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
Роботы и тяга к блаженству: почему эксперты обеспокоены тем, что ИИ может стать гедонистом Роботы и тяга к блаженству: почему эксперты обеспокоены тем, что ИИ может стать гедонистом

Что такое вайрхэндинг и как он связан с искусственным интеллектом?

Популярная механика
«У этой катастрофы человеческое лицо» «У этой катастрофы человеческое лицо»

Данила Козловский о «Чернобыле», детстве и природе героизма

Weekend
Кейт Миддлтон и Уильям используют приемы принцессы Дианы в воспитании детей Кейт Миддлтон и Уильям используют приемы принцессы Дианы в воспитании детей

Герцоги Кембриджские часто выходят в свет со своими маленькими детьми

Cosmopolitan
От падучей до святости От падучей до святости

Главные события, связанные с именем царевича Дмитрия

Дилетант
Археологи обнаружили в Перу древнейшее кирпичное здание Америки Археологи обнаружили в Перу древнейшее кирпичное здание Америки

Возраст руин в Перу составляет около 5100 лет

N+1
Правила счастливой жизни: 33 совета, за которые ты скажешь спасибо Правила счастливой жизни: 33 совета, за которые ты скажешь спасибо

Три десятка способов обеспечить себе счастливое будущее

Cosmopolitan
«Счастье не за горами»: 7 шагов на пути к лучшей жизни «Счастье не за горами»: 7 шагов на пути к лучшей жизни

Чтобы стать счастливее, достаточно пары несложных действий

Psychologies
Джеймс Бонд и СССР Джеймс Бонд и СССР

«Агент 007» никогда не обращал оружия против СССР

Дилетант
Что смотреть после «Игры в кальмара» Что смотреть после «Игры в кальмара»

Пока не вышел второй сезон «Игры в кальмара», можно найти близкие по духу шоу

Weekend
Кокни, скауз и королевский английский: как рождаются акценты в языке Кокни, скауз и королевский английский: как рождаются акценты в языке

Рассказываем о британских акцентах и их происхождении

Популярная механика
В Россию на грядки: как семья потомственного фермера из Голландии основала хозяйство в Тамбовской области В Россию на грядки: как семья потомственного фермера из Голландии основала хозяйство в Тамбовской области

Как голландский фермер отправиться в Россию приучать тамбовчан к спарже

Inc.
Новый самозванец Новый самозванец

После всех разоблачений Лжедмитрия I у стен Москвы оказался новый самозванец

Дилетант
Магнитным частицам во внутреннем ухе голубей отказали в роли магниторецепторов Магнитным частицам во внутреннем ухе голубей отказали в роли магниторецепторов

Биофизики выяснили, что кутикулосомы не участвуют в механизме магнитной рецепции

N+1
Эмбрион человека на третьей неделе развития разобрали по клеткам Эмбрион человека на третьей неделе развития разобрали по клеткам

Ученые провели перепись клеточных типов в человеческом эмбрионе

N+1
8 типов прыщей, которые нельзя давить никому и никогда 8 типов прыщей, которые нельзя давить никому и никогда

Можно ли давить самостоятельно и какие прыщи категорически нельзя трогать

Cosmopolitan
Опаснее, чем мы думали: 10 удивительных фактов о тираннозаврах Опаснее, чем мы думали: 10 удивительных фактов о тираннозаврах

Чего мы не знали о тираннозаврах?

Популярная механика
Своевольные булгарии Своевольные булгарии

Булгария пачкающая — интересный и по-своему красивый сумчатый гриб

Наука и жизнь
Жир Жир

Жиры нужны нашему телу не меньше, чем вода

Maxim
Можно ли собрать пушку Гаусса своими руками: силовая установка Можно ли собрать пушку Гаусса своими руками: силовая установка

Пистолет Гаусса – это самое серьезное оружие, которое мы когда-либо строили

ТехИнсайдер
Декольте, бархат, роскошные ноги: что нужно знать о стиле красавицы Шейлин Вудли Декольте, бархат, роскошные ноги: что нужно знать о стиле красавицы Шейлин Вудли

10 самых ярких образов Шейлин Вудли, в которых она выходила в свет

Cosmopolitan
Александр Градский. Сладкоголосая птица нашей юности Александр Градский. Сладкоголосая птица нашей юности

Драматичная судьба композитора и барда Александра Градского

СНОБ
Палеогенетики обнаружили на Алтае три кости древнейших денисовцев Палеогенетики обнаружили на Алтае три кости древнейших денисовцев

На Алтае обнаружены кости древнейших предков людей

N+1
Чек-ап в возрасте от 20 до 50 Чек-ап в возрасте от 20 до 50

Как продлить активный возраст – сохранить удаль молодецкую?

Playboy
Физики создали ткань с асимметричной терморегуляцией Физики создали ткань с асимметричной терморегуляцией

Созданная физиками ткань согревает или охлаждает в зависимости от стороны

N+1
Полина Ауг: «Моё тело точно такой же инструмент, как мой голос, мое лицо» Полина Ауг: «Моё тело точно такой же инструмент, как мой голос, мое лицо»

Актриса Полина Ауг — о буллинге в школе и советах от мамы

Cosmopolitan
Диета «Секреты Лос-Анджелеса»: худеем как звезды Голливуда Диета «Секреты Лос-Анджелеса»: худеем как звезды Голливуда

Этой диеты придерживаются голливудские звезды, чтобы быстро прийти в форму

Cosmopolitan
Последний ход Ивана Грозного Последний ход Ивана Грозного

Последнее, что увидел в жизни Иван Грозный, — это шахматы

Дилетант
Марина Жигалова: «Сплоченность команды Independent Media — наша сила» Марина Жигалова: «Сплоченность команды Independent Media — наша сила»

Интервью с предпринимательницей Мариной Жигаловой о современных СМИ

Cosmopolitan
Электрический двигатель на йоде впервые испытали в космосе Электрический двигатель на йоде впервые испытали в космосе

Электрический двигатель на йоде впервые был установлен на спутнике-кубсате

N+1
Открыть в приложении