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
Дыши глубже! Дыши глубже!

10 комнатных растений, которые очищают и обеззараживают воздух в квартире

Лиза
Остудить землю Остудить землю

Самые распространенные направления геоинженерии

Вокруг света
Профиль РНК поможет понять причины заболеваний головного мозга Профиль РНК поможет понять причины заболеваний головного мозга

Cеквенирование третьего поколения помогло добыть обширные данные о траскриптоме

N+1
Криптовалюты. Поколение второе Криптовалюты. Поколение второе

От «цифрового золота» к полноценным деньгам

Популярная механика
Алкогений: Анри де Тулуз-Лотрек Алкогений: Анри де Тулуз-Лотрек

Анри де Тулуз-Лотрек — один из ярких художников своего времени и певец порока!

Maxim
Вупи Голдберг в векторах: оцениваем размерность пространства лиц Вупи Голдберг в векторах: оцениваем размерность пространства лиц

Какой размерности должно быть пространство признаков, позволяющих отличать лица?

N+1
Ген музыки: как наши предки освоили мелодии и ритмы для очарования противоположного пола Ген музыки: как наши предки освоили мелодии и ритмы для очарования противоположного пола

О человеческой одержимости звуками, которая помогает нам развиваться

Reminder
Электрошок: прошлое и настоящее Электрошок: прошлое и настоящее

Так ли страшна процедура электрошока на самом деле?

Psychologies
Слишком теплое море расстроило семейные узы альбатросов Слишком теплое море расстроило семейные узы альбатросов

Пары чернобровых альбатросов чаще распадаются после лет с чересчур теплой водой

N+1
Скотленд-Ярд Скотленд-Ярд

Исторический дом в Лондоне с шотландскими и русскими мотивами в интерьере

AD
В чем выходили замуж звезды советской эпохи: редкие свадебные кадры В чем выходили замуж звезды советской эпохи: редкие свадебные кадры

Какие наряды выбирали наши любимые советские актрисы и певицы для бракосочетания

The Voicemag
Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены

Героями первого выпуска подкаста стали Марина Полеухина и Александр Чернышков

СНОБ
Рома Штайн «Не хочу в эту кабалу!» Рома Штайн «Не хочу в эту кабалу!»

Певец и блогер Рома Штайн — что можно считать настоящей музыкой?

ЖАРА Magazine
«Вы можете быть архитектором своих привычек, а не их жертвой» «Вы можете быть архитектором своих привычек, а не их жертвой»

Джеймс Клир о том, как с помощью привычек конструировать свою идентичность

Reminder
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
Физики впервые смоделировали адроны на квантовом компьютере Физики впервые смоделировали адроны на квантовом компьютере

Физики вычислили массы легчайших адронов

N+1
Физики придумали рентгеноскоп «три в одном» Физики придумали рентгеноскоп «три в одном»

физики реализовали многоканальную динамическую рентгеновскую визуализацию

N+1
Ее попытка номер 5: почему из всех женихов Пэрис Хилтон мужем стал только один Ее попытка номер 5: почему из всех женихов Пэрис Хилтон мужем стал только один

Кто пытался, но так и не смог довести светскую львицу до алтаря

Cosmopolitan
Московский год Лжедмитрия I Московский год Лжедмитрия I

Москвичи встретили Лжедмитрия I колокольным звоном, а вскоре растерзали его

Дилетант
Топ-10: какие сериалы  смотрят на Netflix в США Топ-10: какие сериалы  смотрят на Netflix в США

Самые популярные сериалы, которые смотрят в США

Cosmopolitan
Правильные движения: как модные бренды поддерживают людей с физическими особенностями Правильные движения: как модные бренды поддерживают людей с физическими особенностями

Некоторым маркам все-таки удается делать моду действительно общедоступной

Forbes
Лонжерон: для чего нужен, как ремонтируют и другие нюансы Лонжерон: для чего нужен, как ремонтируют и другие нюансы

Нужно ли усиливать лонжероны, где они находятся, что делать в случае поломки?

РБК
Новый ASUS ZenBook Pro Duo: зачем ноутбуку два экрана Новый ASUS ZenBook Pro Duo: зачем ноутбуку два экрана

Сегодня от ноутбука требуется быть мастером на все клавиши

РБК
«Сломить кулацкий саботаж» «Сломить кулацкий саботаж»

Постановление политбюро ЦК КП(б) Украины от 27 ноября 1932 года

Дилетант
Въезжаем в цифровую межу Въезжаем в цифровую межу

Российские аграрии осваивают информационные технологии управления бизнесом

Эксперт
Наталья Андрейченко: как «Леди Совершенство» открыла духовный центр в Мексике Наталья Андрейченко: как «Леди Совершенство» открыла духовный центр в Мексике

Почему Наталье Андрейченко пришлось вернуться на родину и заново учиться жить?

Cosmopolitan
Маски сброшены Маски сброшены

Наука дает мировым музеям новые возможности для работы с предметами искусства

Forbes Life
Развод, потеря веса и отношения с отцом-алкоголиком: певица Адель дала интервью Опре Развод, потеря веса и отношения с отцом-алкоголиком: певица Адель дала интервью Опре

Американская телеведущая Опра Уинфри взяла интервью у Адель

Forbes
6 взъерошенных фактов о волосах 6 взъерошенных фактов о волосах

Когда фраза «человек — венец творения» кажется не такой уж бесспорной

Maxim
Открыть в приложении