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

Что такое дрожжи и почему их не надо бояться? Что такое дрожжи и почему их не надо бояться?

Что же такое дрожжи? Как они были «одомашнены»?

Популярная механика
Идеальная жена идеального мужа Идеальная жена идеального мужа

Фасадные браки – не завидуй!

Лиза
Чем можно заразиться, если неправильно приготовить еду Чем можно заразиться, если неправильно приготовить еду

Мы живем среди тысячи видов бактерий

Популярная механика
«Да все, пипец. Пиши пропало». Что известно о марихуановом стартапе Егора Лаврова — создателя fuck.ru и выходца из ЖЖ «Да все, пипец. Пиши пропало». Что известно о марихуановом стартапе Егора Лаврова — создателя fuck.ru и выходца из ЖЖ

Каннабис и криптовалюта: что могло пойти не так в бизнесе Егора Лаврова?

Esquire
От падучей до святости От падучей до святости

Главные события, связанные с именем царевича Дмитрия

Дилетант
Куда пропали 10 ярких звезд КВН, веселивших страну в нулевых Куда пропали 10 ярких звезд КВН, веселивших страну в нулевых

Но где сегодня Ляля из «Утомленных солнцем» или Жанка из «Пармы»?

Cosmopolitan
Почему кошек в древности считали магическими животными? Почему кошек в древности считали магическими животными?

Почему именно кошки не оставляют людей равнодушными?

Cosmopolitan
Исследование: на Чукотке гендерное равенство выше, чем в среднем по России Исследование: на Чукотке гендерное равенство выше, чем в среднем по России

Какая в разных регионах России ситуация с гендерным равенством?

Forbes
Утюг, отпариватель или парогенератор – что выбрать для дома? Утюг, отпариватель или парогенератор – что выбрать для дома?

Что лучше – отпариватель или парогенератор для одежды?

CHIP
Умники и умницы: 9 сериалов для настоящих интеллектуалов Умники и умницы: 9 сериалов для настоящих интеллектуалов

Презираешь сериалы, считая их пустой тратой времени и глупым развлечением?

Cosmopolitan
Охота на скидки! 10 правил, как выгодно провести «черную пятницу» Охота на скидки! 10 правил, как выгодно провести «черную пятницу»

Чтобы не накупить на распродаже всякую фигню, к вопросу нужно подойти с умом

Cosmopolitan
Революция в хоккее: как изобрели ледозаливочную машину Революция в хоккее: как изобрели ледозаливочную машину

Ледозаливочные машины Замбони – обязательный атрибут хоккея

Популярная механика
Перейти на зеленый. Стать вегетарианцем и не навредить своему здоровью Перейти на зеленый. Стать вегетарианцем и не навредить своему здоровью

Как правильно перейти на вегетарианство?

Лиза
Омоложение яичников: популярная процедура, которая на самом деле не нужна Омоложение яичников: популярная процедура, которая на самом деле не нужна

Есть ли смысл в омоложении яичников?

Cosmopolitan
Археологи обнаружили в Перу древнейшее кирпичное здание Америки Археологи обнаружили в Перу древнейшее кирпичное здание Америки

Возраст руин в Перу составляет около 5100 лет

N+1
«Мой якорь — материнская любовь и вера»: хореограф Акрам Хан о своем балете Kaash «Мой якорь — материнская любовь и вера»: хореограф Акрам Хан о своем балете Kaash

Акрам Хан — о том, что такое современный балет и что он дает зрителю

Forbes
Что такое спортивное питание, для чего оно нужно и стоит ли его использовать Что такое спортивное питание, для чего оно нужно и стоит ли его использовать

Что такое спортивное питание и кому оно нужно?

Maxim
Забытые советские марки: завод автобусов «Уралец» Забытые советские марки: завод автобусов «Уралец»

Видели когда-нибудь автобусы «Уралец»?

Популярная механика
12 предприимчивых мужчин 12 предприимчивых мужчин

Как 12 очень хитрых и богатых людей попытались изменить правила игры

Playboy
Как ученым удалось вырастить клетки сердца и мозга без помощи генетики Как ученым удалось вырастить клетки сердца и мозга без помощи генетики

Ученые заставили соединительную ткань превратиться в сердце и нейроны

Популярная механика
«Миф — это вирус» «Миф — это вирус»

Александр Зельдович о своей «Медее», ресентименте и феминизме

Weekend
В Россию на грядки: как семья потомственного фермера из Голландии основала хозяйство в Тамбовской области В Россию на грядки: как семья потомственного фермера из Голландии основала хозяйство в Тамбовской области

Как голландский фермер отправиться в Россию приучать тамбовчан к спарже

Inc.
Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии

Ученые сделали наночастицы золота биосовместимыми и эффективными против бактерий

N+1
Как ретейл меняет Россию? Глава из книги «Цивилизация X5» о команде X5 Group Как ретейл меняет Россию? Глава из книги «Цивилизация X5» о команде X5 Group

Как «Перекресток» и «Пятерочка» изменили российскую торговлю

Esquire
Что сейчас все смотрят на Netflix: 10 самых популярных сериалов Что сейчас все смотрят на Netflix: 10 самых популярных сериалов

Какие проекты Netflix пользуется наибольшим успехом в России

Cosmopolitan
Как посмотреть температуру процессора: тестируем CPU и боремся с перегревом Как посмотреть температуру процессора: тестируем CPU и боремся с перегревом

Как контролировать и поддерживать нормальную температуру процессора

CHIP
Банановая подводка: что мы знаем о ретротренде, покорившем инстаграм Банановая подводка: что мы знаем о ретротренде, покорившем инстаграм

В моду вошел бьюти-тренд родом из 1960-х — банановая подводка в стиле Твигги

Cosmopolitan
Психотерапия: 10 важных уроков Психотерапия: 10 важных уроков

Клиенты психологов делятся самым важным, что они вынесли из терапии

Psychologies
Анастасия Панина: «Если есть чувства, то всегда можно договориться» Анастасия Панина: «Если есть чувства, то всегда можно договориться»

Анастасия Панина в сериале «Доктор Надежда»

Cosmopolitan
От батутов до серфинга: 5 спорт-развлечений под крышей От батутов до серфинга: 5 спорт-развлечений под крышей

Зимняя стужа не повод отказываться от активного досуга

РБК
Открыть в приложении