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

Лингвистический променад с Мишенькой Бальзаминовым Лингвистический променад с Мишенькой Бальзаминовым

Квазифранцузские слова в русском языке и русско-французский жаргон

Наука и жизнь
Скрытые фигуры: почему из пяти основателей Tesla только двое стали богатыми Скрытые фигуры: почему из пяти основателей Tesla только двое стали богатыми

Почему не всем основателям Tesla удалось заработать состояние?

Forbes
Искусственный интеллект перевел эту 350-страничную книгу всего за 40 секунд Искусственный интеллект перевел эту 350-страничную книгу всего за 40 секунд

Публикуем отрывок из труда Дэниела Сасскинда «Будущее без работы»

GQ
Сонник: 10 самых популярных снов и их толкование Сонник: 10 самых популярных снов и их толкование

Популярные сны, которые несут скрытый смысл

Cosmopolitan
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim
«Хотим быть как она». Двойники Адель повально начали худеть «Хотим быть как она». Двойники Адель повально начали худеть

Трибюьт-актрисы начали избавляться от веса, чтобы сохранить сходство с Адель

Cosmopolitan
Не такие, как все Не такие, как все

Необычные профессии, вопреки недоуменным взглядам окружающих

Psychologies
Платформенное безобразие Платформенное безобразие

Когда фрилансеры и самозанятые получат права и соцгарантии? И получат ли

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
«Я больше не могу»: 5 шагов в борьбе с эмоциональным выгоранием «Я больше не могу»: 5 шагов в борьбе с эмоциональным выгоранием

«Работа надоела настолько, что не могу себя заставить включить утром ноутбук»

Psychologies
Музей вошел в моду Музей вошел в моду

Как менялся подход к выставкам моды

Weekend
Миссионерская поза и 240 дней воздержания: как занимались сексом в Средневековье Миссионерская поза и 240 дней воздержания: как занимались сексом в Средневековье

Правда ли, что в Средневековье секс был под запретом почти 240 дней в году?

Psychologies
Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают

Действительно ли быстрые углеводы являются причиной лишних кило?

Cosmopolitan
«Я впервые поцеловалась в 9 лет»: Ани Лорак раскрыла секреты личной жизни «Я впервые поцеловалась в 9 лет»: Ани Лорак раскрыла секреты личной жизни

Ани Лорак поделилась откровениями об отношениях с мужчинами

Cosmopolitan
Золотая классика: 10 лучших американских автомобилей 40-60-х годов Золотая классика: 10 лучших американских автомобилей 40-60-х годов

Американские автомобильные фирмы 40-60-х годов, которые почти забыли

Популярная механика
Александра Черкасова-Служитель о Павле Прилучном, новом фильме и буллинге Александра Черкасова-Служитель о Павле Прилучном, новом фильме и буллинге

Интервью с Александрой Черкасовой-Служитель

Cosmopolitan
Уйти и не сдаваться Уйти и не сдаваться

От чего и куда бежит Уэс Андерсон

Weekend
Как решить проблему зависимости от азартных игр в России Как решить проблему зависимости от азартных игр в России

В России нет организаций, которые помогли бы бороться с игровой зависимостью

СНОБ
Неандертальцам приглянулись зеленые камешки для изготовления орудий Неандертальцам приглянулись зеленые камешки для изготовления орудий

Древние люди использовали змеевик для обработки кости

N+1
«Черная пятница» в разгаре: что покупают россияне и в чем подвох «Черная пятница» в разгаре: что покупают россияне и в чем подвох

Краткая занимательная статистика «Черной пятницы» в России

Playboy
Секс, ложь и гейминг: что скрывал глава Activision Blizzard и сохранит ли он компанию Секс, ложь и гейминг: что скрывал глава Activision Blizzard и сохранит ли он компанию

В чем обвиняют главу Activision Blizzard Бобби Котика

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
6 качеств, за которые тебя все возненавидят: избавься от них немедленно! 6 качеств, за которые тебя все возненавидят: избавься от них немедленно!

Если найдешь у себя одно из этих качеств характера, знай: оно всех раздражает

Cosmopolitan
Физики напрямую увидели сигма-дырку на поверхности атома брома Физики напрямую увидели сигма-дырку на поверхности атома брома

Первое в мире прямое подтверждение анизотропии заряда в галогенах

N+1
История о том, как астронавт НАСА чуть не утонул в скафандре во время выхода в открытый космос История о том, как астронавт НАСА чуть не утонул в скафандре во время выхода в открытый космос

Гаррет Райзман едва не стал первым космонавтом, утонувшим в космосе

Популярная механика
Владимир Кристовский – о новом клипе Uma2rman, музыкальных трендах и чистом творчестве Владимир Кристовский – о новом клипе Uma2rman, музыкальных трендах и чистом творчестве

Владимир Кристовский о новом клипе группы

GQ
Вопрос FORM: кто делает архитектурные проекты для «Гаража» и «Детского мира» Вопрос FORM: кто делает архитектурные проекты для «Гаража» и «Детского мира»

Как работает бюро FORM, проектирующее здания и интерьеры по всему миру

Forbes
Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они? Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они?

Кто из знаменитостей 50+ сегодня задает тренды для молодежи

Cosmopolitan
«Усоногий рак Чарльза Дарвина и паук Дэвида Боуи: Как научные названия воспевают героев, авантюристов и негодяев». Отрывок из книги «Усоногий рак Чарльза Дарвина и паук Дэвида Боуи: Как научные названия воспевают героев, авантюристов и негодяев». Отрывок из книги

Отрывок из книги Стивена Херда — что «нейминг» может рассказать об открытиях

СНОБ
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
Открыть в приложении