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

«Новгороду быть!» «Новгороду быть!»

Почему Нижний Новгород Нижний и Новый

Дилетант
Биоархеологи обнаружили жертв последней чумы Имолы Биоархеологи обнаружили жертв последней чумы Имолы

Ученые раскопали останки 133 человек, умерших в 1630–1632 годах от чумы

N+1
Физика невозможного Физика невозможного

Научное исследование мира силовых полей, телепортации и путешествий во времени

kiozk originals
Выяснили: 6 главных признаков, что пора к стоматологу Выяснили: 6 главных признаков, что пора к стоматологу

Нужно каждый день следить за здоровьем своих зубов!

Cosmopolitan
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Вес слова Вес слова

Если карьера не задалась, у вас есть реальный шанс стать преуспевающим спикером

Forbes
Владимир Кехман — Forbes: «МХАТ им. Горького станет музыкально-драматическим театром» Владимир Кехман — Forbes: «МХАТ им. Горького станет музыкально-драматическим театром»

Владимир Кехман — о том, что будет происходить в МХАТе

Forbes
Самая быстрая Lada в мире: сколько стоит, как едет и из чего сделана Самая быстрая Lada в мире: сколько стоит, как едет и из чего сделана

Спортивная Lada Vesta, которая выступает в классе «туринг» в гонках

Maxim
Тяжелые фермионы обнаружили в гетероструктурах из дисульфида тантала Тяжелые фермионы обнаружили в гетероструктурах из дисульфида тантала

Первое обнаружение тяжелых фермионов вне объемных сплавов

N+1
Деконструкция формы и содержимого Деконструкция формы и содержимого

Елена Стафьева о совместном опыте Жака Кавалье-Бельтруда и Фрэнка Гери

Weekend
Почему мы без ума от чипсов, а не от капусты: как возникает пищевая зависимость Почему мы без ума от чипсов, а не от капусты: как возникает пищевая зависимость

Как понять, есть ли у тебя зависимость от какой-то еды, и что с этим делать

Cosmopolitan
10 самых опустошительных засух в истории 10 самых опустошительных засух в истории

Какие засухи в истории человечества считались наиболее ужасными

Популярная механика
Елки-моталки Елки-моталки

Хорошая хозяйка знает, что Новый год – никакой не праздник

Cosmopolitan
Чем хороши новые Genesis G70 и GV70 Чем хороши новые Genesis G70 и GV70

Оцениваем возможности новых автомобилей корейской марки Genesis

Esquire
Физики запутали поляризацию и пространственную структуру разных фотонов Физики запутали поляризацию и пространственную структуру разных фотонов

Авторы доказали наличие запутанности фотонов, проведя томографию состояний

N+1
«Узнала, что у меня меланома 4 стадии»: как я победила неизлечимый рак «Узнала, что у меня меланома 4 стадии»: как я победила неизлечимый рак

Рак кожи, меланома — всегда приговор?

Cosmopolitan
Сошли с экранов: самые красивые актрисы России Сошли с экранов: самые красивые актрисы России

Киноиндустрии есть, кем гордиться

Playboy
Физики измерили толщину нейтронной кожи ядра никеля Физики измерили толщину нейтронной кожи ядра никеля

Толщина нейтронной кожи ядра никеля поможет разобраться в нейтронных звездах

N+1
Мастопатии не существует: вся правда о популярном диагнозе — рассказывает врач Мастопатии не существует: вся правда о популярном диагнозе — рассказывает врач

Мастопатия: так ли она страшна на самом деле?

Cosmopolitan
Бюджет: каждому свое? Бюджет: каждому свое?

Следует ли нам обсуждать с партнером свои финансы?

Psychologies
Светлым сипухам с Британских островов нашли предков на Пиренейском полуострове Светлым сипухам с Британских островов нашли предков на Пиренейском полуострове

Обыкновенные сипухи заселили Британские острова с Пиренейского полуострова

N+1
Мария Куликова: «Никто никогда не узнает обо мне всей правды» Мария Куликова: «Никто никогда не узнает обо мне всей правды»

Мы постоянно меняемся: то открыты для внешнего мира, то, наоборот, закрываемся

Караван историй
Как эйджизм мешает молодым строить карьеру Как эйджизм мешает молодым строить карьеру

Какие различия между поколениями — лишь мифы, а какие действительно существуют?

Psychologies
Продаёт на сотни миллионов долларов и занимает треть рынка настольных игр: почему «Монополия» стала популярной Продаёт на сотни миллионов долларов и занимает треть рынка настольных игр: почему «Монополия» стала популярной

История «Монополии»: как настольная игра покорила сердца миллионов

VC.RU
Терапия для миллениалов: как зарабатывать 44 млн рублей в год на онлайн-консультациях Терапия для миллениалов: как зарабатывать 44 млн рублей в год на онлайн-консультациях

YouTalk — один из первых российских сервисов подбора психологов онлайн

Forbes
Герой и предатель Герой и предатель

Как подружились британский продавец и советский шпион

Дилетант
5 ошибок Дмитрия Федорова, основателя сервиса по доставке еды Catery 5 ошибок Дмитрия Федорова, основателя сервиса по доставке еды Catery

Основатель сервиса Catery — об ошибках, которые мешали его бизнесу развиваться

Inc.
Лайфхаки для туриста: как увезти из путешествия красивые фото Лайфхаки для туриста: как увезти из путешествия красивые фото

Есть «сувениры», любовь к которым объединяет почти всех туристов, – фотографии

Популярная механика
5 ситуаций, в которых лучше сдаться, чем продолжать борьбу 5 ситуаций, в которых лучше сдаться, чем продолжать борьбу

Адаптивность и гибкость мышления — показатели здоровой психики

Psychologies
Иллюзии и мода: Петр Коваленко — о 5 главных ошибках при покупке одежды Иллюзии и мода: Петр Коваленко — о 5 главных ошибках при покупке одежды

Какие именно заблуждения мешают нам правильно выбирать одежду

Cosmopolitan
Открыть в приложении