Чим анатомія людини відрізняється від анатомії хижаків і всеїдних?

Порівняльної анатомії ПИЩЕВАРЕНИЯ

Людей прийнято відносити до категорії омніворов або всеїдних. Така класифікація грунтується на простому методі «спостереження»: люди як правило вживають в їжу широкий діапазон різних продуктів. У той же самий час на дієту окремої групи населення можуть впливати такі фактори як національна культура, традиції і виховання. Тому «спостереження» не може бути кращим способом для визначення найбільш «природною» дієти для людини. У той час як більшість людей «поводяться як омнівори або всеїдні», питання залишається відкритим: чи дійсно люди анатомічно створені для дієти, що включає разом з рослинною тваринну їжу.

Гороздо більш об'єктивним методом для класифікації буде звернення до анатомії та фізіології людського організму. Ссавці анатомічно і фізіологічно пристосовані до знаходження / видобутку і засвоєнню певних типів дієт. (Під час роботи з викопними останків тварин як правило вивчається анатомічна будова, щоб визначити чим харчувалася тварина). Таким чином нам відомо, що серед ссавців є Карнівор (або м'ясоїдні, хижаки), хербівори (або рослиноїдні) і омнівори (або всеїдні) і ми можемо простежити які анатомічні характеристики притаманні для кожної групи з трьох вище названих.

Ротової порожнини

Карнівор (або м'ясоїдні, хижаки) володіють можливістю широко розкривати рот (пащу). Це допомагає їм створювати достатню челюстную силу для того щоб захопити, вбити і разчленіть здобич.

М'язова маса лицьової частини не розвинена так як вона може бути перешкодою для широкого розкриття рота, а також не буде помітно сприяти акту проковтування їжі.

У всіх ссавців Карнівор нижня щелепа управляється простим суглобом, розташованим в одній площині з зубами. Такий тип суглоба є найбільш стійким і є чимось на зразок осі важільного механізму, утвореного верхньою і нижньою щелепами, з'єднаних суглобом.

Основним м'язом, що призводить щелепу Карнівор в рух, є temporalis (в Російській термінології скронева м'яз, що керує щелепою прим. Перводчик). У Карнівор ця м'яз має великою масою, і на неї припадає більша частина плоті бічних сторін голови. Коли ми гладимо собаку, ми гладимо її м'язи темпораліс.

Нижня щелепа у Карнівор як правило майже не має м'язовою масою. Її м'язи (які відносяться до жувальних: массетер (masseter) і птерігойд (pterygoids)) не володіють якою-небудь значущістю для Карнівор, і внаслідок цього сама щелепа є плоскою, що не масивною. Крім того нижня щелепа Карнівор не може висуватися вперед, а також має в своєму розпорядженні дуже обмеженою можливістю рухатися з боку в бік.

Коли Карнівор закриває щелепу бічні зуби шаблевидної форми проходять щільно поруч один з одним зверху і знизу, виробляючи тим самим різцеве рух, необхідний для відділення м'яса від кістки.

Зуби у Карнівор помітно розріджені для того, щоб в них не застрявали частини їжі.

Передні зуби короткі, загострені. Застосовуються для лову бліх та інших допоміжних функцій.

Ікла дуже довгі шаблевидної форми, для того, щоб ними можна було зарізати жертву, вбити її і почати роздирати на частини.

Корінні зуби трикутної форми злегка, з зубчастих закінченням, служать як зубчасті леза.

Завдяки суглобу важільного дії, у карнівора, коли він закриває щелепу бічні зуби утворюють рух нагадує роботу лез ножиць.

Слина Карнівор не містить травних ферментів. Під час їжі вони швидко закидають їжу під всередину не пережовуючи. Так як їжа Карнівор білкова, ферменти, що розбивають білкову масу не можуть бути присутніми у роті через небезпеку розбивки самих тканин рота, Карнівор не треба змішувати їжу зі слиною. Для них досить просто заковтувати великі шматки плоті.

