Или Несколько фактов о клыках и толстом кишечнике

Анатомия любого животного очень точно отражает его образ жизни, и пищеварительная система здесь не исключение. Даже если нет возможности увидеть того или иного представителя животного мира в привычной среде обитания, анатом по одному лишь строению жевательного аппарата, желудка или кишечника может с очень высокой степенью точности описать рацион его питания. Или как минимум понять, хищник перед ним или травоядное животное. Поэтому совсем неудивительно, что очень часто в поисках истины сторонники двух противоположных взглядов на мясную и растительную пищу обращаются к сравнительной анатомии.

Клыки против резцов

Сторонники мясоедения категорично заявляют: наличие клыков у человека доказывает, что он по происхождению хищник. Действительно, у человека, в отличие от большинства травоядных, есть что-то похожее на клыки. У первобытных людей эти зубы гораздо больше напоминали классические клыки, а у многих обезьян – наших ближайших предков из животного мира – такие клыки, что любой представитель семейства кошачьих позавидует. Но следует ли из этого, что исходно мы хищники и мясоеды? Оказывается, все не так однозначно.

Во-первых, клыки у обезьян (рацион которых, кстати, на 90 и более процентов состоит из растительной пищи) развились не для охоты, а как средство защиты и демонстрации силы, а еще они нужны обезьянам в период брачных боев. Именно поэтому клыки более развиты у самцов и почти неразвиты у самок, в то время как у настоящих хищников таких гендерных различий нет и в помине. Если этот пример вас не убедил, давайте вспомним абсолютно безобидное животное, которое питается только растительной пищей, – мускусного кабаргу. У самцов кабарги едва ли не самые большие в животном мире клыки (если считать относительно размеров головы). И нужны эти невероятно большие клыки только для того, чтобы демонстрировать силу и генетические преимущества в период брачных боев и игр.

Во-вторых, клыки могут развиваться у животных не обязательно для того, чтобы драться и охотиться. Например, кабанам и свиньям клыки нужны, чтобы выкапывать корнеплоды – самую что ни на есть растительную пищу. А летучим мышам, которые принадлежат к такому виду, как летучие лисицы, большие клыки помогают разрывать кожуру фруктов и удерживать большие куски еды во время полета.

В-третьих, клыки – лишь один из элементов жевательного аппарата. А вот если мы рассмотрим весь этот аппарат в целом, то увидим уже гораздо более очевидные и показательные различия между хищниками и человеком. Так, зубы хищников располагаются на большом расстоянии друг от друга, это необходимо для того, чтобы между ними не застревали волокна сырого мяса (вспомните про зубочистки, которыми вы пользуетесь после хорошего стейка, тем более слабо прожаренного). Кроме того, челюсти хищников могут раскрываться очень широко, чтобы он мог нанести очень сильный, часто смертельный удар. Кстати, чтобы при таких скоростях и такой амплитуде движения снизить риск вывиха в челюстном суставе, последний очень хорошо зафиксирован и обеспечивает движения исключительно в вертикальной (фронтальной) плоскости.

У травоядных животных, а также у обезьян и человека, которым нужно очень тщательно пережевывать твердую и грубую растительную пищу, жевательный аппарат устроен совершенно иначе. Зубы расположены вплотную друг к другу (чтобы пища измельчалась равномерно, а не «проваливалась» между зубами), а челюстной сустав устроен так, чтобы обеспечивать движения как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости (из стороны в сторону): без этого невозможно тщательно пережевать растительную пищу. И чтобы избежать вывихов при такой многоосевой амплитуде движений в суставе, челюсти большинства травоядных животных и человека не могут открываться под широким углом. Ну и наконец, почему все внимание приковано к клыкам? А как быть с тем фактом, что у человека одни из самых развитых в природе резцов, мы уступаем в этом лишь грызунам? А ведь крупные и заостренные резцы – это очень важный атрибут травоядных животных, тогда как у хищников, наоборот, очень небольшие, малоразвитые резцы.  Кроме того, если уж идти до конца в сравнительном анализе жевательного аппарата хищников и травоядных, нужно упомянуть еще и о слюнных железах, которые играют важную роль на этапе первичного пищеварения. И тут обращает на себя внимание тот факт, что, в отличие от травоядных животных, у абсолютных хищников в составе слюны нет такого фермента, как амилаза, который является очень важным пищеварительным веществом для расщепления углеводов. И причина этого вполне ясна: в рационе хищников почти полностью отсутствуют углеводы (которые преимущественно растительного происхождения), а значит, и потребности в этом ферменте у них нет. Наличие больших количеств амилазы в слюне человека говорит о том, что растительная пища всегда присутствовала в его рационе.

