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

Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
Бить за чизбургер — плохо, бить чизбургером — приемлемо: как учёные обучают искусственный интеллект этическим нормам Бить за чизбургер — плохо, бить чизбургером — приемлемо: как учёные обучают искусственный интеллект этическим нормам

О трудностях обучения роботов

VC.RU
«Очень круто, когда нет человека» «Очень круто, когда нет человека»

Кто в России создает виртуальных инфлюенсеров

Inc.
Трогательные отношения: что делать, если вам не хватает прикосновений партнера Трогательные отношения: что делать, если вам не хватает прикосновений партнера

Почему так важен телесный контакт? Какую роль в отношениях он играет?

Psychologies
Пространство новых материалов Пространство новых материалов

Как один ученый придумал альтернативу таблице Менделеева

Популярная механика
Как выбрать нишу в закупках. Инструкция для начинающих Как выбрать нишу в закупках. Инструкция для начинающих

Почему ошибка при выборе ниши и контрагента в закупках чревата большими убытками

Inc.
Чилийская утка и филиппинский селезень вывели потомство с половым диморфизмом Чилийская утка и филиппинский селезень вывели потомство с половым диморфизмом

Орнитологи описали необычный случай гибридизации двух видов уток

N+1
Российский сериал «Чиновница» удивил нас дважды Российский сериал «Чиновница» удивил нас дважды

Cериал «Чиновница» — триллер о борьбе женщины против русской реальности

Maxim
Везет же некоторым… Везет же некоторым…

Почему нас порой так раздражает чужой успех и бесят счастливые люди

Лиза
Мал, да удал: короткометражки Дэвида Линча и других известных режиссеров Мал, да удал: короткометражки Дэвида Линча и других известных режиссеров

Неизвестные короткометражки знаменитых режиссеров

Cosmopolitan
Непризнанные гении Непризнанные гении

Почему ИТ-компаниям стоит внедрять инклюзию

РБК
В 1951 году власти Дании забрали детей у коренных жителей, чтобы воспитать из них «гренландскую элиту». Дети выросли и требуют компенсации В 1951 году власти Дании забрали детей у коренных жителей, чтобы воспитать из них «гренландскую элиту». Дети выросли и требуют компенсации

Когда нужного количества не набралось детей просто забрали из семей инуитов

Esquire
Простой чек-лист для тех, кто переживает за кибербезопасность Простой чек-лист для тех, кто переживает за кибербезопасность

Не допустим воровства аватаров в метавселенных!

GQ
Квантовая копия личности: будем ли мы вживлять микрочипы в мозг ради бессмертия Квантовая копия личности: будем ли мы вживлять микрочипы в мозг ради бессмертия

Отрывок из книги «Искусственный ты: машинный интеллект и будущее нашего разума»

Forbes
Китайские генетики нашли предков шерпов в долине реки Хуанхэ Китайские генетики нашли предков шерпов в долине реки Хуанхэ

Китайские генетики исследовали геномы 628 шерпов

N+1
«Карандаш в стакане»: пять страшилок, которыми пугают женщин за 40 «Карандаш в стакане»: пять страшилок, которыми пугают женщин за 40

Чем мужчины любят пугать женщин, возраст которых перевалил за 40

Cosmopolitan
8 видов птиц и животных, которым угрожает вымирание из-за кошек 8 видов птиц и животных, которым угрожает вымирание из-за кошек

Домашние кошки уничтожают особей видов, находящихся под угрозой исчезновения

Популярная механика
Раскулачить Маска: кому не дают покоя деньги богатейшего человека мира Раскулачить Маска: кому не дают покоя деньги богатейшего человека мира

Кто предлагает поделить деньги Маска и есть ли они у него?

Forbes
Бетон и искусство Бетон и искусство

Этот лофт в Гонконге легко можно назвать гламурным

SALON-Interior
Оксимирон против Гнойного: весь баттл в 20 цитатах Оксимирон против Гнойного: весь баттл в 20 цитатах

Самые броские цитаты из рэп-поединка Оксимирона и Славы КПСС

Esquire
Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать

Кому и когда пора проверять сердце

РБК
Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике

Что мы упускаем в «законах робототехники» Айзека Азимова?

Популярная механика
8 мужских поступков, от которых девушек передергивает 8 мужских поступков, от которых девушек передергивает

Эти твои милые и галантные поступки могут казаться твоей девушке извращенными

Maxim
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
Как происходит процедура опознания. Отрывок из книги судмедэксперта Как происходит процедура опознания. Отрывок из книги судмедэксперта

Фрагмент из книги судмедэксперт Мэри Кэссиди «Место преступления – тело»

СНОБ
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
Зелёный свет Зелёный свет

Как «Светофор» положил начало гонке дискаунтеров

РБК
Урок черчения Урок черчения

Хочешь научиться скульптурировать лицо с помощью косметики?

Лиза
Доисторические птицы: раньше, чем археоптерикс Доисторические птицы: раньше, чем археоптерикс

Место археоптерикса в истории все чаще подвергается сомнению

Популярная механика
16 самых депрессивных фильмов на любой вкус 16 самых депрессивных фильмов на любой вкус

Эти фильмы помогут понять: твоя жизнь еще не достигла дна

Maxim
Открыть в приложении