Згідно еволюційної теорії, анатомічна будова, асоційоване з рослиноїдних дієтою, являє собою більш пізню ніж Карнівор ступінь розвитку ссавців.

Рослиноїдні (herbivors -хербівори) володіють добре розвиненою мускулатурою особи, повними губами, ротовим отвором з помітно обмеженою можливістю розкриття, і потовщеним розвиненою мовою.

Губи поряд з мускулатурою щік і мовою допомагають поміщати їду в рот і переміщати її в роті для розжовування.

У рослиноїдних щелепної суглоб розташований вже вище площини зубів, і хоча таке положення суглоба є менш стабільним ніж при важільному типі суглоба у Карнівор, він дає набагато більше свободи для руху щелепи по більш складних траєкторіях, що необхідно для ретельного пережовування рослинної їжі. На додаток до вищевказаного таке розташування щелепного суглоба дозволяє бічним зубах верхнього та нижнього ряду примикати один до одного своїми поверхнями для освіти перемелюють платформ. (Такий вид щелепного суглоба являє собою виняткову важливість для рослиноїдних ссавців. За даними вчених він піддавався послідовному вдосконаленню і пройшов через 15 різних стадій під час процесу еволюції).

Нижня щелепа (mandible - мандібл) у рослиноїдних помітно збільшена для того, щоб дати більше місця для приєднання до неї добре розвинених жевательнох м'язів (masseter і pterygoid - головних жувальних м'язів травоїдних). Ці жувальні м'язи (массетер і птерігойд) тримають нижню щелепу в положенні типу гойдалок, що дозволяє розгойдувати її з боку в бік. М'яз темпораліс (temporalis), змикається щелепу, представляє набагато менш важливе значення. У рослиноїдних нижня щелепа виробляє під час їжі яскраво виражене рух з боку в бік. Що необхідно для пережовування і перемелювання їжі.

Форми зубів у рослиноїдних можуть варіювати залежно від типу рослинної їжі, що вживається тим чи іншим видом. Проте не дивлячись на те, що у цих тварин можуть бути різне колличество зубів окремих типів, зуби травоїдних подібні за структурою. Передні зуби (різці) як правило плоскі, широкі і з тупим закінченням у формі лопати. Ікла можуть бути дрібними як у коней, або значного розміру як у бегемотів, свиней і деяких приматів (що використовується багатьма для захисту), або навіть можуть взагалі відсутні.

Корінні ж зуби як правило квадратної форми в основі, з досить плоскою злегка варьируемой від виду до виду бугоркового поверхнею, для забезпечення функції перемелювання. Корінні зуби не можуть проходити вздовж один одного зверху і знизу, створюючи ріжуче рух як у Карнівор, але верхні і нижні зуби можуть ковзати уздовж один одного в горизонтальній площині. Поверхня корінних зубів у рослиноїдних також залежить від типу рослинності той чи інший вид вживає в їжу.

Зуби розташовані тісно один до одного: різці працюють як відкушувати інструмент, після різців їжа надходить для перемелювання корінними зубами. Порожнина, утворена всередині зубів, володіє достатнім розміром для переміщення там рослинної їжі.

Рослиноїдні тварини ретельно пережовують свою їжу, переміщаючи її уздовж перемелюють зубів за допомогою мови і м'язів щік. Ретельність цього процесу пояснюється необхідністю розщепити рослинний матеріал і змішати його зі слиною, у багатьох видів рослиноїдних володіє ферментами. Процес розщеплення їжі починається вже в роті (за допомогою ферментів, розбивають вуглеводи).

ШЛУНОК і тонкої кишки

Ці органи у Карнівор і рослиноїдних мають корінні відмінності.

