Человеческое среднее ухо, в котором расположены три крошечные вибрирующие косточки, является ключом к передаче звуковых колебаний во внутреннее ухо, где они становятся нервными импульсами, которые позволяют нам слышать.

Эмбриональные и ископаемые свидетельства доказывают, что среднее ухо человека развилось из дыхальца рыб. Однако происхождение дыхальца позвоночных долгое время оставалось неразгаданной загадкой эволюции позвоночных.

Некоторые исследователи 20-го века, полагая, что ранние позвоночные должны обладать полной дыхательной жаброй, искали ее между нижней челюстью и подъязычной дугой ранних позвоночных. Однако, несмотря на обширные исследования, длившиеся более ста лет, ни в одном из окаменелостей позвоночных обнаружено не было.

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 журнале Frontiers in Ecology and Evolution 19 мая.

По словам проф. Гай Жикун из IVPP, первый автор исследования, исследователи из института последовательно обнаружили за последние 20 лет окаменелость Shuyu 3D braincase возрастом 438 миллионов лет и первое ископаемое галеаспида возрастом 419 миллионов лет, полностью сохранившееся с жаберными нитями в первой жаберной камере. Окаменелости были найдены в Чансине, провинция Чжэцзян, и Цюцзине, провинция Юньнань, соответственно.

"Эти окаменелости предоставили первые анатомические и ископаемые свидетельства существования дыхальца позвоночных, происходящего из рыбьих жабр", - сказал Гай.

Впоследствии было реконструировано в общей сложности семь виртуальных эндокастов головного мозга Шую. Почти все детали черепной анатомии Шую были обнаружены в его черепе размером с ноготь, включая пять отделов мозга, органы чувств, а также проходы черепных нервов и кровеносных сосудов в черепе.

"Многие важные структуры человеческих существ можно проследить до наших рыбьих предков, таких как наши зубы, челюсти, средние уши и т.д. Главная задача палеонтологов - найти важные недостающие звенья в эволюционной цепочке от рыб до человека. Шую рассматривали как ключевое недостающее звено, столь же важное, как археоптерикс, Ихтиостега и Тиктаалик", - сказал Чжу Мин, академик Китайской академии наук.

Дыхало - это небольшое отверстие за каждым глазом, которое у некоторых рыб открывается в рот. У акул и всех скатов дыхальце отвечает за поступление воды в щечное пространство, прежде чем она будет вытеснена из жабр. Дыхальце часто расположено ближе к верхней части животного, что позволяет дышать, даже когда животное в основном погребено под осадком.

У полиптерусов, самых примитивных живых костистых рыб, дыхальца используются для дыхания воздухом. Однако дыхальца рыб в конечном итоге были заменены у большинства видов, не относящихся к рыбе, поскольку они эволюционировали, чтобы дышать через нос и рот. У ранних четвероногих дыхальце, по-видимому, сначала развилось в отическую выемку. Как и дыхальце, оно использовалось для дыхания и было неспособно воспринимать звук. Позже дыхальце эволюционировало в ухо современных четвероногих, со временем превратившись в слуховой канал, используемый для передачи звука в мозг через крошечные внутренние ушные косточки. Эта функция сохранилась за человеком на протяжении всей эволюции.

"Наша находка соединяет всю историю дыхательной щели, объединяя недавние открытия от жаберных мешочков ископаемых бесчелюстных позвоночных, через дыхальца самых ранних челюстных позвоночных до средних ушей первых четвероногих, что рассказывает эту экстраординарную эволюционную историю", - сказал профессор. Пер Э. Ольберг из Уппсальского университета и академик Шведской королевской академии наук.

ИСТОЧНИК