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

«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Главный сенсор: как устроен лидар «Яндекс» для беспилотных автомобилей Главный сенсор: как устроен лидар «Яндекс» для беспилотных автомобилей

«Яндекс» перевел свой флот беспилотных автомобилей на собственные лидары

VC.RU
Минздрав развеивает электронный дым Минздрав развеивает электронный дым

Что изменилось в государственной концепции борьбы с курением

РБК
Как установить Windows 11 на совместимый и даже несовместимый ПК Как установить Windows 11 на совместимый и даже несовместимый ПК

Как установить Windows 11 на компьютер несколькими разными способами

CHIP
На понятном языке На понятном языке

Как появился Kotlin, и правда ли, что он идеален для программирования

Популярная механика
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

VOICE
Как согреться: 10 способов перестать мерзнуть Как согреться: 10 способов перестать мерзнуть

Как согреться с помощью дыхания, массажа, еды и много чего еще

Cosmopolitan
«Я не могла контролировать свое тело»: Адель о похудении, разводе и алкоголизме «Я не могла контролировать свое тело»: Адель о похудении, разводе и алкоголизме

Адель — о браке, алкоголизме, материнстве и музыке

Cosmopolitan
«Купе номер 6»: идеальное кино про одиночество и российские поезда «Купе номер 6»: идеальное кино про одиночество и российские поезда

«Купе номер 6» — это идеальная лента о России. В самом хорошем смысле

Cosmopolitan
Полярники мезозоя Полярники мезозоя

Каких динозавров находят в Якутии и на Аляске и как им жилось

N+1
Как перестать бояться и начать свое дело Как перестать бояться и начать свое дело

Какие качества помогут создать успешный бизнес

СНОБ
Редкие фото и признания поклонников: что происходит в аккаунтах умерших звезд Редкие фото и признания поклонников: что происходит в аккаунтах умерших звезд

Самые интересные профили умерших звезд в «Инстаграме»

Cosmopolitan
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
Как и зачем нужно регулировать новые экосистемы: советы Банку России Как и зачем нужно регулировать новые экосистемы: советы Банку России

Цифровые экосистемы играют все большую роль в новой экономике

Forbes
Это Элви Рэй Смит: он мечтал создать анимационный фильм на компьютере, соосновал Pixar, но ушёл из компании из-за Джобса Это Элви Рэй Смит: он мечтал создать анимационный фильм на компьютере, соосновал Pixar, но ушёл из компании из-за Джобса

Элви Рэй Смит убеждал всех, что за компьютерной графикой будущее

VC.RU
«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
О сложностях материнства, романе с Гарри и не только: новое интервью Меган Маркл О сложностях материнства, романе с Гарри и не только: новое интервью Меган Маркл

Меган Маркл пришла в студию к Эллен Дедженерес

Cosmopolitan
Великолепная рыбалка Великолепная рыбалка

Цапля не спит — она видит всё!

Наука и жизнь
Абсурдная статистика: как Николас Кейдж влияет на... смертность в бассейне Абсурдная статистика: как Николас Кейдж влияет на... смертность в бассейне

Корреляция между двумя явлениями ничего не говорит о причинно-следственной связи

Популярная механика
Как бизнесу искать и нанимать дефицитных айтишников Как бизнесу искать и нанимать дефицитных айтишников

От нехватки кадров на IT-рынке устали все

Inc.
«Разбогатеть нам мешают внутренние демоны» «Разбогатеть нам мешают внутренние демоны»

Говорим с коучем о новой валюте – энергии

Psychologies
Flying Phantom: невероятные яхты, которые летят по волнам Flying Phantom: невероятные яхты, которые летят по волнам

Катамараны Flying Phantom стремительно ворвались в парусный спорт

Популярная механика
Lovv66 комментирует свой новый альбом «БЭСТ ФРЭНДС» Lovv66 комментирует свой новый альбом «БЭСТ ФРЭНДС»

Самая основная метафора альбома «БЭСТ ФРЭНДС»

GQ
Тетушка Тильда, которая помнит все Тетушка Тильда, которая помнит все

«Память»: первый англоязычный фильм Апичатпонга Вирасетакуна

Weekend
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

Сто самых красивых женщин страны заждались тебя

Maxim
Как новая Как новая

Премированные косметические процедуры были проверены редакцией

Glamour
Одностороннее движение: как понять, что ваша дружба больше не взаимна Одностороннее движение: как понять, что ваша дружба больше не взаимна

Ваша дружба похожа на равноценный обмен или это давно уже «игра в одни ворота»?

Psychologies
Маски сейчас «говорят» о людях больше, чем их лицо Маски сейчас «говорят» о людях больше, чем их лицо

«Масочная культура» постепенно обрастает наблюдениями, требующими обобщений

СНОБ
20 навыков продуктивного лентяя 20 навыков продуктивного лентяя

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

Maxim
Земля – Орбита. Как отправить свое имя в космос? Земля – Орбита. Как отправить свое имя в космос?

Пластина — 10 на 15 мм, а имен — 22 772. Как всё уместить, Карл?

Популярная механика
Открыть в приложении