Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Forskere avslører hvordan hørselen utviklet seg

Anonim

Lungfisk og salamanderører er gode modeller for ulike stadier av øreutvikling i disse tidlige terrestriske vertebrater. To nye studier publisert i tidsskriftene Proceedings of the Royal Society B og The Journal of Experimental Biology viser at lungfisk og salamanders kan høre, til tross for at de ikke har et ytre øre eller trommehinder. Studien indikerer derfor at de tidlige terrestriske vertebrater også kunne høre før utviklingen av det tympaniske mellomøret. Forskningsresultatene gir dermed mer kunnskap om utviklingen av hørsel for 250-350 millioner år siden.

annonse


De fysiske egenskapene til luft og vev er svært forskjellige, noe som i teorien betyr at opptil 99, 9% lydenergi reflekteres når lydbølgene når dyr gjennom luften. Hos mennesker og mange andre terrestriske vertebrater kan øret deles inn i tre seksjoner: ytre øret, mellomøret og indre øre. Ytre øret fanger lydbølger og styrer dem inn i den hørbare kanalen. I mellomøret overføres tryksvingninger i luften via trommehinnen (trommehinnen) og en eller tre små bein (ossikler) til væskebevegelser i det indre øre, hvor konvertering av lydbølger til nervesignaler foregår. Det tympaniske mellomøret øker overføringen av lydenergi fra omgivelsene til sensoriske celler i indre øret med opptil 1000 ganger, og er derfor svært viktig for hørsel i terrestriske vertebrater. Dette gjenspeiles i det faktum at forskjellige konfigurasjoner finnes i det store flertallet av dagens terrestriske pattedyr, fugler, reptiler og amfibier. Imidlertid viser tilgjengelige palaeontologiske data at det tympaniske mellomøret sannsynligvis utviklet seg i Triassic, ca. 100 millioner år etter overgangen fra vertebrater fra en akvatisk til en jordbasert habitat under tidlig karbon. Vertebrater kunne derfor ha vært døve for de første 100 millioner årene på land.

Det er åpenbart ikke mulig å studere høringen av de tidlige terrestriske vertebrater, som ble utryddet for lenge siden. Men ved å studere høringen av dagens vertebrater med en sammenlignbar ørestruktur, er det mulig å lære om høringen av de tidlige terrestriske vertebrater og utviklingen av antennehørsel. Et team av danske forskere fra Aarhus Universitet, Aarhus Universitetssykehus og Syddansk Universitet studerte derfor høringen av lungfisk og salamanders, som har en ørestruktur som er sammenlignbar med den av ulike typer tidlige terrestriske vertebrater.

De studerte høringen av lungfisk og salamandere ved å måle lydsignaler og nevrale signaler i hjernestammen som en funksjon av lydstimulering ved forskjellige frekvenser og på forskjellige nivåer. Det var overraskende at målingene viste at ikke bare de jordbaserte voksensalamandrene, men også de fullverdige juvenile salamandrene - og til og med lungfisken, som er helt feiladaptet til luftens hørsel - var i stand til å oppdage luftbåren lyd til tross for ikke å ha et tympanisk mellomør. Ved å studere dyrets vibrasjonsfølelse kunne forskerne demonstrere at både lungfisk og salamandere oppdager lyd ved å detektere vibrasjonene indusert av lydbølger.

Resultatene viser at selv vertebrater uten ytre og midterører kan oppdage luftbåren lyd. Dette innebærer at tilpasning til lufthørsel etter overgangen fra vannlevende til terrestriske livsstil under tidlig karbon var antagelig en gradvis prosess, og at de tidlige terrestriske vertebrater uten tympaniske mellomører ikke var døv for luftbåren lyd i løpet av de første 100 millioner årene på land. I tillegg til å gjøre oss klokere om å høre generelt, kan resultatene gi framtidig inspirasjon til å utvikle kliniske behandlinger for hørselstap.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Aarhus Universitet . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Journal Referanser :

  1. CB Christensen, H. Lauridsen, J. Christensen-Dalsgaard, M. Pedersen, PT Madsen. Bedre enn fisk på land? Høring over metamorfose i salamanders . Prosedyrene i Royal Society B: Biological Sciences, 2015; 282 (1802): 20141943 DOI: 10.1098 / rspb.2014.1943
  2. K. Knight. Lungfisk hører luftbåren lyd . Journal of Experimental Biology, 2015; 218 (3): 329 DOI: 10, 1224 /% u200Bjeb.119487