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哺乳動(dòng)物聽(tīng)小骨“三骨鼎立”的聽(tīng)覺(jué)結(jié)構(gòu)是怎么形成的？1月28日，《自然》在線發(fā)表了一項(xiàng)哺乳動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)和中耳演化機(jī)制的研究成果。基于對(duì)哺乳動(dòng)物中耳聽(tīng)小骨連接關(guān)系的新發(fā)現(xiàn)，來(lái)自云南大學(xué)等單位的研究人員提出，疊覆型砧骨—錘骨關(guān)節(jié)是中耳聽(tīng)小骨與下頜脫離的關(guān)鍵一步，解決了哺乳動(dòng)物中耳和聽(tīng)覺(jué)演化研究中存在已久的難題。

哺乳動(dòng)物的中耳有3塊聽(tīng)小骨，即鐙骨、砧骨和錘骨。聽(tīng)小骨是現(xiàn)生哺乳動(dòng)物骨骼系統(tǒng)中最小的骨頭，形成了從鼓膜到內(nèi)耳之間傳遞聲波和增強(qiáng)聲波頻率的聽(tīng)覺(jué)鏈。與哺乳動(dòng)物不同，爬行動(dòng)物的中耳只有一塊鐙骨，而它們下頜中的關(guān)節(jié)骨和頭骨中的方骨形成頜關(guān)節(jié)，連接下頜和頭骨，具有咀嚼和聽(tīng)覺(jué)的雙重功能。

爬行動(dòng)物演化為哺乳動(dòng)物過(guò)程中，方骨和關(guān)節(jié)骨逐漸演變成了砧骨和錘骨，才形成了我們哺乳動(dòng)物現(xiàn)在“三骨鼎立”的敏銳聽(tīng)覺(jué)結(jié)構(gòu)。但是，“爬行動(dòng)物的方骨和關(guān)節(jié)骨究竟是如何與下頜發(fā)生分離，從而演化成精細(xì)復(fù)雜的哺乳動(dòng)物的聽(tīng)小骨，則在過(guò)去兩百年里一直被認(rèn)為是生物演化研究中的中心難題?！痹颇洗髮W(xué)古生物研究院教授畢順東說(shuō)。

傳統(tǒng)中耳演化模型認(rèn)為哺乳動(dòng)物祖先的下頜通過(guò)麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連，哺乳動(dòng)物演化過(guò)程中腦顱的增大導(dǎo)致中耳位置后移，最終脫離下頜。近期一些研究則提出了“運(yùn)動(dòng)功能驅(qū)動(dòng)學(xué)說(shuō)”，認(rèn)為多瘤齒獸咀嚼時(shí)下頜向后運(yùn)動(dòng)的行為才是導(dǎo)致中耳逐漸與下頜脫離，最終進(jìn)入頭骨的主要原因。但是，通過(guò)麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連的下頜并不能向后運(yùn)動(dòng)，并且鴨嘴獸等基干哺乳動(dòng)物支系在咀嚼時(shí)下頜并不向后運(yùn)動(dòng)，與運(yùn)動(dòng)功能驅(qū)動(dòng)學(xué)說(shuō)相矛盾。

此次研究的標(biāo)本來(lái)自河北省青龍縣距今約1.6億年的中晚侏羅世的燕遼生物群，歸屬于雙缽翔齒獸，具有滑翔的翼膜，是賊獸的一種。標(biāo)本的兩側(cè)非常罕見(jiàn)地原位保存了完整的聽(tīng)小骨和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，?其中砧骨僅長(zhǎng)約1毫米。

通過(guò)對(duì)聽(tīng)骨細(xì)微形態(tài)和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，賊獸類的聽(tīng)小骨明顯已與下頜分離，沒(méi)有麥?zhǔn)宪浌窍噙B，屬于典型的哺乳動(dòng)物中耳。兩塊聽(tīng)小骨，砧骨、錘骨與現(xiàn)生鴨嘴獸類一樣，為上下疊覆關(guān)系。正是這種疊覆型的連接方式，允許砧骨、錘骨之間發(fā)生微小運(yùn)動(dòng)，從而為下頜相對(duì)于頭骨的運(yùn)動(dòng)提供了空間，才最終促成了聽(tīng)小骨與下頜的完全分離。

“我們研究發(fā)現(xiàn)了砧骨—錘骨疊覆關(guān)系理論，從而解決了下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)制的難題?！碑呿槚|說(shuō)，使我們更清楚地理解哺乳動(dòng)物獨(dú)特聽(tīng)覺(jué)器官的演化過(guò)程。哺乳動(dòng)物中耳的演化蘊(yùn)含了復(fù)雜的細(xì)節(jié)過(guò)程，是砧骨和錘骨擴(kuò)展適應(yīng)和再作用的最佳范例。陸成寬