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
Степные коньки сменили места зимовок в тропической Азии на Средиземноморье Степные коньки сменили места зимовок в тропической Азии на Средиземноморье

Мелкие певчие птицы с равнин Сибири нашли новое место для зимовки

N+1
Как сервисы доставки еды влияют на наше здоровье Как сервисы доставки еды влияют на наше здоровье

Сервисы доставок не такие милые помощники, как может показаться

Популярная механика
Почему все ненавидят Скорпионов? 5 веских причин Почему все ненавидят Скорпионов? 5 веских причин

Самый мистический и пугающий всех знак зодиака — Скорпион

VOICE
Обитатели ледяных лун Обитатели ледяных лун

В каких уголках солнечной системы может скрываться внеземная жизнь?

Вокруг света
Загробная жизнь: что люди видят после смерти Загробная жизнь: что люди видят после смерти

Истории тех, кто пережил клиническую смерть и вернулся к жизни

Cosmopolitan
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
6 известных пирамид, кроме египетских 6 известных пирамид, кроме египетских

Пирамиды есть даже в России, правда, без фараонов внутри

Maxim
мРНК-вакцина предотвратит заражение клещевыми инфекциями мРНК-вакцина предотвратит заражение клещевыми инфекциями

мРНК-вакцина поможет избежать болезней, которые переносят клещи

N+1
Протеиновые коктейли: научные факты «за» и «против» Протеиновые коктейли: научные факты «за» и «против»

Протеиновые коктейли в целом безвредны, но нужны далеко не каждому

РБК
Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва

Инфразвук проще засечь из стратосферы, чем с поверхности Земли

N+1
Почему Царь-пушка – вовсе не пушка: что на самом деле стоит в Кремле Почему Царь-пушка – вовсе не пушка: что на самом деле стоит в Кремле

История Царь-пушки не заканчивается на анекдотах. Оказывается, это даже не пушка

ТехИнсайдер
Главное терпение: как проходят самые долгие эксперименты в истории Главное терпение: как проходят самые долгие эксперименты в истории

Опыт с капающей смолой продолжается уже почти столетие

Популярная механика
Витаминная защита Витаминная защита

За что отвечает витамин D в организме ребенка?

Здоровье
Ученые обнаружили самую тусклую сверхновую типа Iax Ученые обнаружили самую тусклую сверхновую типа Iax

Чем уникальны сверхновые типа Iax?

N+1
Собственными руками: как Карл-Фридрих Шойфеле изменил судьбу мануфактуру Chopard Собственными руками: как Карл-Фридрих Шойфеле изменил судьбу мануфактуру Chopard

Как Карл-Фридрих Шойфеле решился самостоятельно создавать часовые калибры

Forbes
Включили цвет Включили цвет

Жители этих районов в разных уголках мира не знают, что такое серые будни

Лиза
«Пока однажды я не поймала плечом пулю». Отрывок из книги белорусской писательницы Юли Артемовой «Пока однажды я не поймала плечом пулю». Отрывок из книги белорусской писательницы Юли Артемовой

Отрывок из книги Юлии Артемовой «Я и есть революция» — о любви и взрослении

СНОБ
От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин

Виды чая, которые стоит включить в свою жизнь, чтобы быть здоровым

Playboy
TikTok, рэп-баттлы и свобода слова. Как супружеская пара учителей из Тулы меняет отношение детей к школе TikTok, рэп-баттлы и свобода слова. Как супружеская пара учителей из Тулы меняет отношение детей к школе

Учителя — о том, как найти общий язык с учениками и чем заинтересовать детей

СНОБ
Чем хороши новые Genesis G70 и GV70 Чем хороши новые Genesis G70 и GV70

Оцениваем возможности новых автомобилей корейской марки Genesis

Esquire
«Разбогатеть нам мешают внутренние демоны» «Разбогатеть нам мешают внутренние демоны»

Говорим с коучем о новой валюте – энергии

Psychologies
Тили-тили тесто: выпечка по рецептам шеф-повара Александра Семыкина Тили-тили тесто: выпечка по рецептам шеф-повара Александра Семыкина

Выпечка по рецептам шефа ресторана «Пирог мясника» покорит любого

Cosmopolitan
Волшебный топ: 7 отличных фильмов про магию и колдовство Волшебный топ: 7 отличных фильмов про магию и колдовство

Многим хочется верить в сказки, поэтому мы собрали для вас 7 колдовских фильмов

Cosmopolitan
Личинки данио-рерио успели починить ДНК в нейронах за шесть часов сна Личинки данио-рерио успели починить ДНК в нейронах за шесть часов сна

Эффективность репарации ДНК в нейронах данио-рерио зависела от количества сна

N+1
«Никто не может нас обидеть, кроме нас самих»: почему это неправда? «Никто не может нас обидеть, кроме нас самих»: почему это неправда?

Нельзя заставить кого-то обидеться без его согласия?

Psychologies
Мужчина подменил злую кошку на добрую, и жена этого не заметила Мужчина подменил злую кошку на добрую, и жена этого не заметила

Герой истории нашел необычный способ ужиться с неприятным животным своей девушки

Psychologies
Римскую виллу в Хорватии перестроили для защиты от остготов Римскую виллу в Хорватии перестроили для защиты от остготов

Археологи обнаружили остатки деревянной постройки эпохи переселения народов

N+1
Зачем дети по всей Мексике принесли в школы скелеты? Зачем дети по всей Мексике принесли в школы скелеты?

2 ноября в Мексике отмечают особый праздник — День мертвых

Psychologies
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