Голову эволюция творила сотни миллионов лет.

Популярная механикаНаука

Как нам делали голову: что такое череп и как он сформировался

Голову, что так необходима нам на плечах, эволюция творила сотни миллионов лет. В дело шли и позвонки, и жабры, и чешуя. Череп то сливался в монолитную коробку, то превращался в подвижную ажурную конструкцию. Дальние наши предки умели слушать челюстью, фрагменты которой живут в среднем ухе homo sapiens. А начало этой захватывающей истории было положено в начале Кембрийского периода, примерно 540 млн лет назад.

После Докембрия с его странными многоклеточными организмами происходит эволюционный скачок, в результате которого появляются современные типы живых существ, в частности хордовые. От них и ведут свой род позвоночные. У примитивных хордовых, вроде благополучно дожившего до наших времен ланцетника, ни костного, ни хрящевого позвоночника, конечно, не было. Ему предшествовала спинная струна из плотной соединительной ткани. Этот гибкий тяж обеспечивал быстроту передвижения за счет волнообразных изгибов тела, создавая преимущество перед существами, возводившими вокруг себя внешний панцирь. Более резвые, но с виду практически беззащитные, хордовые тем не менее воплотили в себе самую «продвинутую» конструкцию и в итоге встали у истоков типа животных, представители которого окажутся в будущем истинными хозяевами планеты.

Голова — потомок позвоночника

На смену спинной струне впоследствии пришел простейший хрящевой позвоночник, в функции которого входила защита идущего вдоль спины спинного мозга. Он состоял из позвонков в виде хрящевых колечек. А кстати, к чему такая дробность? Ответ на этот вопрос легко получить, если вспомнить, что в основе строения позвоночных (равно как, например, и червей) лежит сегментация, то есть повторение в конструкции организма неких стандартных блоков, элементов. Такой принцип конструирования весьма важен в природе, так как позволяет удлинять тело, лишь добавляя стандартные элементы. Это явление называется известным из химии термином «полимеризация». Случается и обратный процесс, носящий название олигомеризации. Он заключается в сращивании элементов для создания более компактной конструкции живого существа. Именно благодаря олигомеризации у позвоночных, собственно, и появилась голова с черепной коробкой.

fa89fd6f81ea3fff1535c2852b055eaa.jpg
Развившись из хорды – упругого жгута из соединительной ткани, – позвоночник получил со временем довольно сложную конструкцию. Несколько передних позвонков дали начало мозговой коробке, а остальные приобрели специализацию, образовав разные отделы позвоночного столба.

Сначала у примитивных позвоночных спинной нервный тяж имел равномерную сегментацию. От каждого позвонка, заключавшего в себе сегмент головного мозга, отходила пара нервов. Пара, отходившая от самого переднего позвонка, стала обонятельной, вторая пара получила зрительную функцию, третья — слуховую. Необходимость перерабатывать большое количество сигналов, исходящих от органов чувств, привела к утолщению трех передних сегментов спинного мозга и слиянию их в головной мозг. Слились и хрящевые позвонки, окружавшие эту важнейшую часть нервной системы, в результате чего возникла так называемая мозговая капсула. Именно она стала прообразом черепной коробки. Таким образом, головной мозг и череп произошли от части спинного мозга древнего хордового и окружавших его хрящевых позвонков. И даже человеческая голова в эмбриональном развитии показывает деление мозга и черепа на сегменты, из которых они когда-то развились.

