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为什么我们有耳垂？它们在演化上毫无意义

时事 2024-11-15 19:21 北京

来源 | popsci

撰文 | Lauren Leffer

每当你听音乐或者和朋友聊八卦的时候，都有一个复杂的系统在后台默默支持——你的耳朵，它简直是生物界的奇迹。

这种复杂性是数百万年来为使听力更好而受到的激烈选择压力的结果。可能除了其中的一部分：耳垂。

我们耳朵的故事

耳朵通过突出于头部的软骨结构捕捉来自外界的声音，通过耳道将声音输送到鼓膜（又称“耳膜”），然后再输送到一系列微小的听小骨和称为“耳蜗”的“蜗形迷宫”，它们将神经脉冲一直传输到大脑。

哺乳动物的耳朵特别复杂，有三块听小骨，而爬行动物和鸟类往往只有一块（鱼的耳内也有3对称作“耳石”的小骨，负责传递声音、感知平衡。有的甚至还会变身宝石，戳吃鱼吃出小石子你先别扔！有的可以当宝石可回顾）。而且，我们有大型的外耳结构（耳廓），这是其他脊椎动物所缺少的。

哺乳动物演化出两块中耳骨以及支撑鼓膜的骨头，有了这些特殊的传导声音的骨骼和我们独特的、超长的、盘绕的耳蜗，哺乳动物能够听到比其他大多数脊椎动物更广的频率范围。

我们的外耳——明显的软骨加上皮肤——也是哺乳动物所独有的，发挥着额外的作用，它可以放大声音，使我们能够确定声音的位置。

不同物种有“特制”的耳朵来捕捉不同类型的声音。例如，Kangaroo Rats有特别大的中耳，这使它们能够以自己的体型探测到特别低频的声音，从而躲避响尾蛇等捕食者。

〓此“袋鼠”（Kangaroo Rats）非彼“袋鼠”；图源：ccgproject.org

人类的耳朵和黑猩猩的耳朵相似，但是微小的差异使得黑猩猩的听觉系统对高频和低频的接收效果最好，然而人类的听力对中频——大约1000-4000赫兹之间的频率最为敏感。

由于趋同进化，栖息地相似的动物往往有相似的耳朵，即使它们之间的亲缘关系比较远。

我们的耳廓形状也有其特殊的演化目的，耳廓上的突起和凹陷能更精确地过滤和定位声音。蝙蝠和眼镜猴等夜间捕猎者的外耳特别凹凸不平，这使它们能够在黑暗中捕捉昆虫。

〓蝙蝠凹凸不平的外耳廓；图源：thesprucepets

演化的例外：耳垂

而耳垂这种柔软的、非软骨组织的结构出现相对较晚——它们只真正出现在人类、黑猩猩和大猩猩身上。至今为止，生物学家还没有找到耳垂的任何明确用途。

有一种猜测是耳朵里有很多血管，因此从理论上讲，耳垂有可能在温度调节方面发挥作用，就像大象的巨大耳朵帮助它们保持凉爽一样。另外，一些科学家曾提出耳垂是促进交配的性感带，但几乎没有直接证据表明这种性选择塑造了我们的耳朵。

与耳朵的其他大部分部位不同，耳垂在人与人之间的差异很大。我们的耳垂有不同的形状和类型，这是由遗传决定的。这种变异程度表明，与耳小骨等部位相比，耳垂在适应特定形状和目的方面所承受选择压力要小得多。

相反，我们的耳垂可能只是演化并非完美设计过程的证据。“并非演化出的每个特征都是适应性的。”演化出现的特征受到物理和生物方面的限制。随机性是通过“遗传漂变”产生的——在偶然的情况下，一组特定的性状在一个群体中占优势。

这还可以由进化 “拱肩”或"装饰"（spandrels）来解释，这是由著名古生物学家斯蒂芬-杰-古尔德（Stephen Jay Gould）提出的术语，指的是大教堂拱门和天花板之间的三角形空间。这些三角形并不一定是计划中有意为之的部分，而是拱门的副产品。

同样，我们身体的某些部分也可能是其他部分的意外副产品。也许耳垂的形成是因为我们耳朵其他部位的软骨发生了移位，使我们的听觉敏锐度达到了最大化，却无意中留下了一点无用的肉团子。

〓没有耳垂，怎么戴耳环呢？

我们的耳朵里还有哺乳动物祖先留下的残余肌肉，有人可以像猫一样转动耳廓。

除了耳垂，其实还有其他无用之谜也依然存在。比如下巴，它的出现是因为适应性、副产品、意外还是性选择呢？

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