Желудок с функцией стерилизационной камеры против желудка, выполняющего роль пищеварительного резервуара

Теперь давайте проследуем по пищеварительной системе дальше. Желудок человека совсем не похож на желудок травоядных животных, у которых он очень больших размеров, да еще и делится на разные отделы, что необходимо для длительного переваривания трудно усваиваемой растительной пищи. Нет у нас в желудке и тех бактерий, которые помогают травоядным перерабатывать грубую растительную пищу. Наш желудок гораздо больше похож на желудок хищника, который не отличается очень большим размером, не делится ни на какие отделы и содержит желудочный сок очень высокой кислотности.

Почему желудок хищников сравнительно мал? Дело в том, что основная функция желудка у хищников не столько в первичном пищеварении (которое в большей степени происходит в кишечнике), сколько в стерилизации пищи за счет высочайшей кислотности желудочного сока. Хищники, в отличие от травоядных (мы к этому еще не раз вернемся), питаются тем же, из чего сами и состоят – в мясе их жертв точно такие же белки, жиры, витамины, минералы и другие жизненно важные вещества, из которых построен и их собственный организм. Поэтому хищникам вовсе не требуется очень сложный и многоступенчатый процесс пищеварения, а значит, не нужны сложно устроенные желудок и кишечник.

Однако у мясной (белковой) диеты есть другое ограничение: в отличие от растений, это очень скоропортящийся продукт. И защититься от смертельных отравлений, вызванных размножением опасных бактерий в съеденном мясе, можно только с помощью стерилизации его кислотой очень высокой концентрации.

У травоядных животных все совсем не так. Растительная пища по своему составу абсолютно не похожа на химический состав животных организмов, поедающих эту пищу. В растениях очень мало белков (да и то они сильно отличаются от животных белков), жиров и не хватает некоторых жизненно важных витаминов. Более того, даже углеводов, из которых все необходимое можно было бы синтезировать, в растениях не так много, а те, что там есть, представлены в такой химической форме (грубая клетчатка), которую животным собственными силами никогда не переварить.

Именно поэтому природа наградила жвачных животных не желудком, а целой перерабатывающей фабрикой. Их пищеварительная система не только огромного размера, но еще и разделена на камеры, в которых почти так же, как в разных цехах завода, осуществляется многоступенчатый процесс переработки растительной клетчатки и извлечения из нее всех питательных веществ, которые далее можно будет направить в кишечник, чтобы окончательно переварить и усвоить. После этого только питательные вещества пойдут на восполнение энергии или строительство клеток.

Но так как собственных сил организма травоядных недостаточно для того, чтобы переварить грубые растения, их многокамерный желудок заселен миллиардами микроорганизмов. Они и помогают разлагать на составные части сложные растительные углеводы и одновременно синтезировать все недостающие витамины. Теперь становится понятно, почему желудок растительноядных животных обладает низкой кислотностью: во-первых, эти полезные микроорганизмы в кислой среде просто не выжили бы, а во-вторых, «стерилизовать» растения просто не нужно – они совсем не привлекают наиболее опасные бактерии, которые предпочитают животный белок. Почему же тогда у человека такой желудок, который по своему строению совсем не похож на желудок жвачных травоядных животных и гораздо больше походит на желудок хищников? Первая причина – это всеядность. Обезьяны, гоминиды и первобытный человек не так уж часто вели себя как настоящие хищники, но вот падаль нередко присутствовала в их рационе. Именно для этих, потенциально очень опасных для здоровья моментов, как раз и нужен был желудок с функцией стерилизационной камеры.