У Карнівор шлунок простий, однокамерний, досить великого обсягу. На шлунок у Карнівор припадає від 60 до 70% травної системи. Тому що м'ясо досить швидко засвоюється, тонка кишка, через яку відбувається процес вбирання організмом клітин їжі, досить коротка. Її довжина як правило становить 5-ти - 6-ти кратну довжину тіла тварини. Так як Карнівор в середньому вбивають одну тварину на тиждень, їх об'ємний шлунок дозволяє їм заковтнути максимальна кількість плоті - м'яса за один прийом, і потім розщеплювати і засвоювати його під час подальшого відпочинку. Шлунок Карнівор володіє особливою здатністю виділяти гідрохлорид і підтримувати кислотність на рівні pH1 - pH2. Це дає возможнось разщепіть білки і обезвретіть численні бактереобразние організми, в надлишку присутні в мертвій плоті.

Через високий присутності клітковини в рослинній їжі, на її розщеплення йде довше часу, і у травоїдних шлунково кишковий тракт значно довше і часто володіє більш досконалими функціями ніж у Карнівор.

Травоїдні тварини, дієта яких більшою мірою складається з рослинної маси з високим вмістом целюлози, змушені «ферментувати» свою їжу (розщеплювати за допомогою ферментних бактерій) для більш повного вилучення з неї живильного компонента. Тут рослиноїдні поділяються на 2 категорії: жуйні, ті, які харчуються більш грубою рослинною їжею і ферментують її в шлунку і передньої кишці (foregut fermentation) і ті, які харчуються відносно м'якою рослинною їжею і ферментують її в товстій кишці - hindgut fermentation. Жуйні травоїдні (фементірующіе в шлунку і тонкій кишці) мають багатокамерні шлунки.

Рослиноїдні 2й категорії (харчуються порівняно м'якою рослинною масою) не потребують багатокамерному шлунку. У них як правило простої однокамерний шлунок і досить довга тонка кишка. Ці тварини ферментують ту їжу, в якій міститься багато клітковини в товстій кишці. Багато видів тварин з цієї категорії еволюційно вдосконалили процес і ефективність їх шлунково кишкового тракту додавши ферменти, що розщеплюють вуглеводи, в їх слину. Для таких тварин (ставитимуться 2й категорії, що харчуються м'якої рослинною їжею), багатоінсценує шлунок був би не потрібен. Поживні речовини і калорійна енергія були б розщеплені і втрачені до попадання в тонку кишку для засвоєння.

Тонка кишка рослиноїдних в 10 і деколи більше разів перевищує довжину їх тіла.

Товстої кишки

Товста кишка хижаків досить проста і коротка, її єдиною функцією є засвоєння солі, електролітів і води. У хижаків товста кишка приблизно того ж діаметру, що і тонка кишка, і тому вона має обмеженою можливістю накопичувати в собі їжу. Ця кишка не великої довжини і гладкою, негафрірованой форми. М'язи рівномірно розподілені по стінках, надаючи тим самим кишці гладку циліндричну форму. У Карнівор присутній якийсь колличество мікроорганізмів у товстій кишці, що виконують функцію розкладання.

Для рослиноїдних товста кишка як правило важливий орган, який несе функцію всмоктування води та електролітів, а також виробництва і всмоктування вітамінів і ферментації целюлозосодержащіх частин їжі. Товста кишка у рослиноїдних зазвичай більше діаметром ніж тонка кишка і досить довга. У деяких видів травоїдних товста кишка має гофровану форму завдяки способу розташування м'язових волокон на стінках кишки, що утворюють як би перетяжки. В окремих видів рослиноїдних початкова частина товстої кишки - сліпа кишка досить великого розміру і служить або основним або допоміжним ферментаційним органом.

А ЯК ЩОДО всеїдні?

Можна припустити, що омнівори (всеїдні) будуть володіти анатомічними характеристиками, що дозволяють вживати обидва види дієт: м'ясну і рослинну. Відповідно до теорії еволюції кишкова стуктура у Карнівор більш примітивна ніж у рослиноїдних. Таким чином може бути омнівор буде являти собою карнівора з удосконаленим кишковим трактом для засвоєння рослинної їжі?

