатое трубками, которое обменивается газом с водой вокруг; и оружие, которое в случае опасности может запускать липкую, вязкую паутину внутренних органов, чтобы запутать хищников. Иногда это может быть даже пристанищем для мерцающих длинненьких рыбок, которые извиваются внутри задницы, когда она распахивается, чтобы подышать. Было бы правильно описать трепанга как необычный анус, который, как раз случайно, окружен телом. Как сказала мне Ребекка Хелм, биолог, изучающий медуз из Университета Северной Каролины в Эшвилле: “Морской огурец — это действительно отличная задница”.

Но анус морского огурца не получает должного признания. “В тот момент, когда вы говорите “анус”, вы слышите, как в комнате падает булавка,” — сказала Хельм. Телесные табу превратили анусы на древе жизни в культурных неудачников, и в научных тоже: немногие исследователи вслух причисляют себя к энтузиастам ануса в мире, что, по мнению немногих гордых, создает некое слепое пятно, которое отдаляет нас от понимания фундаментального аспекта нашей собственной биологии.

Появление ануса имело важное значение в эволюции животных, превратив пищеварительный мешок с одним отверстием в туннель с открытым концом. Существа с анусом могут физически разделить акты еды и дефекации, снижая риск запачкать закуску пометом, им больше не нужно было заканчивать один прием пищи перед приемом другого, что позволяло их трубчатому телу собирать больше энергии и увеличиваться в размерах. В настоящее время анусы принимают разные формы. Некоторые животные, такие как морской огурец, превратили свой анус в универсальный швейцарский армейский нож; другие считали, что задние двери желудочно-кишечного тракта настолько хороши, что вырастили их как минимум дважды. «Эволюция давала много свободы для игр с этой частью тела», — сказала мне Армита Манафзаде, эксперт по морфологии позвоночных из Университета Брауна.

Но анусы также окутаны научной интригой и являются предметом мелких склок. Исследователи до сих пор горячо спорят о том, как и когда именно анус впервые возник, и сколько раз это отверстие было приобретено или потеряно у разных видов. Чтобы понять, где мы берем начало, нам нужно более пристально взглянуть на наши концы.

Вначале ничего не было. Задние части наших предков-животных, которые плавали в морях сотни миллионов лет назад, не обладали никакими функциями, из-за чего вход и выход всех пищевых продуктов сводился к единой многоцелевой дыре. Эволюционные отголоски этих форм жизни все еще существуют в кораллах, морских анемонах, медузах и полчищах морских червей, пищеварительный тракт которых имеет форму рыхлого мешка. Эти животные последовательно моногамны в еде, поглощая ее по одной порции за раз, а затем выбрасывая остатки через то же отверстие. (Вопреки тому, что вы, возможно, читали, не все какают.) Кишки этих существ действуют во многом как стоянки, но на них действуют строгие квоты на свободные места, которые ограничивают движение транспорта.

Появление черного хода превратило эти парковки в шоссе — линейные «сквозные проходы», которые сегодня доминируют в теле. Внезапно у животных появилась роскошь съесть несколько приемов пищи без необходимости возиться с утилизацией в перерывах; пищеварительные тракты удлинялись и располагались на местах, разделяясь на полости, которые могли извлекать различные питательные вещества и содержать собственные сообщества микробов.
Компартментализация облегчила животным получение большего количества пищи, сказал мне Андреас Хейноль, биолог развития из Бергенского университета в Норвегии. По его словам, с удлинением и раскрытием конца кишечника многие существа приобрели более длинные и большие тела и начали двигаться по-новому. (Потребовалось бы еще несколько тысяч лет, чтобы истинные задницы — мясистые, жирные обмундирования, которые обрамляют анальные отверстия некоторых животных, например людей, — эволюционировали. Некоторым исследователям, с которыми я разговаривал, комфортно использовать задницы для обозначения любой анальной или прилегающей к анусу структуры; другие, пуристы, считают этот термин строго условным только для ягодиц и конкретно для задниц.)

Преимущества достижения дна кишечника очевидны, а того, как был раскопан черный ход — нет. Мягкие, податливые отверстия без костей — это не совсем то, что нужно в летописи окаменелостей, поэтому практически любую теорию наследия ануса сложно доказать. Одна из самых старых гипотез гласит, что анус и рот образовались из одного и того же единственного отверстия, которое удлинялось, затем прогибалось в центре и разделялось на две части. Вновь сформированный задний проход затем переходил к задней части животного. Клаус Нильсен, биолог из Датского музея естественной истории, является поклонником этой теории. Это одновременно и достаточно просто, и эволюционно справедливо: в этом сценарии ни рот, ни анус технически не возникли первыми; они превратились в идеальных близнецов в ходе развития.

