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

Судоходная Арктика Судоходная Арктика

Беспрецедентное по масштабам строительство судов ледового класса в России

Популярная механика
Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе? Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе?

Почему в Турции боялись, что кофе разрушит страну?

Cosmopolitan
Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита

Палеогенетикам впервые удалось выделить древнюю ДНК человека из кальцита

N+1
Стены без окон и другие хитрости: как магазины заставляют нас тратить деньги Стены без окон и другие хитрости: как магазины заставляют нас тратить деньги

Как нас заставляют терять контроль и покупать то, что нам не нужно?

Psychologies
Крылья для людей Крылья для людей

История парусных кораблей

Вокруг света
«Пока однажды я не поймала плечом пулю». Отрывок из книги белорусской писательницы Юли Артемовой «Пока однажды я не поймала плечом пулю». Отрывок из книги белорусской писательницы Юли Артемовой

Отрывок из книги Юлии Артемовой «Я и есть революция» — о любви и взрослении

СНОБ
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
TikTok, рэп-баттлы и свобода слова. Как супружеская пара учителей из Тулы меняет отношение детей к школе TikTok, рэп-баттлы и свобода слова. Как супружеская пара учителей из Тулы меняет отношение детей к школе

Учителя — о том, как найти общий язык с учениками и чем заинтересовать детей

СНОБ
Как ретейл меняет Россию? Глава из книги «Цивилизация X5» о команде X5 Group Как ретейл меняет Россию? Глава из книги «Цивилизация X5» о команде X5 Group

Как «Перекресток» и «Пятерочка» изменили российскую торговлю

Esquire
На пути к «Чёрному дрозду»: засекреченный проект ВВС США по разработке высотных самолетов-разведчиков На пути к «Чёрному дрозду»: засекреченный проект ВВС США по разработке высотных самолетов-разведчиков

WS-118 — разведывательный самолет с замашками космического аппарата

Популярная механика
Несбывшееся будущее: как NASA видело гражданскую авиацию в 2025 году Несбывшееся будущее: как NASA видело гражданскую авиацию в 2025 году

Как в 1996 году NASA видело будущее гражданских самолетов

Популярная механика
Организовывал договорные футбольные матчи в Англии и Италии и зарабатывал миллионы долларов: история Уилсона Перумала Организовывал договорные футбольные матчи в Англии и Италии и зарабатывал миллионы долларов: история Уилсона Перумала

Как Уилсон Радж Перумал влиял на исходы футбольных матчей в крупнейших турнирах

VC.RU
Анна Седокова: «Я обвиняла себя в том, что рожала детей от разных мужчин!» Анна Седокова: «Я обвиняла себя в том, что рожала детей от разных мужчин!»

Певица Анна Седокова рассказала о причинах драматичных переживаний в жизни

Cosmopolitan
«Нам было так хорошо вместе»: почему вы на самом деле скучаете по бывшему «Нам было так хорошо вместе»: почему вы на самом деле скучаете по бывшему

Почему тоска и грусть по бывшим все еще беспокоят вас?

Psychologies
Источники питания Источники питания

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

Glamour
Как перестать бояться и начать свое дело Как перестать бояться и начать свое дело

Какие качества помогут создать успешный бизнес

СНОБ
«Счастлива в одиночестве» «Счастлива в одиночестве»

«Надо» выйти замуж, родить детей, а остальные достижения не считаются?

Psychologies
Прощай, мой господин: как разводились в Османской империи Прощай, мой господин: как разводились в Османской империи

Почему мужчины искали «промежуточных» мужей бывшим женам?

Cosmopolitan
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
Власти заработали на налоговом маневре для IТ-компаний 48 млрд рублей Власти заработали на налоговом маневре для IТ-компаний 48 млрд рублей

О результатах введения налоговых послаблений для российских IT-компаний

Forbes
«Искусственный интеллект в медицине» «Искусственный интеллект в медицине»

Машинное обучение все чаще находит применение в медицине

N+1
Художник, случайно сорвавший маску с человечества: жизнь и творчество классика современного искусства Олега Целкова Художник, случайно сорвавший маску с человечества: жизнь и творчество классика современного искусства Олега Целкова

Олег Целков — один из лидеров советского нонконформизма

Esquire
Истина в жене Истина в жене

«Последняя дуэль»: язвительно современный Ридли Скотт в декорациях Средневековья

Weekend
Гегель и «Вагнер». Что статья Суркова говорит о режиме Путина Гегель и «Вагнер». Что статья Суркова говорит о режиме Путина

Владислав Сурков выложил в открытый доступ все страхи нынешней правящей верхушки

СНОБ
Кожа, шпон и роботы: где и как производят Aurus Кожа, шпон и роботы: где и как производят Aurus

Как производят самые передовые автомобили России

РБК
50 вопросов, которые помогут построить более глубокие отношения 50 вопросов, которые помогут построить более глубокие отношения

О чем небанальном спросить знакомого, чтобы стать ближе?

Psychologies
«Сом»: как русская подлодка затонула в Швеции «Сом»: как русская подлодка затонула в Швеции

На глубине действительно лежали останки российской подлодки «СОМЪ»

Популярная механика
Собаки и корабли: какие сны говорят, что твои отношения в опасности Собаки и корабли: какие сны говорят, что твои отношения в опасности

Сны могут быть тревожным звоночком: твои отношения в опасности

Cosmopolitan
Нет неправильных эмоций: как поддержать человека, у которого рак Нет неправильных эмоций: как поддержать человека, у которого рак

С какими эмоциями сталкивается онкобольной и как его поддержать?

Cosmopolitan
20 сугубо научных фактов, о которых вы не знали 20 сугубо научных фактов, о которых вы не знали

Чем картофель похож на человека, зачем чихают африканские собаки?

Популярная механика
Открыть в приложении