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光明日報(bào)北京6月1日電（記者齊芳）人類中耳是人類擁有靈敏聽覺的秘訣所在，而魚類位于眼睛后部的噴水孔則是重要的呼吸器官，但其實(shí)二者有密切的演化聯(lián)系——已經(jīng)有充分的證據(jù)證明人類的中耳是從魚類的噴水孔演化而來，但魚類的噴水孔又是怎么出現(xiàn)的呢？

這個(gè)困擾科學(xué)家的百年謎題如今有了答案——日前，以中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所蓋志琨研究員為主的國際聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)期刊《生態(tài)和演化前沿》上發(fā)表了有關(guān)脊椎動(dòng)物噴水孔起源的最新研究成果，首次揭示人類的中耳曾經(jīng)是魚類用來呼吸的鰓。

蓋志琨介紹，從2002年起，研究團(tuán)隊(duì)就在浙江長興志留紀(jì)地層中開展野外工作，并在這里找到了一種最為原始的真盔甲魚化石，并命名為曙魚（Shuyu）?！斑@些曙魚化石都是具有三維立體軟骨腦顱保存的珍貴標(biāo)本，而且個(gè)頭都非常小，只有我們的指甲蓋那么大。我們對其進(jìn)行三維無損掃描，并進(jìn)行三維虛擬復(fù)原，前后歷時(shí)5年總共完成了七件曙魚腦顱化石的三維重建，幾乎重現(xiàn)了曙魚所有腦區(qū)、感覺器官及頭部神經(jīng)與血管的通道?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)對曙魚腦顱三維虛擬模型進(jìn)行了深入研究，并結(jié)合此后在云南曲靖發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)在第一鰓囊中完整保存鰓絲印痕的寬甲魚新材料，終于完成了從鰓到噴水孔再到中耳的演化拼圖——研究團(tuán)隊(duì)建立起噴水孔從無頜類的鰓到人類中耳的演化序列。

蓋志琨介紹，這一序列表明：隨著盔甲魚類成對鼻囊的分裂，頭甲前發(fā)育了異常發(fā)達(dá)的中背孔（單鼻孔），來充當(dāng)吸入水流的主要呼吸器官，因此頜弓和舌弓之間的舌頜囊首次發(fā)育成了一個(gè)完整的鰓囊，該鰓囊跟后面5個(gè)正常的鰓囊一樣具有完整的前后半鰓，半鰓具有鰓絲，是氣體交換的主要場所。此后，有頜類成功演化出了雙鼻孔，但雙鼻孔并不與口腔相通，沒有呼吸功能，只有嗅覺功能。但是魚類的呼吸需求并沒減少，因此眼睛后的第一鰓囊（舌頜囊）被改造成了噴水孔，成為吸入水流的主要器官?！斑@在最原始的有頜類盾皮魚類中就已經(jīng)出現(xiàn)，我們猜測，噴水孔很可能是在有頜類伴中隨頜和雙鼻孔的出現(xiàn)同時(shí)起源的。”

蓋志琨說：“所有這些證據(jù)都表明，早期硬骨魚類有能力從噴水孔中呼吸空氣，作為一種新的呼吸方式，這很可能是魚類離開水域，登上陸地呼吸空氣的一種預(yù)適應(yīng)特征。但是，隨著鼻子演化為主要的呼吸器官，噴水孔就喪失了呼吸優(yōu)勢，經(jīng)過修飾，它逐漸演化成我們中耳腔——鼓膜室，而舌頜骨及與其關(guān)節(jié)的方骨和關(guān)節(jié)骨也逐漸退化變小，最終進(jìn)入到我們的中耳，演化為我們中耳的三塊聽小骨，并被重新命名為鐙骨、錘骨和砧骨，負(fù)責(zé)將聲音傳遞給大腦，最終讓我們擁有了靈敏的聽覺。”

《光明日報(bào)》（ 2022年06月02日08版）

來源： 光明網(wǎng)-《光明日報(bào)》