Хейнол и другие придерживаются иной идеи, согласно которой рот формально предшествует анусу, который самопроизвольно прорывается через другой конец тела. “Это вторичный прорыв”, — сказал Хейнол. “Кишечник формируется, а затем [устанавливает] связь с внешним миром”. Пробить лишнее отверстие в теле не так уж и сложно: некоторым червям удавалось делать это десятки раз. У одного необычно вентилируемого экземпляра, типа поликладного плоского червя, несколько анальных отверстий, покрывающих пятнами его заднюю часть, будто бы веснушки, извергающие фекалии. Двое других, пара губчатых паразитов, называемых Syllis ramosa и Ramisyllis multicaudata, будут оплетать свое тело через ткани хозяина, как гобелен из корней деревьев, причем каждый корешок оканчивается собственным уникальным отверстием; их всего сотни, возможно, тысячи. (Не совсем понятно, почему эти и другие животные имеют такое неудобное расположение анусов, но, по крайней мере, в некоторых случаях, Хейнол считает, что это логический результат разветвленной пищеварительной системы, которая может легче переносить питательные вещества в каждый уголок тела.)

Хейнол и его коллеги все еще собирают доказательства в поддержку своей гипотезы, но он сказал, что уже есть некоторые аргументы против идеи разделения отверстий: у животных обычно не проявляются одни и те же гены вокруг рта и ануса, что противоречит представлению о том, что два отверстия образованы из той же ткани, участвующей в эволюции. По его словам, лучшая предыстория отверстия может включать в себя план тела, украденный из репродуктивного тракта, который уже естественным образом заканчивается в задней части животного.

Однако, если эта теория окажется верной, то не обязательно перекроет аргумент в пользу начала эволюции ануса. Беглый взгляд на древо жизни животных может сначала дать представление о том, что анальные отверстия появились около 550 миллионов лет назад, примерно в то время, когда наши собственные каплевидные предки превратились в трубки. Но Хейнол и многие другие считают, что анус был настолько полезен, что животные независимо развили его по крайней мере полдюжины раз, возможно, намного больше, и не обязательно одним и тем же способом. У этой временной шкалы есть и другие препятствия: некоторые существа с тех пор потеряли анальное отверстие, а некоторые могли вернуться в прошлое.

Одна из самых больших потенциальных морщин в повествовании о гладком анальном отверстии принимает форму гребенчатого желеобразного животного, отдаленно напоминающего полупрозрачный шлем Дарта Вейдера, которому, как полагают, не менее 700 миллионов лет. Еще в 1800-х годах ученые ломали голову над тем, как устроены гребневики и выводят ли они те самые формальные фекалии из набора странно выглядящих пор. Прошло более века, прежде чем их акты дефекации были наконец засняты камерой биолога Уильяма Брауна из Университета Майами и его коллегами, которые засняли одно из аморфных существ, делающих большую рыбную помойку в лаборатории. Когда видел дебютировало на конференции 2016 года, “все в зале громко ахнули”, — сказал мне Хельм, присутствовавший на лекции. Если гребешки какают, эти какашки должны выходить из какого-то заднего отверстия. Некоторые говорили, что, возможно, история ануса намного глубже, чем многие думали.

В течение нескольких месяцев после того, как команда Брауна опубликовала свои выводы, ученые неоднократно спорили об их значимости. Некоторые приветствовали открытие как революционное. Но другие, в том числе Хейнол, утверждали, что ставшее печально известным видео не означало столь серьезных догматических изменений и, возможно, нетрудно совместить с тем, что уже давно известно. Гребневики, вероятно, придумали свои анусы независимо от других животных и случайно наткнулись на подобный план. Неизвестно, когда именно это могло произойти. Такой сценарий оставит нетронутой хронологию нашего собственного ануса, который возник из другой линии существ в отдельный момент времени.

Различные вероятности нелегко доказать или опровергнуть. Так же, как новые отверстия могут появиться, бесполезные могут исчезнуть, как, по-видимому, было в случае с хрупкими морскими звездами и клещами, которые зашили анусы своих предков. Некоторые амбивалентные существа могут даже вырастить временные анусы — дыры, которые появляются и исчезают по мере необходимости. (Исследование, проведенное в 2019 году биологом Сиднеем Таммом, показало, что некоторые анусы гребневиков могут попасть в эту “временно-анусную” категорию, как называет ее Манафзаде.)

