Исследователи раскрыли, как развивался слух
Легочные рыбы и саламандры могут слышать, несмотря на отсутствие наружного уха или барабанной полости среднего уха. Эти ранние наземные позвоночные, вероятно, также обладали способностью слышать 300 миллионов лет назад, как показало новое исследование датских учёных.
Уши легочных рыб и саламандр являются хорошими моделями для разных стадий развития уха у этих ранних наземных позвоночных. Два новых исследования, опубликованных в авторитетных журналах Proceedings of the Royal Society B и The Journal of Experimental Biology, показывают, что легочные рыбы и саламандры способны слышать, не имея наружного уха или барабанной полости среднего уха. Таким образом, исследование указывает, что ранние наземные позвоночные также могли слышать до развития барабанного среднего уха. Результаты дают больше знаний о развитии слуха 250–350 миллионов лет назад.
Физические свойства воздуха и тканей сильно различаются, что означает, что в теории до 99.9% звуковой энергии отражается, когда звуковые волны достигают животных через воздух. У людей и многих других наземных позвоночных ухо можно разделить на три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Среднее ухо с барабанной перепонкой улучшает передачу звуковой энергии от окружающей среды к сенсорным клеткам внутреннего уха до 1000 раз. Однако палеонтологические данные указывают, что барабанное среднее ухо, скорее всего, развилось в триасовом периоде, примерно через 100 миллионов лет после перехода позвоночных из водной среды в наземную в раннем карбоне. Теоретически, позвоночные могли быть глухими первые 100 миллионов лет на суше.
Изучить слух ранних наземных позвоночных, давно вымерших, невозможно. Но, изучая слух современных позвоночных со схожим строением уха, можно узнать о слухе их ранних предков. Команда датских исследователей из Орхусского университета, Университетской больницы Орхуса и Университета Южной Дании изучила слух легочных рыб и саламандр, чье строение уха сопоставимо с разными типами ранних наземных позвоночных.
Исследователи изучили слух, измеряя сигналы слухового нерва и нейронные сигналы в стволе мозга в зависимости от звуковой стимуляции на разных частотах и уровнях. Неожиданно измерения показали, что не только наземные взрослые саламандры, но и полностью водные личинки саламандр — и даже легочные рыбы, совершенно не приспособленные к воздушному слуху — способны обнаруживать звук в воздухе, несмотря на отсутствие барабанного среднего уха. Изучив чувство вибрации животных, исследователи смогли доказать, что и легочные рыбы, и саламандры обнаруживают звук, ощущая вибрации, вызванные звуковыми волнами.
Результаты показывают, что даже позвоночные без наружного и среднего уха способны обнаруживать звук в воздухе. Это означает, что адаптация к воздушному слуху после перехода от водного к наземному образу жизни в раннем карбоне, вероятно, была постепенным процессом, и ранние наземные позвоночные без барабанных средних ушей не были глухи к воздушному звуку в течение первых 100 миллионов лет на суше. Помимо расширения знаний о слухе в целом, результаты могут в будущем вдохновить на разработку клинических методов лечения потери слуха.