Среднее ухо человека, в котором находятся три крошечные вибрирующие косточки, играет ключевую роль в передаче звуковых колебаний во внутреннее ухо, где они превращаются в нервные импульсы, позволяющие нам слышать.
Эмбриональные и ископаемые свидетельства доказывают, что среднее ухо человека произошло от дыхальца рыб. Однако происхождение дыхальца позвоночных долгое время оставалось неразгаданной загадкой эволюции позвоночных.
Некоторые исследователи 20-го века, полагая, что у ранних позвоночных должна быть полная дыхальцевая жабра, искали ее между нижнечелюстной и подъязычной дугами ранних позвоночных. Однако, несмотря на обширные исследования, продолжавшиеся более века, в окаменелостях позвоночных ничего не было обнаружено.
Однако теперь ученые из Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных (IVPP) Китайской академии наук и их сотрудники нашли ключи к разгадке этой тайны в окаменелостях панцирных галеаспидов в Китае.
Их результаты были опубликованы в Frontiers in Ecology and Evolution 19 мая.
По словам профессора Гая Чжикуна из IVPP, первого автора исследования, за последние 20 лет исследователи из института последовательно обнаружили трехмерную окаменелость мозговой оболочки Шую возрастом 438 миллионов лет и первую окаменелость галеаспид возрастом 419 миллионов лет. полностью сохранились жаберные лепестки в первой жаберной камере. Окаменелости были найдены в Чансине, провинция Чжэцзян, и Цюйцзине, провинция Юньнань, соответственно.
«Эти окаменелости предоставили первые анатомические и ископаемые доказательства того, что дыхальца позвоночных происходят из жабр рыб », — сказал Гай.
Впоследствии было реконструировано семь виртуальных эндокастов черепной коробки Шую. Почти все детали черепной анатомии Сую были обнаружены в его черепе размером с ноготь, включая пять отделов мозга, органы чувств и проходы черепных нервов и кровеносных сосудов в черепе.
«Многие важные структуры человека восходят к нашим предкам-рыбам, например, наши зубы, челюсти, средние уши и т. д. Основная задача палеонтологов — найти важные недостающие звенья в эволюционной цепи от рыб до человека». считается недостающим звеном, столь же важным, как археоптерикс, ихтиостега и тиктаалик», — сказал Чжу Минь, академик Китайской академии наук.
Дыхальце — это небольшое отверстие за каждым глазом, которое у некоторых рыб открывается в рот. У акул и всех скатов дыхальца отвечают за всасывание воды в щечное пространство перед ее выбросом через жабры. Дыхальце часто расположено ближе к верхней части животного, что позволяет дышать, даже когда животное в основном погребено под осадком.
У Polypterus, самой примитивной из ныне живущих костистых рыб , дыхальца используются для дыхания воздухом. Однако дыхальца рыб в конечном итоге были заменены у большинства видов, не являющихся рыбами, поскольку они эволюционировали, чтобы дышать через нос и рот. У ранних четвероногих дыхальца, по-видимому, сначала развились в слуховую выемку. Как и дыхальцо, оно использовалось для дыхания и не могло воспринимать звук. Позже дыхальца превратились в ухо современных четвероногих, в конечном итоге став слуховым каналом, используемым для передачи звука в мозг через крошечные косточки внутреннего уха. Эта функция сохранилась на протяжении всей эволюции человека.
«Наша находка связывает всю историю дыхальцевой щели, объединяя недавние открытия от жаберных мешочков ископаемых бесчелюстных позвоночных через дыхальца самых ранних челюстных позвоночных до средних ушей первых четвероногих, что рассказывает эту необычную эволюционную историю. — сказал профессор Пер Э. Альберг из Упсальского университета и академик Шведской королевской академии наук.