Так воно і є, це справедливо для таких видів тварин як ведмеді, єноти і окремі члени родини собачих. (Як приклад будуть взяті ведмеді як найбільш яскраві представники анатомічних омніворов або всеїдних). Ведмеді відносяться до класу хижаків, але насправді анатомічно вони відносяться до категорії всеїдних. Хоча вони і вживають якийсь колличество тваринної їжі, 70% -80% дієти ведмедів припадає на рослинну їжу. (Виняток становлять білі ведмеді, які живуть в умовах практичної відсутності рослинності і харчуються майже повністю тваринною їжею). Ведмеді не можуть засвоювати рослинність з високим вмістом клітковини-целюлози, і вони досить розбірливі в їжі. В їх дієту в основному входять соковиті пагони і трави, кореневища і ягоди. Багато біологів вважають, що причиною, чому ведмеді лягають у сплячку, є відсутність їхньої основної їжі - соковитою рослинності в зимовий період року. (Цікаво, що білі ведмеді йдуть в сплячку влітку, коли вони не можуть добувати свою основну їжу - тюленів)

В цілому ведмеді розташовують анатомічними характеристиками Карнівор. Їх щелепної суглоб знаходиться в одній площині з зубами. Щелепна м'яз темпораліс сильно розвинена, і нижня щелепа мандібл необ'ємних (складає малий кут), Жувальні м'язи массетер і птерігойд (masseter і pterigoid) відіграють невелику роль.

Тонка кишка коротка (менше ніж 5 довжин тіла ведмедя) як у споконвічних Карнівор. Товста кишка також коротка як і у хижаків, проста і гладка без гофрування.

Найбільш виразним анатомічним ознакою адаптації до рослинній дієті є зуби ведмедів (і інших «анатомічних» всеїдних). У ведмедів невеликі шпековой форми передні зуби, великі ікла, передні кореневі зуби зверху і знизу проходять уздовж один одного для виконання ріжучої функції - усе вищесказане як у Карнівор, а ось задні корінні зуби придбали квадратну форму з плоскими верхівками і маленькими горбками на них для перемелювання їжі.

Нігті у ведмедів такі ж як і у Карнівор - довгі сильні гострі кігті, а не плоскі, тупі як у більшості травоїдних.

Тварина, яка відловлює, вбиває і їсть тваринну їжу повинно володіти відповідним зброєю для виконання функції хижака. І так як ведмеді вживають в їжу плоть тварин, вони повинні розташовувати анатомічними пристосуваннями для упіймання і вбивства жертви. У ведмедів їх щелепи, мускулатура і зуби дозволяють їм розвивати і докладати силу, необхідну для вбивства і оброблення видобутку, не дивлячись на те, що більшість їх дієти складає рослинна їжа. Хоча структура щелепи травоїдних (коли щелепної суглоб знаходиться вище площини зубів) і дозволила б ведмедям з більшою ефективністю вживати рослинну їжу і розширити її діапазон, це набагато більш слабкий тип щелепи ніж рукояточним механізм щелепи Карнівор. Щелепа травоїдних може бути досить легко вивихнути і це б не дозволило витримати стесс сутички з потенційною жертвою. У природі тварина з вивихнутою щелепою або загинуло б від голоду, або би само стало чиєсь жертвою. Тому тип щелепи рослиноїдні не підходить для виду тварин, частково харчуються м'ясом. Всеїдні не можуть перейти на інший тип щелепи поки вони повністю не перейдуть на рослинну дієту, інакше цього б увазі загрожувало зникнення.

А ЯК ЩОДО МЕНЕ?

Шлунково-кишковий тракт людини аналогічний анатомічною будовою тракту рослиноїдних. Губи розвинені, невелике ротовий отвір. Багато з тих лицьових мускулів, описуваних як м'язи виразності особи, є м'язами, що сприяють жування. Товстий м'язистий язик, необхідний для пережовування їжі, послужив також для розвитку мови. Щелепної суглоб знаходиться помітно вище площини зубів. Щелепної мускул темпораліс невеликої за масою. Вираз «квадратна щелепа» для деяких индивидумов чоловічої статі відображає собою більш об'ємну нижню щелепу мандібл, поміщають групу розвинених жувальних м'язів массетер / птерігойд (masseter / pterigoid). Підборіддя людини може висуватися вперед приводячи різці в рух, і може переміщатися з боку в бік для перемелювання їжі.

