Kāpēc mūsu elpošanas un gremošanas sistēmas krustojas? Šajā emuāra ziņojumā ir aplūkoti tā iemesli no evolūcijas perspektīvas, kā arī šīs nepilnīgās ķermeņa struktūras radītās problēmas un risinājumi.
Katru gadu uz Zemes apmēram viens no 100,000 XNUMX cilvēku aizrīsies ar kaut ko, kas iestrēdzis kaklā. Tas notiek tāpēc, ka cilvēka elpošanas sistēma (elpceļi) un gremošanas sistēma (barības vads) krustojas rīklē. Atšķirībā no cilvēkiem, bezmugurkaulniekiem, piemēram, kukaiņiem un mīkstmiešiem, nav krustošanās struktūras, un tiem nav riska aizrīties ar pārtiku. Kas izraisīja cilvēka elpošanas sistēmas nepamatotu struktūru?
Šis jautājums jau sen ir bijis aizraujošs evolūcijas biologu pētniecības temats. Kā radās mūsu elpošanas un gremošanas sistēmu krustošanās, kādas evolūcijas priekšrocības sniedza šī strukturālā iezīme un kā mēs varam mazināt tās radītos riskus? Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, mums ir tuvāk jāizpēta mugurkaulnieku evolūcija.
Mugurkaulnieku senči, kas dzīvoja okeānā, izmantoja sietam līdzīgas struktūras, lai izfiltrētu mikroorganismus no ūdens. Tā kā viņi bija tik mazi, ūdenī izšķīdušais skābeklis varēja brīvi plūst viņu ķermeņa dziļumos, tāpēc viņiem nebija nepieciešama atsevišķa elpošanas sistēma. Tiem augot lielākiem, sietam līdzīgās struktūras, ko tās izmantoja, lai filtrētu savu pārtiku, arī kļuva par elpceļu un galu galā pārvērtās par žaunām. Citiem vārdiem sakot, daļa viņu gremošanas sistēmas kļuva atbildīga par elpošanu.
Šo agrīno evolūcijas posmu joprojām var redzēt daudzos jūras organismos. Zivis un daži abinieki joprojām elpo caur žaunām, un to uzbūve ir līdzīga mūsu senāko senču uzbūvei. Tomēr evolūcijas gaitā dzīvniekiem, kas nonāca uz zemes, bija jāpielāgojas savai jaunajai videi, kas prasīja lielas izmaiņas viņu elpošanas struktūrā.
Pēc tam daļa elpošanas sistēmas tika pārveidota un pārveidota par plaušām, kas stiepās pa barības vadu un ved uz kuņģi. Tikmēr gaisa ieplūdes un izplūdes ejas mainījās no nāsīm, lai caurdurtu mutes jumtu un nostātos starp muti un žaunām. Šo evolūcijas procesu ilustrē plaušu zivju elpošanas sistēmas struktūra.
Evolūcijai turpinoties, elpošanas un gremošanas sistēmu krustpunkts pārcēlās no tieši zem nāsīm uz dziļāk rīklē. Rezultātā elpošanas un gremošanas sistēmas pakāpeniski atdalījās galvas un rīkles struktūras robežās, proti, sākotnēji garā elpošanas un gremošanas sistēmu pārklāšanās pakāpeniski kļuva arvien īsāka, līdz radās tikai viens krustošanās punkts. Šī ir elpošanas sistēmas pamatstruktūra, kas atrodama augstākiem mugurkaulniekiem, tostarp cilvēkiem.
Tā kā cilvēka elpošanas sistēma kļuva arvien sarežģītāka un izsmalcinātāka, radās dažādas problēmas. Jo īpaši mūsdienu dzīvesveids un uztura paradumi ir pastiprinājuši šīs problēmas. Piemēram, ieradums ātri ēst vai norīt ēdienu un vienlaikus runāt palielina iespēju, ka ēdiens elpceļos nonāks nepareizi. Tas ir tāpēc, ka cilvēka rīkles struktūra joprojām ir evolūcijas kompromisa rezultāts.
Tāpēc cilvēku aizrīšanās ar pārtiku ir evolucionāras sekas plaušu pozicionēšanai, kas attīstījās agrāk nekā mūsu mugurkaulnieku priekšteči, jo tajā laikā tas bija labākais risinājums. Tādā veidā evolūcija ne vienmēr noved pie ideālu, perfektu struktūru radīšanas. Evolution izvēlas labāko struktūru, lai pielāgotos jaunai videi, taču šī struktūra atšķiras no labākās struktūras, ko varēja izveidot no nulles, nojaucot esošo struktūru.
Evolūcija neizbēgami noved pie kompromisa struktūru izvēles, un tas ir rezultātu uzkrāšanas process, reaģējot uz mirkļa vajadzībām. Tāpēc evolūcijas produktiem bieži ir neracionālas struktūras, kas mums nav jēgpilnas, piemēram, šķērsoti elpceļi un barības vads, kas izraisa nosmakšanu. Izprotot šīs strukturālās problēmas, mēs varam pieņemt labākas diētas un dzīvesveidu, lai samazinātu risku, un mēs varam arī iegūt dziļāku izpratni par cilvēka bioloģisko evolūciju un tās ierobežojumiem.
Evolūcijas kompromisi ir sastopami daudzos dzīvniekos, ne tikai cilvēkos. Piemēram, žirafu garie kakli attīstījās, lai barotos ar augstu koku lapām, taču tas apgrūtina asinsspiediena regulēšanu. Vēl viens piemērs ir cilvēka mugurkaula struktūra, kas ir pārveidota, lai pielāgotos staigāšanai stāvus, taču tas var izraisīt tādas problēmas kā muguras sāpes. Šie piemēri parāda, ka evolūcija ne vienmēr nodrošina optimālus risinājumus, un dažreiz ir jāpieņem nepilnīgi kompromisi, lai izdzīvotu un pielāgotos.
Šai izpratnei ir svarīga ietekme uz mūsdienu medicīnisko un bioloģisko izpēti. Izprotot cilvēka ķermeņa uzbūvi un funkcijas no evolūcijas viedokļa, mēs varam labāk izprast slimību cēloņus un to ārstēšanu. Piemēram, ir svarīgi attīstīt ieradumu ēst lēnām un sarunas laikā nenorīt ēdienu, lai novērstu aizrīšanās negadījumus. Mācīšanās, kā ātri novērst elpceļu obstrukciju ārkārtas situācijā, var būt arī svarīgs profilakses pasākums.
Noslēgumā jāsaka, ka cilvēka rīkles struktūra ir evolūcijas kompromiss ar nepilnīgām un dažkārt bīstamām īpašībām. Tomēr ar šo izpratni mēs varam samazināt riskus, izmantojot labākus dzīvesveida ieradumus un profilakses pasākumus. Izpratnei par evolūcijas sarežģītību un nepilnībām būs svarīga loma mūsu veselības un drošības aizsardzībā.