Во-вторых, давайте не забывать о том, что последние несколько сотен тысячелетий человек обрабатывал пищу перед употреблением. Сначала просто огнем, а потом и с помощью гораздо более сложных кулинарных процедур. Благодаря этому растительная пища усваивается гораздо легче, а значит, и нет необходимости в большом многокамерном кишечнике, как у травоядных.

Толстый кишечник в роли сточной трубы против толстого кишечника как главного органа вторичного пищеварения

Если строение жевательного аппарата и желудка человека еще и может вызывать споры о нашей принадлежности к хищникам или травоядным, то кишечник и особенно толстая кишка однозначно говорят о том, что основу нашего рациона на протяжении большей части эволюции составляла именно растительная пища. Дело в том, что трудно представить себе что-то более отличающееся друг от друга, чем толстые кишечники хищника и травоядного. Если толстый кишечник хищника очень короткий, то у травоядных и всеядных, в рационе которых преобладает растительная пища, он является одним из самых больших внутренних органов. Если толстая кишка плотоядных напоминает короткую и почти прямую трубку, то у растительноядных из-за многочисленных выпячивающихся наружу кишечных карманов она похожа на длинную свернутую гирлянду. Наконец, если в толстом кишечнике хищника преобладает гнилостная протеолитическая микрофлора, создающая там щелочную среду, то в толстой кишке травоядных животных главную роль играют кислотопродуцирующие бактерии, которые специализируются на расщеплении сложных углеводов.

Если вы не мыслите своей трапезы без мяса, это еще не аргумент в пользу нашего хищного прошлого. С таким же успехом можно предположить, что девушка, которая и дня не может прожить без сладкого, ведет свою генеалогию от пчел и колибри.

Впрочем, ничего удивительного в этом нет. Когда хищник ест мясо, он получает почти готовый к употреблению материал. Повторим еще раз, он ест то же, из чего состоит сам. И понятно, что процесс пищеварения происходит очень быстро, уже на уровне начальных отделов тонкой кишки. Соответственно, функция конечных отделов кишечника (то есть толстой кишки) заключается лишь в том, чтобы как можно быстрее вывести остатки непереваренной пищи из организма.

Почему максимально быстро? Дело в том, что животный белок – это прекрасная питательная среда для различных гнилостных бактерий, которые, паразитируя на остатках белковой пищи, выделяют огромное количество очень токсичных веществ. На начальном этапе пищеварения хищники справляются с этим за счет высокой кислотности желудочного сока, убивающего все живое, но обеспечить высокую концентрацию кислоты на протяжении всего пищеварительного тракта, конечно, невозможно. Поэтому толстый кишечник хищников заселен гнилостными бактериями, а снизить связанный с этим риск можно лишь за счет упрощения и укорочения толстой кишки и максимально быстрого выведения непереваренных остатков пищи.

Чтобы переварить растительную пищу, нужен очень медленный и многоступенчатый процесс пищеварения, в котором толстый кишечник и его микрофлора играют едва ли не самую главную роль.

Именно там происходят сегментация и «сортировка» непереваренных остатков пищи по кишечным карманам, в которых процесс пищеварения завершается при активнейшем участии микрофлоры кишечника, окончательно расщепляющей грубые пищевые волокна. И если кому-то слова о переваривании растительной клетчатки ни о чем не говорят, напомним, что именно в результате этого процесса травоядные животные и человек получают пропионовую кислоту, которая является для них главным источником синтеза глюкозы. У растительноядных животных микрофлора толстой кишки – важнейшая часть пищеварительного процесса.

Такую очевидную разницу в строении толстого кишечника хищников и травоядных невозможно не заметить или подвергнуть какому-то сомнению, как, например, наличие клыков. Все слишком очевидно и однозначно. И рассмотрев толстый кишечник человека и его микрофлору, прекрасно приспособленную для расщепления растительной клетчатки, мы можем сказать точно: несмотря на очевидную всеядность, большую часть своей эволюции мы все же питались в основном грубой растительной пищей.