Слоны, летучие мыши, кролики и другие млекопитающие имеют исключительное слух, и их внешние уши могут быть ключевой причиной, почему.
У млекопитающих есть исключительное слух. Используя эхолокацию, летучие мыши могут обнаружить крошечных насекомых, летящих в черной темноте. Слоны могут распознать звонки своих спутников примерно в миле. И кролики могут обнаружить звуки хищников, прежде чем они когда -нибудь станут достаточно близко, чтобы наброситься.
Физически эти животные очень разные. Но все они разделяют одну полезную анатомическую особенность: внешние уши.
Ученые давно задавались вопросом об эволюционном происхождении внешних ушей, которые уникальны для млекопитающих. Теперь два новых исследования разворачивают некоторые загадки, окружающие мягкие, мясистые структуры, торчащие из наших голов.
В одной статье, опубликованной в начале января в журнале НаукаИсследователи сообщают о обнаружении нового типа хряща, который может помочь объяснить, почему млекопитающие являются такими увлеченными слушателями.
Они случайно наткнулись на новый хрящ, готовясь посмотреть на ткань ушей мыши под микроскопом. После использования химических веществ для высушивания ушной ткани они заметили, что она отличалась от других типов хряща. Его клетки были заполнены липидами, типом нерастворимого соединения, которое обычно обнаруживается в жировой ткани, а не в соединительном хряще. Исследователи назвали новую ткань «липокартиляж».
Дальнейший анализ показал, что клетки липокартиляжа были одинаково размер и плотно упакованы вместе, сродни пузырчатой обертке или блокируя кирпичи LEGO. И хотя клетки давали тканевую структурную стабильность, липокартил также был более гибким, чем другие типы хряща.
Когда ученые пошли искать липокартиляж у других существ, они обнаружили его в ушах других млекопитающих, включая людей, противоположниц и летучих мышей; Они также нашли это в носах, грудине и гортани мышей. Но они не нашли новую ткань у птиц, амфибий и рептилий, групп животных, у которых нет внешних ушей. Это предполагает, что липокартиляж «возможно, способствовал исключительному слушанию млекопитающих», — говорит Маркета Каука, биолог по развитию в Институте эволюционной биологии Макса Планка, который не был связан с документом, в НаукаМитч Лесли.
Другая статья, опубликованная в журнале Природа В начале января предполагает, что гены, ответственные за внешние уши млекопитающих, могли возникнуть из тех, кто производит рыбные жабра. Он основан на предыдущих исследованиях, в котором предполагается, что кости древней рыбы превратились в три кости внутренних ушей, которые у млекопитающих сегодня.
Этот вывод предлагает важное новое понимание эволюционных оснований внешних ушей, которые, как правило, трудно изучать, потому что хрящ распадается с течением времени и не оказывает, как кость.
«Когда мы начали проект, эволюционное происхождение внешнего уха было полным черным ящиком»,-говорит Гейдж Крамп, соавтор Природа Исследование и биолог по развитию в Университете Южной Калифорнии, в своем заявлении.
Но благодаря своей работе ученые обнаружили сходные паттерны активности генов и последовательности ДНК в ткани же рыбок данио и ушной хрящ людей.
Сами жабры — которые рыба использует, чтобы дышать под водой — не буквально превращались во внешние уши. Но, скорее, когда древняя рыба превратилась в позвоночных, которые могли жить на суше, им не нужно было строить свои внешние уши с нуля. Вместо этого они смогли перепрофилировать существующие генетические программы, ответственные за создание жабр, по словам исследователей.
«Это одно из поражений жизни и эволюции», — рассказывает Эбигейл Такер, которая изучает биологию развития в Королевском колледже Лондона и не участвовала в исследовании. Scientific AmericanВивиан Каллиер. «Регулирующая сеть все еще была там и, следовательно, могла быть с температурой и использована снова, на этот раз для создания внешней структуры уха, а не жабры».
Команда даже показала, что тот же генетический механизм строит жабры подковообразных крабов, беспозвоночных, которые изменились за последние 400 миллионов лет. Когда первая рыба развивалась, они могли бы перепрофилировать гены, образующие жабер, от этих древних существ.
Бенди -хрящ во внешних ушах млекопитающих сегодня, тогда может быть «последним остатком хряща беспозвоночных», Крамп добавляет к Scientific AmericanПолем
