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為什麼我們有耳垂?它們在演化上毫無意義……

2024-11-20 07:38:10

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每當你聽音樂或者和朋友聊八卦的時候,都有一個複雜的系統在後臺默默支援——你的耳朵,它簡直是生物界的奇蹟。

這種複雜性是數百萬年來為使聽力更好而受到的激烈選擇壓力的結果。可能除了其中的一部分:耳垂。

01

我們耳朵的故事

耳朵透過突出於頭部的軟骨結構捕捉來自外界的聲音,透過耳道將聲音輸送到鼓膜(又稱“耳膜”),然後再輸送到一系列微小的聽小骨和稱為“耳蝸”的“蝸形迷宮”,它們將神經脈衝一直傳輸到大腦。

哺乳動物的耳朵特別複雜,有三塊聽小骨,而爬行動物和鳥類往往只有一塊(魚的耳內也有3對稱作“耳石”的小骨,負責傳遞聲音、感知平衡。有的甚至還會變身寶石,戳吃魚吃出小石子你先別扔!有的可以當寶石可回顧)。而且,我們有大型的外耳結構(耳廓),這是其他脊椎動物所缺少的。

哺乳動物演化出兩塊中耳骨以及支撐鼓膜的骨頭,有了這些特殊的傳導聲音的骨骼和我們獨特的、超長的、盤繞的耳蝸,哺乳動物能夠聽到比其他大多數脊椎動物更廣的頻率範圍。

我們的外耳——明顯的軟骨加上皮膚——也是哺乳動物所獨有的,發揮著額外的作用,它可以放大聲音,使我們能夠確定聲音的位置。

不同物種有“特製”的耳朵來捕捉不同型別的聲音。例如,Kangaroo Rats有特別大的中耳,這使它們能夠以自己的體型探測到特別低頻的聲音,從而躲避響尾蛇等捕食者。

△ 此“袋鼠”(Kangaroo Rats)非彼“袋鼠”(來源:lccgproject.org)

人類的耳朵和黑猩猩的耳朵相似,但是微小的差異使得黑猩猩的聽覺系統對高頻和低頻的接收效果最好,然而人類的聽力對中頻——大約1000-4000赫茲之間的頻率最為敏感。

由於趨同進化,棲息地相似的動物往往有相似的耳朵,即使它們之間的親緣關係比較遠。

我們的耳廓形狀也有其特殊的演化目的,耳廓上的突起和凹陷能更精確地過濾和定位聲音。蝙蝠和眼鏡猴等夜間捕獵者的外耳特別凹凸不平,這使它們能夠在黑暗中捕捉昆蟲。

△ 左滑可檢視:蝙蝠凹凸不平的外耳廓(來源:lthesprucepets)

02

演化的例外:耳垂

而耳垂這種柔軟的、非軟骨組織的結構出現相對較晚——它們只真正出現在人類、黑猩猩和大猩猩身上。至今為止,生物學家還沒有找到耳垂的任何明確用途。

有一種猜測是耳朵裡有很多血管,因此從理論上講,耳垂有可能在溫度調節方面發揮作用,就像大象的巨大耳朵幫助它們保持涼爽一樣。另外,一些科學家曾提出耳垂是促進交配的性感帶,但幾乎沒有直接證據表明這種性選擇塑造了我們的耳朵。

與耳朵的其他大部分部位不同,耳垂在人與人之間的差異很大。我們的耳垂有不同的形狀和型別,這是由遺傳決定的。這種變異程度表明,與耳小骨等部位相比,耳垂在適應特定形狀和目的方面所承受選擇壓力要小得多。

相反,我們的耳垂可能只是演化並非完美設計過程的證據。“並非演化出的每個特徵都是適應性的。”演化出現的特徵受到物理和生物方面的限制。隨機性是透過“遺傳漂變”產生的——在偶然的情況下,一組特定的性狀在一個群體中佔優勢。

這還可以由進化 “拱肩”或"裝飾"(spandrels)來解釋,這是由著名古生物學家斯蒂芬-傑-古爾德(Stephen Jay Gould)提出的術語,指的是大教堂拱門和天花板之間的三角形空間。這些三角形並不一定是計劃中有意為之的部分,而是拱門的副產品。

同樣,我們身體的某些部分也可能是其他部分的意外副產品。也許耳垂的形成是因為我們耳朵其他部位的軟骨發生了移位,使我們的聽覺敏銳度達到了最大化,卻無意中留下了一點無用的肉糰子。

△ 沒有耳垂,怎麼戴耳環呢?

我們的耳朵裡還有哺乳動物祖先留下的殘餘肌肉,有人可以像貓一樣轉動耳廓。

除了耳垂,其實還有其他無用之謎也依然存在。比如下巴,它的出現是因為適應性、副產品、意外還是性選擇呢?

來源:popsci | 撰文:Lauren Leffer | 翻譯:西西

部分圖片:圖蟲創意 | 微信編輯:未末

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