О слуховых косточках млекопитающих
Если зайти сейчас на главную страницу русской википедии, то в разделе «Знаете ли вы?» можно увидеть среди прочего и такой вот факт: «Тем, чем мы слышим, наши эволюционные предки жевали». Со слова «жевали» можно перейти на написанную мною статью Эволюционное развитие слуховых косточек млекопитающих. Статья, имхо, вышла неплохой, так что рекомендую к прочтению :). Для тех же, кому лень кликать и вникать во «много букв», дам тут краткую выжимку.
Все научные данные говорят за то, что две из трёх наших слуховых косточек (а именно - молоточек и наковальня) эволюционно сформировались из двух костей, которые у рептилий играли совершенно другую роль: молоточек гомологичен (то есть, грубо говоря, соответствует) сочленовной кости рептилий (эта кость образовывала - да и сейчас образует! - самую заднюю часть их нижней челюсти), тогда как наковальня гомологична квадратной кости рептилий (являющейся одной из костей черепной коробки у рептилий и птиц). У рептилий эти кости, сочленяясь, образуют так называемый первичный челюстной сустав и, таким образом, напрямую отвечают за жевание. Во время пермского и раннего триасового периодов зубные кости (несущие зубы; у рептилий и птиц они являются лишь одной из нескольких костей нижней челюсти) терапсид (наших эволюционных предков) неуклонно увеличивались в размере (у млекопитающих они в конце концов трансформировались в единую кость нижней челюсти), тогда как остальные челюстные кости становились всё меньше. Со временем зубная кость достигла контакта с чешуйчатой костью (кость черепной коробки, располагающаяся спереди от квадратной, у человека она соответствует чешуйчатой части височной кости), что привело к образованию двух одновременно функционирующих челюстных суставов: переднего, характерного для млекопитающих (между зубной и чешуйчатой костями) и заднего, характерного для рептилий (между сочленовной и квадратной костями). Ещё позже по мере дальнейшей редукции (уменьшения) квадратной и сочленовной костей у млекопитающих сохранился лишь вторичный челюстной сустав, тогда как квадратная и сочленовная кости окончательно потеряли свою первичную функцию и стали косточками среднего уха.
Слуховые косточки человека
Взято отсюда: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Slide1ghe.JPG
Факт того, что молоточек и наковальня гомологичны челюстным костям рептилий, был впервые обнаружен немецким анатомом Карлом Рейхертом в 1837 году лишь на основании данных эмбриологии и сравнительной анатомии. Впоследствии (по мере развития палеонтологии) данный факт получил многочисленные подтверждения благодаря найденным ископаемым останкам ранних млекопитающих и их эволюционных предшественников. Уже в самое недавнее время появились дополнительные подтверждения данного факта, основанные на сравнительном анализе геномов млекопитающих и их более древних родственников во эволюции. В общем, вся эта история (кроме того, что она просто занятна :)) представляет собой замечательный пример того, как данные разных наук и разных методов (эмбриологии, сравнительной анатомии, эволюционной биологии, палеонтологии и генетики) могут чудесным образом соответствовать друг другу. И - да: всё это, безусловно, является одним из многих доказательств эволюции :).
Интересно, что аналогичная перестройка челюстных костей в косточки среднего уха может наблюдаться у примитивных млекопитающих вроде опоссумов просто на протяжении их онтогенеза (индивидуального развития от оплодотворения и до смерти). Об этом повествует следующее видео (на английском, но даже одни лишь картинки вполне наглядны):
Click to view
Спрашивается, зачем млекопитающим это было нужно? Наука объясняет и это. Для начала конспективно напомню, как работает наш слух: акустические колебания воздуха улавливаются барабанной перепонкой, а затем посредством слуховых косточек передаются на овальную мембрану, которая в свою очередь возбуждает эндолимфу внутреннего уха. Волны, возникающие в этой эндолимфе (жидкая среда!), распространяются по так называемым лестницам улитки, вызывая изменение положения покровной мембраны, которая, колеблясь, раздражает/изгибает жгутики особых сенсорных клеток, что приводит к возникновению биоэлектрических потенциалов, передаваемых в мозговой слуховой анализатор. Наше внутреннее ухо, грубо говоря, «работает на воде», тогда как барабанная перепонка с выходом животных на сушу вынуждена улавливать колебания воздушной среды. Удельное акустическое сопротивление жидкостей внутреннего уха заметно выше, чем удельное акустическое сопротивление воздуха; наши слуховые косточки, работая по принципу системы рычагов (которая ещё и управляется особыми махонькими мышцами), увеличивают силу воздействия на овальное окно внутреннего уха, тем самым способствуя «выравниванию» акустических сопротивлений воздушной и жидкой сред (что-то отдалённо напоминающее работу электрического трансформатора).
Согласно современным представлениям о появлении и эволюции млекопитающих, самые ранние из них были мелкими насекомоядными животными, ведущими в основном ночной образ жизни. Понятно, что острый слух был для них особо важен (а система слуховых косточек способствует усилению чувствительности слухового анализатора, особенно в высокочастотном диапазоне) - вот естественный отбор и поддержал данное направление развития.
Полна чудес могучая природа! :)