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
7 неожиданных вещей, которые во всем мире, кроме России, называют «русскими» 7 неожиданных вещей, которые во всем мире, кроме России, называют «русскими»

Русским любят приписывать рандомные традиции и явления

Maxim
Пять изобретений школьников, которым позавидуют стартаперы Пять изобретений школьников, которым позавидуют стартаперы

Перспективные технологические проекты, которые создали российский школьники

Популярная механика
Как это вынести: кто хоронит Ленина в российском YouTube Как это вынести: кто хоронит Ленина в российском YouTube

На чьи деньги автор «Расстанного проезда 3» выносит вождя революции из мавзолея

Forbes
Как мы воспринимаем время: то оно тянется, то несётся Как мы воспринимаем время: то оно тянется, то несётся

Что такое чувство времени?

Популярная механика
Источники питания Источники питания

Что такое ресурс, зачем он нужен и как соотносится с заботой о себе?

Glamour
Живой детектор лжи: агент секретной службы США о мышлении пуленепробиваемых людей Живой детектор лжи: агент секретной службы США о мышлении пуленепробиваемых людей

Отрывок из книги «Стань неуязвимым» о том, как научиться распознавать ложь

Forbes
Удивительная история пса Боджи, который ездит в общественном транспорте Стамбула Удивительная история пса Боджи, который ездит в общественном транспорте Стамбула

Боджи — талисман стамбульского метро с удивительной жизнью

Maxim
Основатель «2ГИС» Александр Сысоев: «Сейчас мы даём технологии экосистеме “Сбера”, потом — она нам» Основатель «2ГИС» Александр Сысоев: «Сейчас мы даём технологии экосистеме “Сбера”, потом — она нам»

Основатель «2ГИС» — как сервис вписался в экосистему «Сбера»

VC.RU
Украшаем дом к праздникам: 90 отличных идей новогоднего декора Украшаем дом к праздникам: 90 отличных идей новогоднего декора

Создать волшебное настроение не так уже сложно и затратно, как может показаться

Cosmopolitan
«Hot Wheels словно акции»: коллекционеры тратят десятки тысяч долларов, чтобы купить всего одну игрушечную машинку «Hot Wheels словно акции»: коллекционеры тратят десятки тысяч долларов, чтобы купить всего одну игрушечную машинку

Чья коллекция Hot Wheels вошла в «Книгу рекордов Гиннесса»?

VC.RU
Проза жизни Проза жизни

Интерьер квартиры, вдохновленный "Рождественскими повестями" Чарльза Диккенса

AD
С чистого листа С чистого листа

Филипп Киркоров — о своей семье, стиле и провокационных шоу

OK!
«Мы верны духу, а не букве»: как Михаил Зыгарь снимает взрослый сериал по сказкам Пушкина «Мы верны духу, а не букве»: как Михаил Зыгарь снимает взрослый сериал по сказкам Пушкина

Михаил Зыгарь о своем замысле перевести сказки Пушкина на киношный язык

GQ
Отвечают головой Отвечают головой

Ruslan Baginskiy – один из самых узнаваемых в мире украинских брендов

Harper's Bazaar
Сама себе режиссер Сама себе режиссер

Карина Нигай – о том, как блогеры поменяли правила fashion-индустрии

Harper's Bazaar
Волнистые астрильды с ярко-красной грудью обошли сородичей по социальному статусу Волнистые астрильды с ярко-красной грудью обошли сородичей по социальному статусу

Волнистые астрильды занимают в иерархии место, соответствующее их расцветке

N+1
Как пользоваться посудомоечной машиной: инструкция для новичков Как пользоваться посудомоечной машиной: инструкция для новичков

Как пользоваться посудомойкой и обеспечить ей правильный уход

CHIP
Алкоголь назвали проводником в загробный мир майя Алкоголь назвали проводником в загробный мир майя

Керамика из погребений майя в Копане содержала следы атоле или чичи

N+1
Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать? Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать?

Как выявляют психогенное бесплодие и как его вылечить?

Лиза
Морская тачанка. История первого катера на воздушной подушке Морская тачанка. История первого катера на воздушной подушке

Угадай, где придумали судно на воздушной подушке?

Maxim
Черный, черный Запад Черный, черный Запад

Традиции «черного» вестерна в фильме «Тем больнее падать»

Weekend
Как расстаться с девушкой так, чтобы ваши дальнейшие отношения развивались по твоему сценарию Как расстаться с девушкой так, чтобы ваши дальнейшие отношения развивались по твоему сценарию

Если вы наконец расходитесь, то эти советы придутся кстати

Maxim
Почему Царь-пушка – вовсе не пушка: что на самом деле стоит в Кремле Почему Царь-пушка – вовсе не пушка: что на самом деле стоит в Кремле

История Царь-пушки не заканчивается на анекдотах. Оказывается, это даже не пушка

ТехИнсайдер
Второе пришествие Второе пришествие

Камбэк Александра Терехова — с брендом Sashaverse

Vogue
Смена работы: как подготовиться психологически Смена работы: как подготовиться психологически

Разбираемся, как безболезненно сменить род или место деятельности

Psychologies
Прилежный ученик Прилежный ученик

Иван Стрешинский стал первым в России менеджером-миллиардером

Forbes
Билл Гейтс посоветовал 5 книг на новогодние праздники Билл Гейтс посоветовал 5 книг на новогодние праздники

Традиционный список книг, рекомендованных к прочтению, от основателя Microsoft

Inc.
Цифровой пандус Цифровой пандус

Как инклюзивные интерфейсы помогают людям с инвалидностью

N+1
Скручивание тела растущей улитки свернуло тесную раковину в спираль Скручивание тела растущей улитки свернуло тесную раковину в спираль

Ученые построили математическую модель роста раковины моллюсков

N+1
Открыть в приложении