Зачем человеку мочки ушей? Ученые дают подробный ответ

История наших ушей

Уши — это не просто орган слуха, а целая система, которая улавливает звуки из окружающего мира с помощью хрящевых структур, выступающих из головы. Эти структуры направляют звуки по каналу к барабанной перепонке, а затем к ряду крошечных косточек среднего уха и улиткообразному лабиринту, известному как улитка. Именно улитка передает нервные импульсы в мозг.

— У млекопитающих уши особенно развиты: у них три косточки среднего уха вместо одной, как у рептилий и птиц. Кроме того, у нас есть большие наружные слуховые органы — ушные раковины, которых нет у других позвоночных. Как же мы обзавелись такими сложными ушами? Конечно же, в процессе эволюции, — говорит Анн Ле Мэтр, биолог-эволюционист, биологический антрополог и постдокторант из Института Конрада Лоренца в Австрии.

На протяжении тысячелетий фрагменты челюстной кости наших предков, еще не ставших млекопитающими, мигрировали и отделялись друг от друга, образуя две кости среднего уха и кость, поддерживающую барабанную перепонку. Окаменелости, найденные в Китае и других местах, демонстрируют, как этот эволюционный процесс начинался и заканчивался на протяжении мелового периода у давно вымерших млекопитающих, предшественников современных. Благодаря этим особым проводящим звук костям и нашей уникальной, очень длинной спиральной улитке млекопитающие способны слышать более широкий диапазон частот, чем большинство других позвоночных.

— Наши наружные уши, заметные хрящевые и кожные складки, также уникальны для млекопитающих и играют дополнительную полезную роль, усиливая звуки и позволяя нам и нашим родственникам определять направление звука, — говорит Марк Коулман, доцент кафедры анатомии в Медицинской школе Западно-Атлантического университета на Багамах.

Коулман изучал слуховые системы приматов и млекопитающих, сравнивая, как устроены уши разных животных и как это связано со строением.

Каждому виду — свои уши

По мнению Коулмана, у разных видов животных уши приспособлены для восприятия различных типов звуков. Например, у кенгуровых крыс очень большие средние уши, которые позволяют им улавливать особенно низкочастотные звуки для их размера и избегать хищников, таких как гремучие змеи. Уши человека похожи на уши шимпанзе, но небольшие различия означают, что слуховая система шимпанзе лучше воспринимает высокие и низкие частоты, в то время как человеческий слух наиболее чувствителен к частотам в среднем диапазоне — от 1000 до 4000 герц.

— Животные, обитающие в схожих средах, часто имеют одинаковую форму уха. У подземных видов, как правило, кости среднего уха удивительно похожи друг на друга, независимо от того, насколько они близки по родству. То же самое можно сказать и о водных млекопитающих, у которых наблюдается конвергентная адаптация, — говорит Ле Мэтр.

Выступы и углубления на нашей ушной топографии еще точнее фильтруют и определяют источник звука. У ночных охотников, таких как летучие мыши и долгопяты, особенно бугристая внешняя поверхность ушей, которая позволяет им ловить насекомых в темноте, отмечает Коулман. Хотя человеческое ухо сравнительно простое, наш мозг все равно должен приспосабливаться и заново учиться определять источник звука, когда внешняя поверхность ушей меняется.

Эволюционное исключение: мочки ушей

Мочки ушей — это удивительные образования, которые появились в мире животных сравнительно недавно. По словам Коулмана, они встречаются только у людей, шимпанзе и горилл. Однако до сих пор биологи не могут точно определить их функцию.

— Я думаю, что их назначение — обеспечить безопасное место для того, чтобы носить серьги, — шутит ученый.

В ушах находится множество кровеносных сосудов, поэтому теоретически мочки могут играть роль в регулировании температуры, подобно тому, как огромные уши слонов помогают им сохранять прохладу. Но, как отмечают и Коулман, и Ле Мэтр, эта теория остается лишь предположением.

В отличие от большинства других частей уха, мочки сильно различаются у разных людей. Возможно, вы слышали, что форма мочек ушей передается от родителей. Но это на самом деле не соответствует действительности. Наши мочки бывают разных форм и типов, что определяется генетикой. Это говорит о том, что в отличие от уха в целом, мочки по сути эволюционно не очень важны для человека.

Наши мочки могут свидетельствовать о том, что эволюция не является совершенным процессом проектирования.

— Не каждая эволюционировавшая черта является адаптивной. Существуют физические и биологические ограничения на то, какие особенности могут проявиться. Случайность связана с генетическим дрейфом, когда определенный набор признаков случайно становится доминирующим в группе, — говорит Бриджит Алекс, палеоантрополог из Гарвардского университета.

Палеонтолог Стивен Джей Гулд ввел термин «эволюционные аркбутаны», который описывает треугольные пространства, возникающие как побочные продукты архитектурных особенностей. Он использовал это понятие для описания частей тела, таких как мочки ушей, которые появились в результате других процессов эволюции.

У людей также сохранились рудиментарные мышцы в ушах, которые они унаследовали от своих предков. А причина появления подбородка вообще до сих пор остается загадкой для эволюционной науки, и ее пока не удалось раскрыть.

Наверняка каждый человек хотя бы раз в жизни испытывал, как во время засыпания его тело внезапно начинает дергаться, вызывая чувство тревоги. Ученые пытаются понять, что вызывает эти странные ощущения. В материале 56orb мы расскажем о том, что им удалось узнать.