Зуби людини подібні за будовою з зубами рослиноїдних, і на відміну від деяких видів мавп (кому ікла служать як правило для захисту) наші ікла не розвинені.

Наші зуби широкі, плоскі і зазвичай розташовані щільно один до одного. Різці плоскі у формі тупокінцеву лопати, придатні для виконання функції очищення плодів. Передні і задні корінні зуби квадратної форми і плоскі з невеликими закругленими горбиками для перемелювання їжі.

Слина людини містить фермент, який розщеплює вуглеводи: слинну амилазу. Цей фермент відіграє вирішальну функцію для розщеплення і подальшого засвоєння крохмалистих речовин. Ковтка (есофагус) у людини вузька, пріспособленниая для проковтування невеликих порцій добре прожувати їжі. Якщо людина намагається їсти в поспіху, або ж ковтати їжу великими порціями, особливо волокнистої, погано прожувати їжі (особливо великі шматки м'яса), він легко може вдавитися.

Шлунок людини однокамерний, з невеликою кислотністю. Якщо при клінічному аналізі визначається, що у пацієнта кислотність (pH) шлунка з присутністю в ньому їжі нижче 4-5 (чим нижче pH тим вища кислотність), то це є приводом для занепокоєння.

Обсяг шлунка людини становить 21-27% від усього обсягу шлунково кишкового тракту. Наш шлунок виконує функцію контейнера для змішування їжі і розбавлення її рідиною, регулюючи при цьому надходження цієї суміші в тонку кишку. Тонка кишка людини довга. Вона в 10-11 разів протяженнее довжини тіла людини (наша тонка кишка становить близько 7,5 - 10 метрів. Довжина тіла людини вимірюється від верхівки голови до вкрай нижньої точки хребта і становить 0,75 - 1 метра у дорослої людини).

Товста кишка людини має гофровану форму завдяки м'язовим перетяжка, таку ж як у рослиноїдних, вона так само як і в останніх більше за діаметром ніж тонка кишка і порівняно довга. У товстій кишці відбувається всмоктування води та електролітів, а також виробляються і вбираються вітаміни. Крім того в ній проходить інтенсивний процес ферментації волокнистої рослинної їжі з виділенням і засвоєнням енергії (у формі летких жирних кислот з коротким молекулярної ланцюгом - volitile SCFA). Детальному вивченню процесу ферментації і вбирання продуктів обміну речовин в товстій кишці людини почали приділяти серйозну увагу тільки останнім часом

ВИСНОВОК

Ми простежили, що шлунково-кишковий тракт людини відноситься до типу «переконаних» рослиноїдних. Людство як вид тварин не розташовує перехідними анатомічними ознаками, які можна виявити у всеїдних, таких як ведмеді або єноти. Порівнявши шлунково-кишковий тракт людини з ШКТ рослиноїдних, всеїдних і Карнівор, ми переконалися, що шлунково кишковий тракт людини пристосований для чисто рослинної дієти.

Мускулатура особи

Карнівор незначних обсягах для полегшення широкого розкриття рота

Рослиноїдні Розвинена

Всеїдні незначних обсягах для полегшення широкого розкриття рота

Людина Розвинена

Тип щелепи

Карнівор Під гострим кутом (нижня щелепа необ'ємних (без підборіддя))

Рослиноїдні Під увеличина кутом (нижня щелепа більш об'ємна)

Всеїдні Під гострим кутом (нижня щелепа необ'ємних (без підборіддя))

Людина Під збільшеним кутом (нижня щелепа більш об'ємна, мається підборіддя

Розташування щелепного суглоба

Карнівор В одній площині з корінними зубами

Рослиноїдні Вище площині корінних зубів

Всеїдні В одній площині з корінними зубами

Людина Вище площині корінних зубів

Рух щелепи

Карнівор Ріжуча функція, мінімальна можливість руху з боку в бік

Рослиноїдні Не володіє ріжучої функцією, вільна рухливість з боку в бік і вперед-назад