Челюсть, зубы, чешуя…

У примитивных позвоночных (вроде всем известной миноги) хрящевая коробка защищает органы чувств и головной мозг. Минога относится к круглоротым — ртом с кольцевой мышцей животное втягивает в себя питательную органику из придонного ила. Никого схватить или укусить своей «пастью» оно не в состоянии, и понятно почему — у ранних позвоночных нет и не было челюсти. Ее появление, как это ни странно, связано с развитием дыхательной функции. Уже у ранних рыб возникают хрящевые жаберные дуги, позволяющие более активно управлять открытием и закрытием жаберных щелей. Появляются у них и хрящевые челюсти. Причем, как удалось доказать ученым, подвижная нижняя челюсть есть не что иное, как передняя жаберная дуга, которой природа нашла новое применение. Воображаемый конструктор (как это почти всегда бывает в природе) оказался крайне экономным и не только сотворил той же акуле челюсть из жаберной дуги, но и натянул на нее кожу, острые чешуйки которой, попав в ротовую полость, увеличились в размерах и превратились в зубы. Благодаря технологическим новациям позвоночные из безобидных рыбообразных существ типа ланцетника превратились в господствующих в воде животных, стоящих на вершине пищевой пирамиды.

474df3b7af2bebcc7d898336be008048.jpg
Гигантский брахиозавр явно не относился к стремительно передвигающимся животным, однако длинная тонкая шея позволяла ему активно манипулировать легкой маленькой головой.

Забегая несколько вперед, стоит заметить, что появившийся в будущем у рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих костный скелет формировался в ходе эволюции из двух разных источников, первым из которых стали хрящи, а вторым — кожа. История развития челюсти хрящевой рыбы как раз и показывает, как именно это происходило.

Из воды — на выход!

Череп даже костных рыб состоит из множества отдельных костей, связанных меж собой весьма рыхло. На другом конце эволюционной цепочки — сплошной череп homo sapiens — к старости у нас зарастают даже швы между костями. Однако за сотни миллионов лет, прошедших с тех пор, как на сушу выбрались первые амфибии, до начала господства млекопитающих природа активно экспериментировала с черепами позвоночных, предлагая разнообразные конструкции. Переход к жизни на суше не мог обойтись без серьезных изменений в строении животных, и голова играла здесь не последнюю роль. Относительно объемный мозг, черепная коробка — все это отныне приходилось держать на весу, практически без помощи архимедовой силы, которая была хорошим подспорьем в водной среде.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Видеодрайвер перестал отвечать и был восстановлен: как исправить эту ошибку Видеодрайвер перестал отвечать и был восстановлен: как исправить эту ошибку

Почему возникает ошибка «Видеодрайвер перестал отвечать и был восстановлен»

CHIP
Город In Folio Город In Folio

Петербург из тех мест, что лишний раз опиши – от него не убудет

Вокруг света
Два века путешествий Два века путешествий

Русское географическое общество и его архив – собрание редчайших документов

Вокруг света
Летящая на волне Летящая на волне

История о том, как летал один из самых необычных сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
Лазерное сканирование леса поможет спрогнозировать урожай черники и брусники Лазерное сканирование леса поможет спрогнозировать урожай черники и брусники

Скоро можно будет строить карты концентрации ягод в лесу

N+1
«Российская миссия. Забытая история о том, как Америка спасла Советский Союз от гибели» «Российская миссия. Забытая история о том, как Америка спасла Советский Союз от гибели»

Чем еще кроме продовольственной помощи APA занималась в России?

N+1
Мир моды плачет! Дизайнер Вирджил Абло умер в 41 год: каким мы его запомним Мир моды плачет! Дизайнер Вирджил Абло умер в 41 год: каким мы его запомним

История Вирджила Абло: как парень из семьи эмигрантов стал известным дизайнером?

Cosmopolitan
Курс на груз Курс на груз

Как авиагруппа «Волга-Днепр» ворвалась в сотню крупнейших компаний России

РБК
Быстрее, выше, сильнее, беспилотнее. В каком спорте соревнуются беспилотные автомобили Быстрее, выше, сильнее, беспилотнее. В каком спорте соревнуются беспилотные автомобили

Какие у беспилотников есть состязания и как выбирают победителя?

