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

Что такое дрожжи и почему их не надо бояться? Что такое дрожжи и почему их не надо бояться?

Что же такое дрожжи? Как они были «одомашнены»?

Популярная механика
Атомный шпионаж Атомный шпионаж

Манхэттенскому проект и шпионаж

Дилетант
В поисках ядерного буксира В поисках ядерного буксира

Почему ядерные корабли до сих пор не появились?

Популярная механика
Сошли с экранов: самые красивые актрисы России Сошли с экранов: самые красивые актрисы России

Киноиндустрии есть, кем гордиться

Playboy
«Оставить всё…» «Оставить всё…»

Национальные особенности транзита власти

Огонёк
Не только для расслабления Не только для расслабления

Болезни, которые может предотвратить массаж

Лиза
Как отключить голову во время секса Как отключить голову во время секса

Как перестать думать о неважном и начать чувствовать?

Psychologies
Сыр с одной шутки: история семейной сыроварни «Папа-сыровар» Сыр с одной шутки: история семейной сыроварни «Папа-сыровар»

Основатели «Папа-сыровар» — о недоверии поставщиков и поиске нужного молока

Inc.
Взлом без кражи Взлом без кражи

Британский Центр правительственной связи в поместье Блетчли-парк

Дилетант
Археологи раскопали поселение первых металлургов и скотоводов Алтая Археологи раскопали поселение первых металлургов и скотоводов Алтая

Ученые завершили работы на памятнике афанасьевской культуры Нижняя Соору

N+1
5 мест, куда можно с пользой сдать старые вещи 5 мест, куда можно с пользой сдать старые вещи

Куда сдать свою старую одежду с пользой для себя и других людей

GQ
Что у тебя в чемоданчике, Веничка? Вспоминаем классические напитки из СССР Что у тебя в чемоданчике, Веничка? Вспоминаем классические напитки из СССР

Мы нашли каталог ликеро-водочной промышленности советского времени

Maxim
Вадим и Марк Лапины Вадим и Марк Лапины

Вадим Лапин и его сын Марк, создатели Ginza Project и ресторана Grecco

Собака.ru
Максим Никулин. Под счастливой звездой Юрия Никулина Максим Никулин. Под счастливой звездой Юрия Никулина

Максим Никулин — о своем отце Юрии Никулине и судьбе, переплетенной с цирком

Коллекция. Караван историй
Провал Zillow на $500 млн — ошибка в расчетах гиганта индустрии или убыточная бизнес-модель? Провал Zillow на $500 млн — ошибка в расчетах гиганта индустрии или убыточная бизнес-модель?

Автоматизированная покупка и продажа жилья — плохая идея?

Inc.
Гибель в 29 лет: ужасная судьба лучшей конькобежки СССР Инги Артамоновой Гибель в 29 лет: ужасная судьба лучшей конькобежки СССР Инги Артамоновой

Инга Артамонова была одной из самых красивых советских спортсменок СССР

Cosmopolitan
Воин света Воин света

В деревню в гости к креативному директору Maison Margiela Джону Гальяно

Vogue
Огневые точки Огневые точки

Используя любую возможность собраться, герои «Татлера» протоптали новые маршруты

Tatler
Доброе утро! Доброе утро!

Что есть на завтрак даже тем, кто обычно не голоден

Лиза
Что это было, или История одной матери — почти одиночки Что это было, или История одной матери — почти одиночки

Как часто это бывает: сама не старая еще, но жизнь почему-то кажется законченной

СНОБ
5 законов США, которые нам не понять 5 законов США, которые нам не понять

Необычные запреты в США, которые действуют в США много лет

Playboy
Как похудела звезда КВН Ольга Картункова — без шуток Как похудела звезда КВН Ольга Картункова — без шуток

Ольге Картунковой пришлось сбрасывать вес: общий итог — минус 84 кг!

Cosmopolitan
Каково это — перенести трансплантацию пениса Каково это — перенести трансплантацию пениса

Том Мэннинг — первый американец, которому провели трансплантацию пениса

Esquire
Позволим себе лишнего! Позволим себе лишнего!

Иногда стоит дать себе поблажку и получить от еды чистое наслаждение

Лиза
Все под контролем Все под контролем

Как адекватно относиться к ВИЧ и к людям, живущим с ним

Playboy
Личный опыт: как запустить пиццерию в Великобритании и не потеряться среди гигантов Личный опыт: как запустить пиццерию в Великобритании и не потеряться среди гигантов

Уроки «Додо» из экспансии на перенасыщенный пиццериями рынок Великобритании

Inc.
Сколько приносит майнинг-ферма в месяц? Окупаемость и доходность Сколько приносит майнинг-ферма в месяц? Окупаемость и доходность

Обустройство фермы для майнинга Ethereum

CHIP
10 вложений, которые в итоге окупятся 10 вложений, которые в итоге окупятся

Истории, как купить что-то дорогое, но качественное, и не пожалеть

Maxim
Как перестать быть слишком мягким с коллегами Как перестать быть слишком мягким с коллегами

Всегда стараетесь во всем угодить коллегам и не можете сказать «нет»?

Psychologies
Оксимирон против Гнойного: весь баттл в 20 цитатах Оксимирон против Гнойного: весь баттл в 20 цитатах

Самые броские цитаты из рэп-поединка Оксимирона и Славы КПСС

Esquire
Открыть в приложении