人類中耳是人類擁有靈敏聽覺的秘訣所在，而魚類位於眼睛后部的噴水孔則是重要的呼吸器官，但其實二者有密切的演化聯系——已經有充分的証據証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麼出現的呢？

這個困擾科學家的百年謎題如今有了答案——日前，以中國科學院古脊椎動物與古人類研究所蓋志琨研究員為主的國際聯合研究團隊在國際學術期刊《生態和演化前沿》上發表了有關脊椎動物噴水孔起源的最新研究成果，首次揭示人類的中耳曾經是魚類用來呼吸的鰓。

蓋志琨介紹，從2002年起，研究團隊就在浙江長興志留紀地層中開展野外工作，並在這裡找到了一種最為原始的真盔甲魚化石，並命名為曙魚（Shuyu）。“這些曙魚化石都是具有三維立體軟骨腦顱保存的珍貴標本，而且個頭都非常小，隻有我們的指甲蓋那麼大。我們對其進行三維無損掃描，並進行三維虛擬復原，前后歷時5年總共完成了七件曙魚腦顱化石的三維重建，幾乎重現了曙魚所有腦區、感覺器官及頭部神經與血管的通道。”

研究團隊對曙魚腦顱三維虛擬模型進行了深入研究，並結合此后在雲南曲靖發現的第一個在第一鰓囊中完整保存鰓絲印痕的寬甲魚新材料，終於完成了從鰓到噴水孔再到中耳的演化拼圖——研究團隊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，頭甲前發育了異常發達的中背孔（單鼻孔），來充當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育成了一個完整的鰓囊，該鰓囊跟后面5個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，但雙鼻孔並不與口腔相通，沒有呼吸功能，隻有嗅覺功能。但是魚類的呼吸需求並沒減少，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。“這在最原始的有頜類盾皮魚類中就已經出現，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同時起源的。”

蓋志琨說：“所有這些証據都表明，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適應特征。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勢，經過修飾，它逐漸演化成我們中耳腔——鼓膜室，而舌頜骨及與其關節的方骨和關節骨也逐漸退化變小，最終進入到我們的中耳，演化為我們中耳的三塊聽小骨，並被重新命名為鐙骨、錘骨和砧骨，負責將聲音傳遞給大腦，最終讓我們擁有了靈敏的聽覺。”（記者 齊芳）

分享讓更多人看到