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
Приянка Чопра-Джонас: «Я хватаюсь за любую возможность» Приянка Чопра-Джонас: «Я хватаюсь за любую возможность»

Приянка Чопра-Джонас рассказала о том, как она справляется со всем своими делами

Cosmopolitan
Как заново изобрести колесо Как заново изобрести колесо

Дарья Степура многофункциональное колесо для инвалидных кресел-колясок

Популярная механика
Повелители стиля: история архитектора Евгения Коблова Повелители стиля: история архитектора Евгения Коблова

Почему сейчас дизайн квартир больше, чем просто смена обстановки

Cosmopolitan
Князь, губернаторы, воевода и секретарь Князь, губернаторы, воевода и секретарь

Самые известные первые лица Нижнего Новгорода

Дилетант
«Я разоблачил своих нечестных родителей, и меня выгнали из дома» «Я разоблачил своих нечестных родителей, и меня выгнали из дома»

Справедливо ли, когда только одному ребенку достается вся любовь родителей?

Psychologies
Не .G единой Не .G единой

Главные буквы алфавита сексуального удовольствия

Playboy
Археологи нашли в Синьцзяне древнейшие кожаные доспехи Евразии Археологи нашли в Синьцзяне древнейшие кожаные доспехи Евразии

Древнейшие доспехи Евразии изготовили не позднее VI века до нашей эры

N+1
Химики получили соединение со связью калифорний-углерод Химики получили соединение со связью калифорний-углерод

Связь калифорний-углерод получили с помощью рентгеноструктурного анализа

N+1
«Валера хотел назвать дочь не Агатой»: Альбина Джанабаева спорила с мужем «Валера хотел назвать дочь не Агатой»: Альбина Джанабаева спорила с мужем

Альбина Джанабаева рассказала о своих материнских буднях

Cosmopolitan
Зависимость и контрзависимость: как отличить одно от другого Зависимость и контрзависимость: как отличить одно от другого

Почему кто-то бежит от отношений, а другой старается привязать партнера к себе?

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

Что такое чувство времени?

Популярная механика
6 рецептов осенних салатов, которые вам стоит приготовить дома 6 рецептов осенних салатов, которые вам стоит приготовить дома

Шеф-повара поделились своими секретными рецептами салатов

GQ
«Все возможное: Как врачи спасают наши жизни» «Все возможное: Как врачи спасают наши жизни»

Отрывок из книги Атула Гаванде о том, как врачи совершают полезные ошибки

N+1
Самая сильная боль: ты точно испытывала ее хотя бы раз в жизни Самая сильная боль: ты точно испытывала ее хотя бы раз в жизни

Иногда боль бывает такой сильной, что ее просто невозможно терпеть

Cosmopolitan
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
Бурак Озчивит и Фахрие Эвджен: совместимость звездной пары разбирает астролог Бурак Озчивит и Фахрие Эвджен: совместимость звездной пары разбирает астролог

Бурак и Фахрие - одни из самых популярных актеров турецких сериалов

Cosmopolitan
Жена, лидер, убийца: как Патриция Реджани покорила дом Gucci, а потом потеряла все Жена, лидер, убийца: как Патриция Реджани покорила дом Gucci, а потом потеряла все

Реальная история преступления, освещенного в «Доме Gucci»

Forbes
Знает ли кот имя своего хозяина? Знает ли кот имя своего хозяина?

Распознают ли членов семьи коты?

Maxim
«Ужасные девушки»: Кейт Миддлтон терпела издевательства от одноклассниц «Ужасные девушки»: Кейт Миддлтон терпела издевательства от одноклассниц

Кейт Миддлтон не любит вспоминать некоторые школьные годы

Cosmopolitan
Как отключить уведомления от сайтов в браузере Как отключить уведомления от сайтов в браузере

Разбираемся, как отключить уведомления от сайтов в самых популярных браузерах

CHIP
Однорукий герой Однорукий герой

При атрибуции портретов иногда ключевым признаком является внешность персонажа

Дилетант
Стойкие ровесники Стойкие ровесники

Эти конструкции были построены в 1861 году и сохранились до наших дней

Вокруг света
Сексуальная зависимость или просто любовь к сексу? Когда пора бить тревогу Сексуальная зависимость или просто любовь к сексу? Когда пора бить тревогу

Вы «сексоголик» или у вас просто высокое либидо?

Psychologies
Как звезд и блогеров наказывают за дерзкие фото у храмов — доходит до тюрьмы! Как звезд и блогеров наказывают за дерзкие фото у храмов — доходит до тюрьмы!

О героях нашей подборки говорила вся страна — из-за фото и видео на фоне храмов

Cosmopolitan
5 минутные детективы 5 минутные детективы

Архивные пятиминутные детективы

Esquire
Российские ученые создали ускоренный метод оценки деградации материала для авиации Российские ученые создали ускоренный метод оценки деградации материала для авиации

Ученые разработали метод, позволяющий бороться с усталостью материала в авиации

Популярная механика
Цифровое бессмертие: что будет с аккаунтами в iCloud и соцсетях после смерти Цифровое бессмертие: что будет с аккаунтами в iCloud и соцсетях после смерти

Что такое цифровое "наследство"?

Playboy
Режиссер года: Кира Коваленко Режиссер года: Кира Коваленко

Кинокритик объясняет, почему фильм «Разжимая кулаки» вызвал такой ажиотаж

Glamour
Как маме с новорожденным ребенком позаботиться о себе Как маме с новорожденным ребенком позаботиться о себе

Как найти время для себя родившей маме

Psychologies
Открыть в приложении