Многие животные, которым удалось украсить некоторую версию ануса, теперь обладают органом невероятной экстравагантности. Черепахи, как и морские огурцы, дышат задницей. Молодые стрекозы всасывают воду в свои анусы, а затем изрыгают ее, чтобы продвинуться вперед. Скорпионы выбрасывают заднюю часть тела при атаке сзади, уклоняясь от захвата, но трагически теряя способность какать (и в конечном итоге умирая с полным животом экскрементов). Личинки златоглазки выводят из строя жертв-термитов токсичным метеоризмом, который они испускают из своего конца — “они буквально нокаутируют своих врагов смертельным пуканием”, — сказала мне Эйнсли Сиго, энтомолог из Музея естественной истории Карнеги.

Некоторые из наиболее интригующих (и NSFW) задних концов — это универсальные аналоги ануса, называемые клоаками, которые объединяют конечные части пищеварительного, мочевыводящего и репродуктивного трактов в одно отверстие — по сути, фойе для эвакуации исходящих фекалий, мочи, яиц, и спермы. Клоаки — неотъемлемая часть птиц, рептилий и земноводных, и, хотя они, как правило, получают плохую репутацию, их внутренняя архитектура на самом деле довольно сложна, сказала мне Патрисия Бреннан, эксперт по клоакам из колледжа Маунт-Холиок в Массачусетсе. Они также могут быть довольно удобными: когда самки птицы спариваются с не особо хорошими самцами, они могут просто выбросить некачественные сперматозоиды и начать процесс заново. Хейнол добавил, что клоаки существуют так давно, что они могут даже представлять собой эволюционный мост между репродуктивным и пищеварительным трактами, который помог создать некоторые из первых анусов.

Тем не менее, клоаки сопряжены с риском: “Все ваши пищеварительные отходы в значительной степени находятся в прямом контакте с гениталиями”, по сути, это грубая инфекция, которая только и ждет, чтобы разразится, сказал Бреннан. Любой живой молодняк, который проходит через репродуктивный тракт, также может подвергаться опасности из-за близости к патогенам, передаваемым через фекалии. Возможно, поэтому человеческие анусы отважились развиваться самостоятельно.

Какова бы ни была причина этого, разделение, устранившее клоаку, сделало анусы человека, как сказал Манафзаде, “совершенно скучными”. Что касается выходных отверстий, то наши стандартные, способные не более чем выдавливать отходы из кишечника без каких-либо изысков.

Единственное достоинство обычного заднего отверстия человека — это свойство, которое мы развили, чтобы смягчить его: наши печально известные ягодицы, самые объемные из известных на сегодняшний день, благодаря нашей причудливой склонности передвигаться на двух ногах приматов. “Наша двуногость необходима, она особенна, это наш единственный способ передвижения”, — сказала мне антрополог Дарси Шапиро. Эта модель передвижения изменила форму таза, что, в свою очередь, переориентировало наши мышцы. Большая ягодичная мышца — массивная мышца, обеспечивающая нашу способность бегать и лазать — раздулась и в то же время и покрылась уютным слоем жира, который, по мнению некоторых ученых, служит запасом энергии. Помимо анусов, “наши ягодицы — настоящая инновация”, — сказала Манафзаде.

Эволюция непомерно разорвала человеческую задницу, наши культурные нормы быстро последовали ее примеру. Мы смотрим на задницы друг друга с похотью, отвращением и виноватым восхищением. Мы их уменьшаем, мы оттачиваем их, мы сексуализируем их. Мы с энтузиазмом рассказываем о них. Они, в свою очередь, значительно облегчают спринт, но их намного труднее содержать в чистоте. Наш анус — это овца, одетая в очень сказочную волчью шкуру, и мы просто не можем справиться.

Может быть, именно поэтому люди так часто стесняются своей задницы, и, соответственно, задниц других. Мы даже выбираем задницу как эвфемизм для ануса в непринужденной беседе. Задницы — это не анусы, но они скрывают их физически и, возможно, образно. Они скрывают идею о том, что с самого начала процесс пищеварения был чудом. Он открыл эволюционный путь наших предков и сделал возможным наше собственное существование. Может быть, нам пора стать как та длинненькая мерцающая рыбка и привыкнуть к тому, что находится между этими щечками.