人类的中耳曾经是鱼类的鳃1.4万年前的古人类“蒙自人”到底长啥样古人驯化野羊初衷或是“存储活羊过冬”
第13版:科技生活·探索
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人类的中耳曾经是鱼类的鳃
1.4万年前的古人类“蒙自人”到底长啥样
古人驯化野羊初衷或是“存储活羊过冬”
     
 
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2022 年 09 月 15 日 星期 放大 缩小 默认  
神奇的进化史
人类的中耳曾经是鱼类的鳃

  生命起源于海洋已经成为科学界的普遍认知。然而从鱼类到人类这中间的进化历程却众说纷纭。人的中耳是让人类得以拥有灵敏听觉的重要器官。它和鱼类用来呼吸的鳃有何关系?中科院古脊椎动物与古人类研究所的一项最新研究表明,人类的中耳由鱼鳃演化而来,并解释了人类耳朵和口腔是如何形成连贯相通的。  

  鱼类在眼睛之后、颌弓和舌弓之间,有一个位于背面的孔,这是鱼类的重要呼吸器官——喷水孔。喷水孔实际上是鱼类呼吸的进水孔,它与鱼类的鳃有着很大的不同,它只含有假鳃,不能进行氧气交换。那鱼类的喷水孔又是从何而来?这个问题困扰学界长达百年。

  如何发现古老的化石是一件相对困难的工作,而从古老的化石中解读出有用的信息则更是一件难上加难的工作。这些信息的取得不仅需要深入的专业知识,更离不开现代高精尖仪器的支持。研究人员在我国浙江、云南等地开展了长达数年的野外挖掘和研究工作,终于获得了珍贵的远古鱼类化石。

  通过对这些化石的分析,发现盔甲鱼类的鳃间脊是其鳃弓的背侧部分,进一步与脑颅的融合形成了具有防护作用的头甲,这与鱼鳖通过肋骨扩大形成的龟甲较为类似。并且,解剖学、拓扑学、形态学等多个方面分析表明盔甲鱼的舌颌囊是一个退化的鳃囊,但其是否具有正常的呼吸功能仍然需要在化石中找到其鳃丝存在的证据。

  为了填补这缺失的一环,找到鳃丝存在的确凿化石证据,研究人员在云南曲靖又展开了数年的野外研究。终于采集到了在第一鳃囊中完整保存鳃丝印痕的盔甲鱼的化石,进一步证明了盔甲鱼的第一鳃囊是具有正常呼吸功能的鳃,而非退化的喷水孔,从而为脊椎动物喷水孔的起源提供了最为确切的解剖证据和化石证据。

  喷水孔在现代软骨鱼中主要作用是通过呼吸获得氧气。然而在进化的历程中,喷水孔在99%以上的硬骨鱼中已经退化消失。基于此,研究人员绘制了完整的喷水孔从鱼类到陆地动物的进化历程。

  这次研究有力证明了喷水孔在史前早期硬骨鱼中曾广泛存在,并可以用来呼吸,这很可能为鱼类离开水域进入陆地提供了先决条件。而此后,内鼻孔的出现更是打通了鼻腔与空腔,使得鼻腔成为新的呼吸器官,并为肺发育成为呼吸器官奠定了基础。而在此过程中,曾经的喷水孔也被利用逐步发育为我们的中耳腔(鼓膜室),曾经鱼类的舌颌骨及其关节的方骨和关节骨也逐渐退化变小,最终进入到我们的中耳,演化为我们中耳的三块听小骨,并被重新命名为镫骨、锤骨和砧骨,负责将声音传递给大脑,从此我们人类拥有了灵敏的听觉。

  所以,如果不是这些史前鱼类通过喷水孔呼吸空气的大胆试验,我们可能不会演化出如此敏锐的听觉。如果捏上鼻子,闭上嘴鼓气,会感到耳朵的鼓膜很胀,这说明我们的耳朵和口腔依然是相通的,而连通它们的咽鼓管,正是中耳的结构之一,它曾是鱼类吸入水流的主要通道。

  大自然的鬼斧神工最终使得鱼类用以呼吸的喷水孔成为我们倾听世界的中耳。如今,我们仍然可以从连通的耳朵和口腔中感受到来自进化的力量和美妙。

  (本报综合)

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