动物耳朵的特殊作用(我们的耳朵可能是个残留物”)


动物耳朵的特殊作用(我们的耳朵可能是个残留物”)

狗的耳朵用来表达情绪,蝙蝠的耳朵用于捕食,大象的耳朵则用来扇风。尽管脊椎动物的耳朵功能多样,但研究发现,只有哺乳动物才拥有独特且复杂的外耳结构。

最近的两项研究揭示了外耳的构成及其惊人的进化细节。其中,一项研究成果发表在《科学》杂志上,科学家发现了哺乳动物外耳的一种新型软骨。这种软骨富含脂质,具有更高的柔韧性和独特的结构。另一项研究则发表在《自然》杂志,从进化角度分析了哺乳动物外耳的遗传控制回路,发现其可能源自与鱼鳃类似的回路。

这一新型软骨的发现是偶然的。加州大学欧文分校的干细胞生物学家Maksim Plikus和他的同事在观察小鼠耳朵时,发现了一种不同于传统软骨的,它充满了脂质细胞,就像气泡膜一样。这一发现挑战了传统观点,即软骨含有很少的脂质。Plikus表示,这是一种全新的软骨类型。

除了小鼠,研究人员还在其他哺乳动物,如负鼠、蝙蝠和人类的耳朵中检测到了这种富含脂质的软骨。而在没有外耳的两栖类、爬行类和鸟类中,则没有发现这种软骨。这种新型软骨具有独特的物理特性,比脂肪更硬,但比膝盖和肋骨中的普通软骨更柔软。当研究人员提取其中的脂质后,这种软骨变得更硬、更有弹性,更接近普通软骨的特性。

关于哺乳动物外耳的起源一直是个谜。南加利福尼亚大学的发育生物学家J. Gage Crump及其同事发现,鱼鳃软骨和哺乳动物外耳软骨在胚胎发育过程中有着紧密的联系。他们发现斑马鱼的鳃软骨和人类耳软骨之间存在相似的基因活性模式。这表明人类耳软骨与斑马鱼鳃共享了一些关键的DNA序列。

研究人员进一步发现,这些共享的基因序列能够激活特定的基因。他们通过替换DNA序列进行实验验证,发现人类的某些DNA序列能够在斑马鱼中激活基因,反之亦然。这表明哺乳动物在构建耳朵时可能利用了与鱼类构建鳃相同的基因控制回路。

这一发现不仅揭示了脊椎动物进化的奥秘,也为未来的医学研究提供了新的思路。研究人员表示,这一发现可能有助于创建受损的替代品。古生物学家Bhart Anjan Bhullar表示,如果能进一步证实鱼鳃和哺乳动物耳朵中的软骨是在无脊椎动物中产生的,将彻底改变我们对动物进化的理解。相关研究成果发表在《科学》和《自然》杂志上。


动物耳朵的特殊作用(我们的耳朵可能是个残留物”)