Våra förfäder andades med öronen
De allra första ryggradsdjuren som tog sig upp på land använde förmodligen sina öron för att andas, inte för att höra.
— Evolutionen kan ta sig märkliga kringelikrokar. Att de första landbaserade ryggradsdjuren använde öronen för aktiv andning möjliggjorde att de senare kunde omvandlas till ljudförstärkande mellanöron, säger Per Ahlberg, professor i evolutionär organismbiologi vid Uppsala universitet.
Han och doktoranden Martin Brazeau har i detalj undersökt en 370 miljoner år gammal fossil skalle av den landgående fisken Panderichthys.
— Av alla kända fiskfossil är Panderichthys det som står allra närmast landdjurens uppkomst, säger Per Ahlberg.
Samband
Att det måste finnas ett utvecklingsmässigt samband mellan å ena sidan en liten gäle hos fiskar, spruthålet, å andra sidan landdjurens mellanöron har forskarna länge känt till. Bland annat stöds fiskarnas gällock av ett ben, hyomandibulan, som har sin motsvarighet i ett av de ljudförstärkande benen i mellanörat, stigbygeln.
Spruthålet motsvarar själva mellanörats hålrum. Till skillnad från landdjurens stigbygel har dock fiskarnas hyomandibula ingen kontakt med innerörat, där hörselcellerna uppfångar ljudvågorna och skickar dem vidare som nervimpulser till hjärnan.
— Varken hyomandibulan eller spruthålet spelar någon som helst roll för fiskarnas hörsel. Fiskar behöver inga ljudförstärkande mellanöron eftersom ljudvibrationerna i vattnet är så starka att de lätt passerar genom fiskens kropp, säger Per Ahlberg.
Hittills har de flesta forskare trott att Panderichthys hade ett spruthål av normal fiskmodell.
— Men det stämmer inte. Jämfört med närbesläktade fiskar är Panderichthys spruthål betydligt större, kortare och rakare. Till både form och storlek liknar det mer mellanörat hos tidiga landgående ryggradsdjur, säger Per Ahlberg.
Ingen ljudförstärkare
Däremot hade hyomandibulan hos Panderichthys ingen direktkontakt med innerörat. Panderichthys spruthål kan inte ha fungerat som ljudförstärkare.
— Omvandlingen av dess form måste därför ha haft en annan drivkraft än förbättring av hörseln. I själva verket ser det ut som en anpassning till aktiv andning, till skillnad från hos vanliga fiskar hos vilka bara en liten del av andningsvattnet passerar genom detta hål, säger Per Ahlberg.
Enligt forskarna är det troligt att denna andningsfunktion under åtskilliga miljoner år fanns kvar hos de tidiga landgående ryggradsdjuren, vars mellanöron liknar Panderichthys.
— Hos de tidiga landbaserade ryggradsdjuren har dock gällocket försvunnit och hyomandibulan omvandlats till en primitiv stigbygel, med direktkontakt med innerörat. Det tyder på att mellanörat hos dem också börjat få betydelse för hörseln, säger Per Ahlberg.
Trumhinna
Exakt hur det gick till när mellanörat förlorade sin andningsfunktion och omvandlades till ett ljudförstärkande hörselorgan är oklart. När hörselfunktionen så småningom blev viktigare stängdes spruthålet dock permanent av en trumhinna. Men den inre öppningen mot svalget blev kvar:
— Har du suttit i ett flygplan, hållit dig för näsan och blåst in luft i öronen för att lätta på trycket? Då har du i själva verket andats ut genom dina spruthål. Så nästa gång du flyger, skänk vår gamle släkting Panderichthys en tacksamhetens tanke över detta märkliga, svårförklarade, men dock så värdefulla arvegods, säger Per Ahlberg.
Så jobbar vi med nyheter