卡東
1.2億年前,中國東北部有著一系列的湖泊和時而噴發(fā)的火山,在那里,生活著一種只有7~22厘米左右大小的小型哺乳動物。它死后,變成了化石,穿越億年時光,于2003年被人類發(fā)現(xiàn)。然而,由于它太小了,科學家們無法將它完好無損地提取出來,直到十多年后,有了高分辨率的CT掃描(計算機斷層掃描),科學家們在它的幫助下,才可以在不把化石提取出來的情況下更加仔細地研究它。
通過研究,科學家們驚訝地發(fā)現(xiàn),最早的陸地哺乳動物原來是沒有耳朵的,今天它們普遍擁有的耳朵是后來進化得來的。這是怎么一回事?
首先,這里有個或許不太引人注意的簡單事實:似乎只有陸地的哺乳動物長“耳朵”,就連長期生活在地下,主要靠骨頭“聽”聲音的鼴鼠也有兩只可愛的小耳朵。而爬行動物和鳥類等動物的耳朵就像是“內(nèi)嵌的”,只開兩個小洞,再深入一點就是它們的聽覺器官,海洋哺乳動物也是如此。
而且,陸地哺乳動物(為了方便,下面將統(tǒng)稱為“哺乳動物”)的聽力遠比其它種類動物的要好。目前發(fā)現(xiàn)哺乳動物都能聽到至少2萬赫茲的聲音(哺乳動物當中,人類和大象的聽力最差),蝙蝠甚至能聽到10萬赫茲以上的聲音。而爬行動物和鳥類的聽力范圍一般在100到5000赫茲之間,其聽力甚至趕不上人類。
為什么哺乳動物的聽力要好這么多?
哺乳動物的耳朵結(jié)構(gòu)都類似,都有外耳、耳道、鼓膜和三塊聽小骨(砧骨、錘骨和鐙骨)。正因為哺乳動物比爬行動物和鳥類等其它動物多了三塊聽小骨,聽力才會那么好:聲音先由外耳匯集,然后傳入耳道直達鼓膜,引起鼓膜振動然后帶動三塊聽小骨振動,然后使它們聽到。如果這三塊聽小骨受到了損傷,哺乳動物的聽力就會下降,嚴重的話則會失聰。
而其他動物則沒有那三塊聽小骨。對于爬行和兩棲動物而言,聲音直接通過它們的鼓膜,依次進入中耳、內(nèi)耳和耳蝸,隨后它們聽到聲音。鳥類通過一些羽毛,對聲音聚焦,聲音依次經(jīng)過外耳道、中耳、內(nèi)耳和耳蝸,然后被聽到。
這樣看來,哺乳動物聽力好的關(guān)鍵就是這三塊聽小骨了。關(guān)于這三塊聽小骨的起源,科學家們通過觀察人類和其他哺乳動物的胚胎成長,發(fā)現(xiàn)砧骨和錘骨這兩塊聽小骨剛開始的時候是跟下頜骨連在一起的。于是科學家們提出這樣一個假設(shè):哺乳動物如今的耳朵是進化出來的。只是苦于沒有其他證據(jù),所以這個假設(shè)當初沒能被證實。
直到那種小型動物化石被仔細研究,然后科學家發(fā)現(xiàn)它的砧骨和錘骨雖然與下頜骨很接近,但它們兩已經(jīng)完全與下頜骨分離了,科學家們才逐漸肯定,哺乳動物們的耳朵不是“天生”就有的。
至于為什么那兩塊聽小骨會分化出來,科學家們還沒有一致的結(jié)論。但已經(jīng)有了一個猜測,那就是咀嚼推動了那兩塊聽小骨的分化。實際上,咀嚼是哺乳動物特有的功能。咀嚼需要有一個靈活的下巴:可以上下移動,也可以左右移動。
但是原來的砧骨和錘骨是與下頜骨連接在一起的,這使得下巴只能上下咬,不能左右磨。為了解放下巴,砧骨和錘骨就分離了出來,然后隨著時間的推移,逐漸發(fā)展成如今的聽小骨。聽力也因此獲得了分化和解放,耳朵也出現(xiàn)了,然后越來越發(fā)達,隨后演變成如今這樣子。