Человеческим молоточком по обезьяньей наковальне… Слуховые косточки австралопитеков
Три крохотные косточки среднего уха – молоточек, наковальня и стремечко – давно приковывают внимание палеонтологов, ведь формирование этой конструкции связывают с эволюцией древнейших млекопитающих.
Анатомия уха человека. 4 – барабанная перепонка, 5 – овальное окно, 6 – молоточек, 7 – наковальня, 8 – стремечко, 9 – лабиринт, 10 – улитка внутреннего уха, 11 – слуховой нерв, 12 - евстахиева труба. Источник: http://ru.wikipedia.org/
Молоточки: Paranthropus robustus SKW 18 (вверху) и Australopithecus africanus Stw 255 (внизу). Фото из обсуждаемой статьи
Наковальни Paranthropus robustus: SK 848 (вверху) и SKW 18 (внизу). Фото из обсуждаемой статьи
Стремечки: SKW 18 (слева), Stw 255 (в центре), Stw 151 (справа). Фото из обсуждаемой статьи
Молоточки современных гоминоидов: A, B – орангутан. C, D – горилла. E, F – шимпанзе. G, H – человек. Фото из приложения к обсуждаемой статье
«Рукоятка» молоточка прикреплена к барабанной перепонке. Основание стремечка – «овальная пластинка» - закрывает овальное окно, ведущее в вестибулярную часть внутреннего уха. Связью между молоточком и стремечком служит наковальня. Таким образом, слуховые косточки образуют своего рода «передатчик-усилитель» колебаний, идущих от барабанной перепонки.
У рептилий и птиц слуховая косточка только одна. На палеонтологическом и эмбриологическом материале было показано, что молоточек и наковальня сформировались из квадратной и суставной костей, входивших в состав нижней челюсти рептилий. Их трансформация привела к возникновению более совершенного слухового аппарата млекопитающих.
Интересно, что у человека слуховые косточки полностью формируются к моменту рождения, и в отличие от многих других костей скелета, после 1 года жизни практически не претерпевают изменений. Эволюционная консервативность слуховых косточек делает их хорошим объектом для анализа эволюционных связей между различными таксонами.
Некоторые исследования структур внутреннего уха гоминидГоминиды в "классическом" смысле - семейство прямоходящих приматов, включающее людей и их ископаемых предшественников. уже проводились (см. например здесь). Увы, о слуховых косточках наших предков известно мало. Уж очень хрупкая это структура, и в ископаемом виде сохраняется редко. Тем не менее, единичные находки такого рода известны – в том числе даже для ранних гоминид из Южной Африки. Например, наковальня Paranthropus robustus (SK 848, найден в Сварткрансе еще в 1979 году), и стремечко Australopithecus africanus (Stw 151, Стеркфонтейн).
И вот, авторы новой статьи на сайте журнала PNAS сообщают об очередных замечательных находках. Первая – три полностью сохранившихся правых слуховых косточки Парантропа робустуса, (извлеченных из фрагментарного черепа SKW 18, Сварткранс, возраст 1,8 млн. лет). Уникальность находки можно оценить, если учесть, что до сегодняшнего дня для ископаемых гоминид были известны только два случая сохранности всех трех косточек – и оба раза это неандертальцы (ребенок Ла Феррасси и подросток Ле Мустье 2…). Интересно, что, как говорится в приложении к статье, левое стремечко от этого черепа тоже имеется, косточку можно увидеть в полости среднего уха, но оно там замуровано, и попыток его извлечь пока что не предпринималось.
Комментарий Научного редактора АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ Станислава Дробышевского: На самом деле, эти косточки здорово сохраняются, они же защищены височной костью. Только обычно они теряются, когда череп от земли чистят. Видать, разок решили аккуратно почистить. Впервые не отвёрткой! Изобрели супер-кисточку из шерсти мексиканского тушкана для чистки ушей австралопитеков!
Вторая находка - левый молоточек и часть правого стремечка Австралопитека африкануса (фрагмент черепа Stw 255 из Стеркфонтейна, 2.0-2.5 миллиона лет назад).
К этим находкам авторы добавили информацию по двум ранее известным, уже упоминавшимся окаменелостям (SK 848 и Stw 151), и сравнили их со слуховыми косточками современных человекообразных обезьян и человека.
Каковы же результаты? (нелюбителям анатомических подробностей – то есть всем нормальным людям :) - можно пропустить эту часть текста и сразу переходить к выводам).
Молоточек
Главная особенность молоточка среднего уха современного человека, в сравнении с человекообразным обезьянами – укорочение и утолщение «рукоятки» и сопутствующее удлинение корпуса (головки). Такое изменение формы в процессе эволюции сочеталось с уменьшением размеров барабанной перепонки.
Авторы статьи детально описывают морфологию этой косточки у двух ранних гоминид, указывают на некоторые различия между ними (форма рукоятки и головки, наличие переднего отростка у африкануса и его отсутствие у робустуса и т.д.), но делают главный вывод: по всем основным измерениям оба молоточка ранних гоминид чрезвычайно похожи на человеческие. При этом африканус – более человечен, а молоточек робустуса всё-таки имеет некоторые специфические черты. Логично!
Наковальня
Отличительная черта наковальни современного человека – больший размер длинного отростка и больший угол между длинным и коротким отростками, в сравнении с прочими человекообразными.
К сожалению, наковальня африкануса не найдена, поэтому исследователи рассматривают только парантропа. Авторы обращают внимание на то, что даже на имеющихся двух находках видны вариации морфологии – например, углубление вдоль нижнего края короткого отростка есть у SKW 18, но отсутствует у SK 848. И здесь налицо определенная специализация парантропа – суставная фасетка ориентирована иначе, чем у человека и у человекообразных обезьян (хотя и тут есть вариации), тело наковальни имеет своеобразную «вздутую» форму. В целом же по своим метрическим характеристикам наковальня парантропа примитивна, и ближе всего к шимпанзе.
Стремечко
В отличие от молоточка и наковальни, по своему строению стремечки человекообразных обезьян и человека различаются мало. Разница между ними - лишь в размерах: у человека стремечко крупней.
Маленькие размеры стремечек P. robustus и A. africanus сближают их с человекообразными обезьянами.
Выводы:
- Несмотря на некоторые различия, в целом слуховые косточки двух гоминид похожи друг на друга.
- Молоточек P. robustus и A. africanus схож с человеческим. Вероятно, он был таковым уже у общего предка рассматриваемых гоминид. Как давно молоточек приобрел человеческую форму? Чтобы выяснить это, нужны слуховые косточки какого-нибудь ардипитека.
- Напротив, в строении наковальни парантропа мы видим особенности, характерные для человекообразных обезьян. Про африканусов, увы, сказать ничего нельзя…
- Стремечко P. robustus и A. africanus маленькое, как у обезьян.
У современных приматов длина молоточка и наковальни, а также площадь овальной пластинки стремечка – важные характеристики, влияющие на чуткость слуха. Видимо, благодаря сочетанию «человеческого» молоточка и «обезьяньей» наковальни слух парантропа имел некоторые промежуточные, «обезьяно-человеческие» особенности.
В заключение авторы указывают, что у большинства приматов (кроме человека!) существует некоторый провал чувствительности к звукам на средних частотах, а эту особенность слуха связывают с функциональной длиной наковальни. По данному признаку слух парантропа, видимо, отличался от человеческого. Разговор о прочих тонкостях слуха австралопитеков авторы оставляют на будущее…
Источник:
См. также:
