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

Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Что делать, если родители злоупотребляют контролем и манипуляциями? Что делать, если родители злоупотребляют контролем и манипуляциями?

Как выставить и удерживать свои границы в общении с родителями?

Psychologies
Загадка Философского камня: как ученые расшифровали древний рецепт эликсира жизни Загадка Философского камня: как ученые расшифровали древний рецепт эликсира жизни

Один из возможных рецептов Философского камня!

Популярная механика
Наследник Рокфеллера, сын Софи Лорен, боксёр и продюсер: история француза, обманувшего Рурка, Ван Дамма и других звёзд Наследник Рокфеллера, сын Софи Лорен, боксёр и продюсер: история француза, обманувшего Рурка, Ван Дамма и других звёзд

СМИ прозвали Кристофера Роканкура звёздным мошенником

VC.RU
Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Дэя: «Эстрада - сказка, в которой мне всегда хотелось жить» Дэя: «Эстрада - сказка, в которой мне всегда хотелось жить»

Родители, заметив мою способность, подумали: из нее точно получится певица

Караван историй
Женщина года: бремя первых Женщина года: бремя первых

Что будет, если в одной комнате окажутся сразу две женщины года?

Glamour
Самые большие статуи в мире: зачем их строят? Самые большие статуи в мире: зачем их строят?

Зачем строят гигантские статуи

Популярная механика
«Они живут до 33-34 лет. Возраст Христа»: Эвелина Бледанс об особенном сыне «Они живут до 33-34 лет. Возраст Христа»: Эвелина Бледанс об особенном сыне

Эвелина Блёданс объяснила, почему не стесняется говорить о болезни сына

Cosmopolitan
Пятый элемент Пятый элемент

Дом в Подмосковье с максимально открытым пространством

SALON-Interior
Зубная боль: как защититься от некачественных материалов у стоматолога Зубная боль: как защититься от некачественных материалов у стоматолога

Какие технологии чаще всего подделывают в стоматологиях?

Популярная механика
Уронили гроб, помпезный пафос, парад и принудиловка: воспоминания и мифы о похоронах Брежнева (и видео) Уронили гроб, помпезный пафос, парад и принудиловка: воспоминания и мифы о похоронах Брежнева (и видео)

Самые помпезные похороны в истории СССР (после похорон Сталина)

Maxim
Быть шаолиньским монахом: почему рынок приложений для медитации переживает бум Быть шаолиньским монахом: почему рынок приложений для медитации переживает бум

С чем связан бум приложений для медитации?

Forbes
Эмоции мешают думать: чему можно научиться у Майкла Корлеоне Эмоции мешают думать: чему можно научиться у Майкла Корлеоне

Чему можно научиться у мафиози Майкла Корлеоне

Esquire
Вредные советы про безопасность мобильного банка. Как стать максимально уязвимым для злоумышленников Вредные советы про безопасность мобильного банка. Как стать максимально уязвимым для злоумышленников

Как уберечь свой смартфон от злоумышленников?

Популярная механика
Гвоздь, или Еще одна загадка человеческого мозга Гвоздь, или Еще одна загадка человеческого мозга

Жизнь Леши разделилась на до и после того, как ему исполнилось пять лет

СНОБ
Виртуальная примерочная: зачем «Яндекс» запустил продажу одежды на маркетплейсе Виртуальная примерочная: зачем «Яндекс» запустил продажу одежды на маркетплейсе

Зачем сейчас инвестировать в моду и когда люкс бренды появятся на маркетплейсах

Forbes
Гегель и «Вагнер». Что статья Суркова говорит о режиме Путина Гегель и «Вагнер». Что статья Суркова говорит о режиме Путина

Владислав Сурков выложил в открытый доступ все страхи нынешней правящей верхушки

СНОБ
Боятся, стесняются, не идут к врачу: что нужно знать про женский рак Боятся, стесняются, не идут к врачу: что нужно знать про женский рак

Часто женщины с онкологическими заболеваниями стесняются своей болезни

Cosmopolitan
Математики объяснили крючковатость клювов галапагосских вьюрков Математики объяснили крючковатость клювов галапагосских вьюрков

Математические уравнения показали, как и зачем клюв вьюрка вырастает крючковатым

N+1
Железная леди в бархатной перчатке: история девушки-Геркулеса Джоан Роудс Железная леди в бархатной перчатке: история девушки-Геркулеса Джоан Роудс

История самой гламурной женщины-силачки Великобритании

Cosmopolitan
Созвездие близнецов: зачем врагам Цукерберга братьям Уинклвосс своя метавселенная Созвездие близнецов: зачем врагам Цукерберга братьям Уинклвосс своя метавселенная

Соперничество между Марком Цукербергом и братьями Уинклвоссами не утихает

Forbes
Путь розы: как устроены крупнейшие цветочные аукционы Путь розы: как устроены крупнейшие цветочные аукционы

Отрывок из книги Эми Стюарт «Путь розы» о цветочном бизнесе

Forbes
Электронное рассеяние помогло найти изъяны в нейтринных моделях Электронное рассеяние помогло найти изъяны в нейтринных моделях

Физики проверили работоспособность моделей нейтрино-ядерного взаимодействия

N+1
Паразиты под прикрытием: 3 типа мужчин, которые питаются твоей самооценкой Паразиты под прикрытием: 3 типа мужчин, которые питаются твоей самооценкой

Типы мужчин-абьюзеров, которые испортят твою самооценку

Cosmopolitan
Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом? Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом?

Если друг оказался вдруг... бывшим мужем, значит, у тебя все прекрасно!

Cosmopolitan
Марина Хлебникова в коме: череда бед, которые привели артистку к краху Марина Хлебникова в коме: череда бед, которые привели артистку к краху

Беды, разочарования и печальные события, которые свалились на Марину Хлебникову

Cosmopolitan
Кто такая Екатерина Вельмакина? Смотрим фото победительницы конкурса «Краса России — 2021» Кто такая Екатерина Вельмакина? Смотрим фото победительницы конкурса «Краса России — 2021»

Мы не дадим тебе пропускать конкурсы женской красоты

Maxim
Слава Сэ Слава Сэ

Делимся яркими цитатами латвийского блогера и автора Вячеслава Солдатенко

Playboy
Найден способ превращать воду, солнечный свет и CO2 в чистый керосин Найден способ превращать воду, солнечный свет и CO2 в чистый керосин

Система, которая может производить топливо из солнечного света и воздуха

Популярная механика
Открыть в приложении