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

«Новгороду быть!» «Новгороду быть!»

Почему Нижний Новгород Нижний и Новый

Дилетант
20 привычек, которые помогут «прокачать» себя 20 привычек, которые помогут «прокачать» себя

Какие привычки повысят качество жизни

Psychologies
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Скандал разгорается: стало известно, из чего состоит поддельное мясо тунца в сэндвичах Subway Скандал разгорается: стало известно, из чего состоит поддельное мясо тунца в сэндвичах Subway

Subway обманывала своих клиентов, которые отказывались от мяса?

Популярная механика
Что такое суперизвержение: как один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба Что такое суперизвержение: как один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба

Как одно сверхизвержение вулкана может катастрофически повлиять на климат?

Популярная механика
Вселенная победившего матриархата. Роман Юлии Яковлевой и Карины Добротворской «Мужчина апреля» Вселенная победившего матриархата. Роман Юлии Яковлевой и Карины Добротворской «Мужчина апреля»

Отрывок из «Мужчины апреля» — в мире сбылись все пророчества настоящего

СНОБ
Почему анализировать детство бывает опасно Почему анализировать детство бывает опасно

Когда стоит перестать копаться в прошлом и двигаться дальше

Psychologies
Best of the Best Best of the Best

Вспоминаем лучших из лучших — номинантов на премию GQ Men of the Year

GQ
Влияет ли расстояние от устройства до маршрутизатора Wi-Fi на скорость загрузки Влияет ли расстояние от устройства до маршрутизатора Wi-Fi на скорость загрузки

Почему чем дальше вы отходите от роутера, тем хуже работает интернет

Популярная механика
Как сформулировать запрос к психологу Как сформулировать запрос к психологу

Первый шаг в преодолении трудностей — формулировка психологического запроса

Psychologies
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
Перезагрузка Перезагрузка

Удалось ли вернуть к жизни сериал "Декстер" после восьмилетнего забвения

Esquire
Сэр Энтони Блант, хранитель и агент Сэр Энтони Блант, хранитель и агент

Агент и обладатель рыцарского титула Энтони Блант

Дилетант
Как выбрать зимние шины: 5 важных советов для тех, кто еще не переобулся Как выбрать зимние шины: 5 важных советов для тех, кто еще не переобулся

Когда переобуваться, как подобрать модель шин и нужный размер?

РБК
5 самых знаменитых пляжей из фильмов 5 самых знаменитых пляжей из фильмов

Пока нам остается смотреть на эти райские местечки в кино

Playboy
В переговорах о покупке доли в Natura Siberica появился новый участник В переговорах о покупке доли в Natura Siberica появился новый участник

В переговорах о разделе долей в компании Natura Siberica участвует Павел Грачев

Forbes
Чудеса из ничего. Как живет и работает Астраханский ТЮЗ Чудеса из ничего. Как живет и работает Астраханский ТЮЗ

Детские театры: кто в них работает, что там ставят и чем они удивляют

СНОБ
Похороны вприсядку и еще 10 удивительных церемоний погребения Похороны вприсядку и еще 10 удивительных церемоний погребения

Мы покажем тебе необычные ритуальные церемонии разных времен и народов

Maxim
Людмила Гаврилова. Людмила Гаврилова.

История актрисы Людмилы Гавриловой

Коллекция. Караван историй
Как противостоять газлайтингу? Как противостоять газлайтингу?

Как выявить газлайтера и как не дать сбить себя с толку?

Psychologies
Как Чарльз Мэнсон повлиял на современную культуру: фильмы, сериалы, музыка о лидере смертоносного культа Как Чарльз Мэнсон повлиял на современную культуру: фильмы, сериалы, музыка о лидере смертоносного культа

Как Мэнсон повлиял на то, каким мы видим сегодняшний мир

Maxim
Как эмбрион человека прожил в пробирке 13 дней Как эмбрион человека прожил в пробирке 13 дней

Эмбрион в пробирке впервые прошел in vitro стадию бластоцисты

Популярная механика
10 ядовитых растений, которые могут серьезно навредить 10 ядовитых растений, которые могут серьезно навредить

Самые ядовитые растения планеты — от табака до церберы

Популярная механика
Какие страны начнут третью мировую войну: 6 самых возможных сценариев Какие страны начнут третью мировую войну: 6 самых возможных сценариев

Любой, даже самый незначительный конфликт может перерасти в третью мировую войну

Maxim
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
Кейт Миддлтон показала, как модно носить яркое пальто — учись у герцогини Кейт Миддлтон показала, как модно носить яркое пальто — учись у герцогини

Пальто классического кроя — основа зимнего гардероба Кейт Миддлтон

Cosmopolitan

Дэвид Фостер Уоллес — о творческом методе Достоевского

Esquire
Когда на Руси появились пряники? Когда на Руси появились пряники?

Выпечка, похожая на пряники, появилась на Руси примерно в IX веке

Культура.РФ
Жир Жир

Жиры нужны нашему телу не меньше, чем вода

Maxim
6 способов побороть осенне-зимнюю хандру 6 способов побороть осенне-зимнюю хандру

Как бороться с упадком сил зимой?

Playboy
Открыть в приложении