Популярная механика
Красочный забег Красочный забег

Превращение квартиры из 1990-х в современную при помощи белой краски

AD
Одна вокруг света: камень размером с гору и разноцветный город Одна вокруг света: камень размером с гору и разноцветный город

148-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Колумбия

Forbes
Как смотреть на реальность трезво и переубеждать других Как смотреть на реальность трезво и переубеждать других

Когда все меняется быстро, важно уметь корректировать взгляд на мир

РБК
5 советов, чтобы есть, не толстея 5 советов, чтобы есть, не толстея

Простой способ есть, не набирая лишний вес даже в праздники

Psychologies
Часто ходите в тренажерный зал, но не можете похудеть? Избыточные тренировки тут не при чем Часто ходите в тренажерный зал, но не можете похудеть? Избыточные тренировки тут не при чем

Частые тренировки слишком сильно стрессуют организм?

Популярная механика
«Счастье — это реальность минус ожидания». Интервью о психологии семьи «Счастье — это реальность минус ожидания». Интервью о психологии семьи

Автор книги «Поколение "сэндвич"» — о счастье и языке между поколениями

РБК
«Я в тупике»: как преодолеть кризис и не потерять себя «Я в тупике»: как преодолеть кризис и не потерять себя

Что поможет пережить трудные времена

Psychologies
Почему на одежде у мужчин и женщин пуговицы находятся с разной стороны? Почему на одежде у мужчин и женщин пуговицы находятся с разной стороны?

На мужской и женской одежде пуговицы пришивают с различных сторон. Почему?

Cosmopolitan
Культ личности: почему сейчас в России так много разводов Культ личности: почему сейчас в России так много разводов

Почему люди так часто предпочитают «одиночное плавание»

Cosmopolitan
«Я тебя недостоин»: что значат некоторые фразы мужчин «Я тебя недостоин»: что значат некоторые фразы мужчин

Что на самом деле хочет сказать мужчина

VOICE
Моменты из любимых советских фильмов, непонятные новому поколению Моменты из любимых советских фильмов, непонятные новому поколению

Реалии жизни из классики кино, которые понятны только людям, рожденным в СССР

Maxim
Барыня из «Муму»: почему мать Тургенева ненавидели все, включая сына Барыня из «Муму»: почему мать Тургенева ненавидели все, включая сына

Сказка про Золушку, в которой хеппи-энда не получилось

Cosmopolitan
5 советов, как выбрать действительно экологичные продукты и не попасться на крючок маркетологов 5 советов, как выбрать действительно экологичные продукты и не попасться на крючок маркетологов

На что обратить внимание, чтобы выбрать экологичную продукцию

Популярная механика
20 навыков продуктивного лентяя 20 навыков продуктивного лентяя

Если нельзя избежать работы, остается научиться делать ее быстро и хорошо!

Maxim
Физики измерили волновые функции свободных дырок Физики измерили волновые функции свободных дырок

Физики исследовали поляризационные свойства компонент высшего порядка

N+1
Активно-реактивные снаряды: как это работает Активно-реактивные снаряды: как это работает

Колыбелью практически всех военных технологий стала Вторая мировая война

Популярная механика
Каких героев «Великолепного века» не существовало на самом деле? Каких героев «Великолепного века» не существовало на самом деле?

Сценаристы «Великолепного века» выдумали нескольких персонажей

Cosmopolitan
«Искусственный интеллект в медицине» «Искусственный интеллект в медицине»

Машинное обучение все чаще находит применение в медицине

N+1
«История одного супружества» — роман пулитцеровского лауреата о том, что мы плохо знаем тех, кого любим. Публикуем его фрагмент «История одного супружества» — роман пулитцеровского лауреата о том, что мы плохо знаем тех, кого любим. Публикуем его фрагмент

Фрагмент романа «История одного супружества» — о любви, верности и расставании

Esquire
Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса

Можно ли обнаружить у себя или у окружающих черты психопата?

Cosmopolitan
Открыть в приложении