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

Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике

Что мы упускаем в «законах робототехники» Айзека Азимова?

Популярная механика
Ценные гектары Ценные гектары

Стоимость земель 20 крупнейших латифундистов России приблизилась к 1 трлн рублей

Forbes
Как выбрать зимние шины: 5 важных советов для тех, кто еще не переобулся Как выбрать зимние шины: 5 важных советов для тех, кто еще не переобулся

Когда переобуваться, как подобрать модель шин и нужный размер?

РБК
Ольгерд vs Дмитрий Ольгерд vs Дмитрий

«Собирателем» русских земель могло стать Литовское, а не Московское княжество

Дилетант
Вкус жизни: датская драма о браке, амбициях и еде Вкус жизни: датская драма о браке, амбициях и еде

«Вкус жизни» — эмоциональная семейная драма в современных декорациях

СНОБ
Трогательная история для семейного чтения на выходных. Майкл Морпурго: «Хранитель острова Паффин» Трогательная история для семейного чтения на выходных. Майкл Морпурго: «Хранитель острова Паффин»

Отрывок из светлой истории о дружбе и преданности Майкла Морпурго

СНОБ
Мой ласковый и нежный сталкер: история женщины, для которой преследователь стал единственным родным человеком Мой ласковый и нежный сталкер: история женщины, для которой преследователь стал единственным родным человеком

Историю девушки, которая искала смысл жизни, а нашла телефонного маньяка

Esquire
Из предпринимателя в инвесторы: как вложить первый $1 млн и сделать правильные выводы Из предпринимателя в инвесторы: как вложить первый $1 млн и сделать правильные выводы

Венчурные инвестиции — способ расширить свои предпринимательские навыки

Forbes
Сошли с экранов: самые красивые актрисы России Сошли с экранов: самые красивые актрисы России

Киноиндустрии есть, кем гордиться

Playboy
Три лучших в мире фильма про автомобили, которые ты, скорее всего, не видел Три лучших в мире фильма про автомобили, которые ты, скорее всего, не видел

Современные фильмы про автомобили — как высокобюджетное порно

Maxim
Российские ученые передали квантовый сигнал вместе с классическим по одному оптоволокну Российские ученые передали квантовый сигнал вместе с классическим по одному оптоволокну

Российские ученые осуществили квантовую генерацию ключей

N+1
Вырезал сцены с сигаретами и алкоголем и привёз сериал из Японии в США: история Альфреда Кана, популяризовавшего Pokémon Вырезал сцены с сигаретами и алкоголем и привёз сериал из Японии в США: история Альфреда Кана, популяризовавшего Pokémon

Альфред Кан покупал лицензии на игрушки и добивался их всемирной известности

VC.RU
Перестроечные фильмы, за которые сейчас не стыдно Перестроечные фильмы, за которые сейчас не стыдно

Не все кино эпохи советской перестройки современному зрителю заменяет боль

Maxim
Умеют ли животные обижаться? Умеют ли животные обижаться?

Могут ли животные злиться и обижаться на своих хозяев?

Psychologies
Как ученые искали темную материю на Земле: пространственные искажения Как ученые искали темную материю на Земле: пространственные искажения

Ученые попробовали вычислить загадочное вещество с помощью атомных часов

Популярная механика
Удивительная история ездовых собак в СССР Удивительная история ездовых собак в СССР

Собаки на Крайнем севере были сторожем, проводником в другой мир и транспортом

Maxim
В Египте раскопали потерянную усыпальницу царского казначея времен Рамсеса II В Египте раскопали потерянную усыпальницу царского казначея времен Рамсеса II

Погребальный комплекс вельможи в Египте был украшен полихромной росписью

N+1
Что будет, если есть один раз в день: отзывы о необычной диете Что будет, если есть один раз в день: отзывы о необычной диете

В чем суть OMAD-диеты?

Cosmopolitan
Британский фотограф снимает советские радиоактивные (ну почти) руины Британский фотограф снимает советские радиоактивные (ну почти) руины

Потрясающая галерея бывших советских ядерных полигонов произвела фурор в Лондоне

Maxim
Как выглядят люди, которых ты знаешь только по голосу: Алиса из колонки и другие Как выглядят люди, которых ты знаешь только по голосу: Алиса из колонки и другие

Ты точно слышала их голос, но вряд ли когда-нибудь видела лицо

Cosmopolitan
Кейс LASERWAR: как запустить производство игрушечных винтовок в Смоленске и наладить экспорт в 75 стран Кейс LASERWAR: как запустить производство игрушечных винтовок в Смоленске и наладить экспорт в 75 стран

Как братья изучили лазертаг от и до и открыли производство игровых винтовок

Inc.
Как «рай для удаленщиков и стартаперов» стал проблемой для жителей Гондураса Как «рай для удаленщиков и стартаперов» стал проблемой для жителей Гондураса

Частный город Проспера столкнулся с протестами местных жителей

Forbes
Московский год Лжедмитрия I Московский год Лжедмитрия I

Москвичи встретили Лжедмитрия I колокольным звоном, а вскоре растерзали его

Дилетант
Бетон и искусство Бетон и искусство

Этот лофт в Гонконге легко можно назвать гламурным

SALON-Interior
Евгения Кузнецова. Под «колпаком» Галины Волчек Евгения Кузнецова. Под «колпаком» Галины Волчек

Думалось, она будет всегда, но два года назад Галина Волчек покинула театр

Караван историй
Звук помог пленить спин Звук помог пленить спин

Физики исследовали эффект когерентного пленения спина

N+1
Кейт Миддлтон и Уильям используют приемы принцессы Дианы в воспитании детей Кейт Миддлтон и Уильям используют приемы принцессы Дианы в воспитании детей

Герцоги Кембриджские часто выходят в свет со своими маленькими детьми

Cosmopolitan
На завтрак, обед и ужин: как чрезмерное потребление кофе влияет на наш мозг На завтрак, обед и ужин: как чрезмерное потребление кофе влияет на наш мозг

Злоупотребление кофе вредит нашему мозгу. Рассказываем, как именно

Psychologies
Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений

Способны ли мужчина и женщина быть просто друзьями?

Psychologies
Открыть в приложении