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
Дискриминация, харассмент, алименты: почему права женщин в России не защищены Дискриминация, харассмент, алименты: почему права женщин в России не защищены

Почему дискриминация законодательно запрещена, а гендерного равенства нет?

Forbes
Императорский паланкин Императорский паланкин

Работы художника Яня Либэня стали эталоном придворного портретного искусства

Дилетант
Эффект Манделы и другие искажения памяти: психолог о том, почему с нами это случается Эффект Манделы и другие искажения памяти: психолог о том, почему с нами это случается

Ты тоже иногда думаешь, что закончил универ "только вчера"?

Playboy
Строители невидимых путей Строители невидимых путей

Как устроен морской порт

Популярная механика
Деньги на булавки: как дочь фермера превратила рукоделие в прибыльный бизнес Деньги на булавки: как дочь фермера превратила рукоделие в прибыльный бизнес

Кэндис Уилер придумала, как превратить домашнюю рутину в прибыльное дело

Forbes
Алексей Володин: «Страхование киберрисков займет до 50% рынка» Алексей Володин: «Страхование киберрисков займет до 50% рынка»

Алексей Володин о том, почему тарифы неизбежно будут повышаться

РБК
Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса

Можно ли обнаружить у себя или у окружающих черты психопата?

Cosmopolitan
Эскорт для избранных: как жили в СССР интердевочки Эскорт для избранных: как жили в СССР интердевочки

В 1970-х годах в СССР среди девушек, торгующих собой, появилась «элита»

Cosmopolitan
Путеводитель по женской груди: 45 фактов о двух аргументах Путеводитель по женской груди: 45 фактов о двух аргументах

Научный мир по нашей просьбе бросился на изучение женской груди

Maxim
Своя игра Своя игра

Актриса и певица Нино Нинидзе примерила сияющие вечерние образы

Harper's Bazaar
На чем ездила элита СССР. Экзотические модели и их владельцы На чем ездила элита СССР. Экзотические модели и их владельцы

Каких «инопланетян» могли повстречать на дорогах граждане Союза

РБК
Напал на мать: дети известных советских актеров, ставшие преступниками Напал на мать: дети известных советских актеров, ставшие преступниками

Нередко судьба детей знаменитостей складывается совсем не так радужно

Cosmopolitan
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
Комфорт, безопасность и динамика: компания INFINITI представляет в России новый автомобиль QX55 Комфорт, безопасность и динамика: компания INFINITI представляет в России новый автомобиль QX55

INFINITI представляет в России новую модель премиальных кроссоверов QX55

СНОБ
С видом на горы: 5 лучших мест для фотографирования на курорте Роза Хутор С видом на горы: 5 лучших мест для фотографирования на курорте Роза Хутор

Где сфотографироваться на Розе Хутор, чтобы гарантированно собрать урожай лайков

Cosmopolitan
Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они? Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они?

Кто из знаменитостей 50+ сегодня задает тренды для молодежи

Cosmopolitan
Химики разобрались во влиянии анионов на растворимость полимеров Химики разобрались во влиянии анионов на растворимость полимеров

Плоские поверхности разрушают сетку водородных связей воды, упрощая адсорбцию

N+1
13 метких цитат о главном от писателей прошлого и настоящего 13 метких цитат о главном от писателей прошлого и настоящего

Чертова дюжина цитат о настоящем джентльмене от тех, кто знает в этом толк

Playboy
Забытые советские марки: завод автобусов «Уралец» Забытые советские марки: завод автобусов «Уралец»

Видели когда-нибудь автобусы «Уралец»?

Популярная механика
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
Татьяна Доронина. Королева Лир Татьяна Доронина. Королева Лир

Московские театральные события напоминают мыльную оперу или индийскую мелодраму

СНОБ
Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом? Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом?

Если друг оказался вдруг... бывшим мужем, значит, у тебя все прекрасно!

Cosmopolitan
Роман Толстой Роман Толстой

Лондонский дом Александры Толстой — тихая гавань, путь к которой был непростым

AD
Михаил Врубель: «В сияньи многоцветных крыл» Михаил Врубель: «В сияньи многоцветных крыл»

Выставка, посвященная творчеству Михаила Врубеля, открылась в Новой Третьяковке

СНОБ
«Худей давай!»: Абрамов, Гайдулян и другие мужчины, которые высмеивали вес жен «Худей давай!»: Абрамов, Гайдулян и другие мужчины, которые высмеивали вес жен

Известные мужчины, которые вряд ли положительно повлияли на самооценку своих жен

VOICE
Выбираем качественный кабель для зарядки смартфона: на что обратить внимание Выбираем качественный кабель для зарядки смартфона: на что обратить внимание

Как выбрать подходящий кабель для зарядки вашего смартфона

CHIP
В Австрии обнаружили следы рудокопов кельтского и римского периодов В Австрии обнаружили следы рудокопов кельтского и римского периодов

Добыча металлов в долине Монтафон началась в III–II веках до нашей эры

N+1
Рестораторы Решетниковы: Во французской кухне очень много привычных нам блюд Рестораторы Решетниковы: Во французской кухне очень много привычных нам блюд

В центре Петербурга — на Караванной улице — открылся портал во Францию

СНОБ
Оценивали в $1 млрд, а продадут за $300 млн: почему развалился бизнес магазина матрасов Casper Оценивали в $1 млрд, а продадут за $300 млн: почему развалился бизнес магазина матрасов Casper

История Casper: фирма хотела стать Nike в индустрии сна, но не смогла

VC.RU
Открыть в приложении