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

Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
Муаровая сверхрешетка помогла настроить спин атома железа Муаровая сверхрешетка помогла настроить спин атома железа

Электронными и спиновыми свойствами атомов железа можно управлять

N+1
Надо ли космическим туристам заниматься спортом в полете Надо ли космическим туристам заниматься спортом в полете

Могут ли космические путешествия навредить здоровью туристов?

Популярная механика
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
«Евреев — на Мадагаскар!» «Евреев — на Мадагаскар!»

Призыв отправить евреев на Мадагаскар впервые прозвучал в Польше

Дилетант
Физики нашли осцилляции в электромагнитном форм-факторе нейтрона Физики нашли осцилляции в электромагнитном форм-факторе нейтрона

Обнаружены осцилляции, которые свидетельствуют о сложной структуре нуклонов

N+1
В Крыму позднеримского времени резко изменился погребальный обряд В Крыму позднеримского времени резко изменился погребальный обряд

Как мигранты с Северного Кавказа влияли на погребальную культуру Крыма?

N+1
Прийти в форму за 4 недели Прийти в форму за 4 недели

План питания, который позволит плавно и без вреда для здоровья нормализовать вес

Домашний Очаг
Лучшие фильмы про Элвиса Пресли Лучшие фильмы про Элвиса Пресли

Самые значительные главы из романа короля рок-н-ролла с кинематографом

GQ
Not Home Anymore: каким мир запомнит Вирджила Абло Not Home Anymore: каким мир запомнит Вирджила Абло

Вирджил Абло: кого внезапно лишилась не только фэшн-индустрия, но и весь мир

Esquire
«Ростсельмаш» расширит выпуск тракторов «Ростсельмаш» расширит выпуск тракторов

Компания «Ростсельмаш» строит новый тракторный завод полного цикла

Агроинвестор
Эти страшные фемки. Почему феминисток в России травят за внешность Эти страшные фемки. Почему феминисток в России травят за внешность

Откуда растут ноги стереотипизации о том, что феминистки страшные?

СНОБ
«Девочки» выросли: дружба, отношения и поиск себя в сериале «Женщины за сорок» «Девочки» выросли: дружба, отношения и поиск себя в сериале «Женщины за сорок»

Четыре героини, большой город, отношения с мужьями, настоящая дружба

Forbes
Большой Эрмитаж Большой Эрмитаж

«Мадонна Литта» Леонардо да Винчи и «Христос-Вседержитель» Тициана

Культура.РФ
Я подарю тебе сердце: какие органы можно напечатать на биопринтере Я подарю тебе сердце: какие органы можно напечатать на биопринтере

Что представляет собой процесс биопечати

Популярная механика
Жизнь после CEO: уйти, чтобы остаться Жизнь после CEO: уйти, чтобы остаться

Иногда уйти — это лучший способ остаться

Inc.
«Если бы ты меня любил!»: как партнер манипулирует вами «Если бы ты меня любил!»: как партнер манипулирует вами

Бывало ли у вас чувство, что с вашими отношениями что-то не так?

Psychologies
Елена Ленская: Елена Ленская:

Елена Ленская — о своей карьере, браках и настоящей любви

Коллекция. Караван историй
10 удивительных должностей при дворе Елизаветы II (и сколько за них платят) 10 удивительных должностей при дворе Елизаветы II (и сколько за них платят)

Британской королевской семье требуются люди на очень странные должности

Cosmopolitan
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
Спортсменки года: Дина и Арина Аверины Спортсменки года: Дина и Арина Аверины

Гимнастки заняли второе и четвертое места, но для зрителей они — номер один

Glamour
На чем ездила элита СССР. Экзотические модели и их владельцы На чем ездила элита СССР. Экзотические модели и их владельцы

Каких «инопланетян» могли повстречать на дорогах граждане Союза

РБК
Произвести впечатление Произвести впечатление

Светлана Дикушина преобразовала безликий загородный дом в Подмосковье

SALON-Interior
Лучшие саундтрек-альбомы к известным фильмам Лучшие саундтрек-альбомы к известным фильмам

Удачный саундтрек – одна из составляющих успеха фильма

GQ
Чего на самом деле хочет женщина Чего на самом деле хочет женщина

Желания женщин проще, чем кажется

GQ
Почему Иуду изображают в желтом? Отрывок из новой книги Мишеля Пастуро Почему Иуду изображают в желтом? Отрывок из новой книги Мишеля Пастуро

В своей новой книге Мишель Пастуро рассказывает о желтом цвете

СНОБ
«Игра в кальмара» и другие фильмы на Netflix, с которыми нужно быть осторожнее «Игра в кальмара» и другие фильмы на Netflix, с которыми нужно быть осторожнее

В некоторых странах просмотр этих фильмов запрещен — вплоть до смертной казни

Playboy
Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами

5 основных проблем шевелюры. Мы разберем каждую

Cosmopolitan
Новые сани для Санты Новые сани для Санты

Если бы у Санта-Клауса был Porsche Taycan Cross Turismo – он успел бы ко всем

GQ
Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса

Можно ли обнаружить у себя или у окружающих черты психопата?

Cosmopolitan
Открыть в приложении