Всеїдні Ріжуча функція, мінімальна можливість руху з боку в бік

Людина Не володіє ріжучої функцією, вільна рухливість з боку в бік і вперед-назад

Головний м'язів, що приводить у рух щелепу

Карнівор Щелепний мускул темпораліс

Рослиноїдні Жувальні м'язи: массетер і птерігойд

Всеїдні Щелепний мускул темпораліс

Людина Жувальні м'язи: массетер і птерігойд

Розмір відкритого рота по відношенню до розміру голови

Карнівор Великий

Рослиноїдні Невеликий

Всеїдні Великий

Людина Невеликий

Зуби (передні)

Карнівор Короткі, загострені до верху

Рослиноїдні Широкі, плоскі, що не загострені, у формі лопати

Всеїдні Короткі, загострені до верху

Людина Широкі, плоскі, що не загострені, у формі лопати

Зуби (ікла)

Карнівор Довгі, гострі, вигнуті

Рослиноїдні Тупі, короткі (або довгі для захисту), або відсутні

Всеїдні Довгі, гострі, вигнуті

Людина Короткі і затуплені

Зуби (корінні)

Карнівор Гострі, у формі лез пилки

Рослиноїдні Плоскі з горбками

Всеїдні Гострі леза і / або приплющена

Людина Плоскі з горбками

Жування

Карнівор Відсутня, їжа заковтується великими шматками

Рослиноїдні Ретельне розжовування необхідно

Всеїдні заковтувати їжу великими шматками і / або легке розминання

Людина Ретельне розжовування необхідно

Слина

Карнівор Без розщеплюють ферментів

Рослиноїдні З ферментами, що розщеплюють вуглеводи

Всеїдні Без розщеплюють ферментів

Людина С ферментами, що розщеплюють вуглеводи

Тип шлунка

Карнівор Простий

Рослиноїдні Простий або багатоінсценує

Всеїдні Простий

Людина Простий

Кислотність шлунку

Карнівор З їжею в шлунку pH нижче 1 або дорівнює 1

Рослиноїдні З їжею в шлунку pH4 - pH5 (невисока кислотність)

Всеїдні З їжею в шлунку pH нижче 1 або дорівнює 1

Людина З їжею в шлунку pH4 - pH5 (невисока кислотність)

Обсяг шлунка

Карнівор 60-70% від обсягу шлунково-кишкового тракту

Рослиноїдні Менше 30% від обсягу шлунково-кишкового тракту

Всеїдні 60-70% від обсягу шлунково-кишкового тракту

Людина 21-27% від обсягу шлунково-кишкового тракту

Довжина тонкої кишки

Карнівор Від 3х до 6 довжин тіла

Рослиноїдні Від 10 до понад 12 довжин тіла

Всеїдні Від 4х до 6 довжин тіла

Людина Від 10 до 11 довжин тіла

Товста кишка

Карнівор Проста, коротка і гладка

Рослиноїдні Довга, складна, може бути гофрована

Всеїдні Проста, коротка і гладка

Людина Довга, гофрована

Печінка

Карнівор Може знешкоджувати вітамін А

Рослиноїдні Не може знешкоджувати вітамін А

Всеїдні Може знешкоджувати вітамін А

Людина Не може знешкоджувати вітамін А

Нирки

Карнівор Виключно концентрована сеча

Рослиноїдні Помірно концентрована сеча

Всеїдні Виключно концентрована сеча

Людина Помірно концентрована сеча

Нігті

Карнівор Гострі кігті

Рослиноїдні Плоскі нігті або тупі копита

Всеїдні Гострі кігті

Людина Плоскі нігті

Автор статті Мілтон Мілз, доктор медичних наук

The Comparative Anatomy of Eating

by Milton R. Mills, M.D.