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

Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Когда психика толкает на преступление. Что такое клептомания Когда психика толкает на преступление. Что такое клептомания

Клептомания – тяжелое и опасное психическое расстройство

РБК
Князь, губернаторы, воевода и секретарь Князь, губернаторы, воевода и секретарь

Самые известные первые лица Нижнего Новгорода

Дилетант
Как это будет по‑русски? Как это будет по‑русски?

В этой квартире заигрываем с традиционным русским стилем

AD
Альцгеймер и другие Альцгеймер и другие

Заметив деменцию у пожилых родителей, дети понимают: семье предстоят перемены

Psychologies
«Счастлива в одиночестве» «Счастлива в одиночестве»

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

Psychologies
Эксперимент COSINE-100 не увидел обнаруженной DAMA/LIBRE темной материи Эксперимент COSINE-100 не увидел обнаруженной DAMA/LIBRE темной материи

Источник сигнала в детекторе DAMA/LIBRE остается неизвестным

N+1
Лубянская машина времени. Почему наследники Дзержинского решили ликвидировать «Мемориал»* Лубянская машина времени. Почему наследники Дзержинского решили ликвидировать «Мемориал»*

Россию невозможно вернуть в эпоху «самого вкусного в мире мороженого»

СНОБ
Астрономы недосчитались космических лучей в центральной молекулярной зоне Астрономы недосчитались космических лучей в центральной молекулярной зоне

Барьер препятствует проникновению космических лучей в центр нашей галактики

N+1
На сколько можно похудеть за 2 месяца: минимум и максимум На сколько можно похудеть за 2 месяца: минимум и максимум

Какие варианты питания помогут похудеть и сколько можно сбросить за 2 месяца

Cosmopolitan
Homo sapiens vs Homo neanderthalensis: почему победитель только один Homo sapiens vs Homo neanderthalensis: почему победитель только один

Что могло стать причиной исчезновения неандертальцев

Популярная механика
Мифические создания, существовавшие на самом деле Мифические создания, существовавшие на самом деле

В каждом мифе есть исторический факт

Maxim
Надёжная опора Надёжная опора

Частые проблемы, с которыми обращаются к подологу

Здоровье
Искусство жить красиво Искусство жить красиво

История у гостиницы «Метрополь» всегда была непростой

Караван историй
Стрижка «веник»: что мы знаем о горячем hair-тренде этой зимы Стрижка «веник»: что мы знаем о горячем hair-тренде этой зимы

Чем прическа «веник» отличается от классического боба

Cosmopolitan
На орбите На орбите

Современный и смелый интерьер с панорамным видом на столицу

SALON-Interior
Николас Холт – о новом сезоне «Великой», разбитых бокалах и карьерном пути Николас Холт – о новом сезоне «Великой», разбитых бокалах и карьерном пути

Петр Третий еще никогда не был таким душкой

GQ
20 навыков продуктивного лентяя 20 навыков продуктивного лентяя

Если нельзя избежать работы, остается научиться делать ее быстро и хорошо!

Maxim
7 признаков психического здоровья 7 признаков психического здоровья

Какие признаки говорят о психическом здоровье?

Psychologies
«Французский вестник»: ода журналистике от Уэса Андерсона «Французский вестник»: ода журналистике от Уэса Андерсона

«Французский вестник» создает необыкновенное настроение ностальгии

GQ
Какую татуировку выбрать: разбираемся с мастерами в актуальных стилях Какую татуировку выбрать: разбираемся с мастерами в актуальных стилях

Хэндпоук, абстракция, дотворк, графика — как выбрать стиль татуировки

GQ
Вопрос FORM: кто делает архитектурные проекты для «Гаража» и «Детского мира» Вопрос FORM: кто делает архитектурные проекты для «Гаража» и «Детского мира»

Как работает бюро FORM, проектирующее здания и интерьеры по всему миру

Forbes
Как эмбрион человека прожил в пробирке 13 дней Как эмбрион человека прожил в пробирке 13 дней

Эмбрион в пробирке впервые прошел in vitro стадию бластоцисты

Популярная механика
Под штукатуркой в британском поместье нашли настенные росписи XVI века Под штукатуркой в британском поместье нашли настенные росписи XVI века

Три стены комнаты поместья полностью украсили еще во времена Тюдоров

N+1
«Мы верны духу, а не букве»: как Михаил Зыгарь снимает взрослый сериал по сказкам Пушкина «Мы верны духу, а не букве»: как Михаил Зыгарь снимает взрослый сериал по сказкам Пушкина

Михаил Зыгарь о своем замысле перевести сказки Пушкина на киношный язык

GQ
Начистоту: новые фото Навки, Бузовой, Бони и других звезд без макияжа и ретуши Начистоту: новые фото Навки, Бузовой, Бони и других звезд без макияжа и ретуши

Смотреть на фото звезд без макияжа всегда безумно интересно!

Cosmopolitan
«Великая зеленая стена» в Африке окупится за 10 лет «Великая зеленая стена» в Африке окупится за 10 лет

«Великая зеленая стена» в Африке однажды станет прибыльной

N+1
Исследование: на Чукотке гендерное равенство выше, чем в среднем по России Исследование: на Чукотке гендерное равенство выше, чем в среднем по России

Какая в разных регионах России ситуация с гендерным равенством?

Forbes
Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать

Кому и когда пора проверять сердце

РБК
Не бойся, я с тобой Не бойся, я с тобой

8 сообщений, с помощью которых можно поддержать и успокоить близкого человека

Лиза
Открыть в приложении