فسیل ۴۱۹ میلیون ساله نشان می‌دهد گوش میانی انسان از آبشش ماهی تکامل پیدا کرده است

گوش میانی انسان (که دارای سه استخوان ریز ارتعاشی است)، کلید انتقال ارتعاشات صوتی به گوش داخلی است. در گوش میانی این ارتعاشات به تکانه‌های عصبی تبدیل می‌شوند و به ما این امکان را می‌دهند که بشنویم. شواهد جنینی و فسیلی ثابت می‌کند که گوش میانی انسان از روزنک‌های ماهی‌ها تکامل پیدا کرده است.

منشأ روزنک‌های مهره‌داران برای مدت‌ها معمای حل‌نشده‌ای در تکامل مهره‌داران بوده است. برخی از پژوهشگران قرن بیستم که معتقد بودند مهره‌داران اولیه باید دارای آبشش روزنک‌دار کامل باشند، به‌دنبال چنین ساختاری در قوس‌های فک پایین و هیوئید مهره‌داران اولیه می‌گشتند. اگرچه با وجود بیش از یک قرن پژوهش، چنین ساختاری در فسیل‌های مهره‌داران پیدا نشد.

اکنون دانشمندان مؤسسه دیرینه‌شناسی مهره‌داران و دیرینه انسان‌شناسی (IVPP) آکادمی علوم چین و همکارانشان سرنخ‌هایی از این معما را در فسیل‌های ماهی از رده کلاه‌خودسپران پیدا کرده‌اند. یافته‌های آن‌ها در تاریخ ۱۹ می ۲۰۲۲ در مجله‌ی Frontiers in Ecology and Evolution منتشر شد.

کاسه مغز سه‌بعدی شویو

به‌گفته‌ی پروفسور گای ژیکون از IVPP، نویسنده نخست مطالعه، پژوهشگران این مؤسسه طی ۲۰ سال گذشته فسیل کاسه مغز شویو (نام فسیلی که اخیراً پیدا شده است) ۴۳۸ میلیون ساله و اولین فسیل کلاه‌خودسپران ۴۱۹ میلیون ساله را که به‌طورکامل همراه با رشته‌های آبششی درون محفظه آبششی حفظ شده بود، پیدا کردند. این فسیل‌ها به ترتیب در چانگشینگ در استان ججیانگ و کوجینگ در استان یون‌نان چین کشف شدند.

گای گفت: «این فسیل‌ها اولین شواهد آناتومیکی و فسیلی دراین‌باره است که روزنک‌های مهره‌داران از آبشش ماهی منشأ گرفته است.»

بازسازی مجازی سه بعدی شویو

درمجموع، هفت اندوکست مجازی از کاسه مغز شویو بازسازی شد (اندوکاست: قالب درونی یک جسم توخالی). تقریباً تمام جرئیات آناتومی شویو در جمجمه‌ای که به اندازه یک ناخن انگشت بود، آشکار شد: پنج بخش مغز، ارگان‌های حسی و اعصاب جمجمه‌ای و مسیرهای عروق خونی در جمجمه. ژو مین، عضو آکادمی علوم چین گفت:

بسیاری از ساختارهای مهم انسان‌ها مانند دندان‌ها، آرواره‌ها، گوش میانی و موارد دیگر را می‌توان تا اجداد ماهی ما ردیابی کرد. وظیفه اصلی دیرینه‌شناسان یافتن پیوندهای گمشده مهم در زنجیره تکاملی از ماهی تا انسان است. شویو به‌عنوان حلقه گمشده کلیدی به اندازه آرکئوپتریکس (نیاپرنده)، ایکتیوستگا (ماهی‌تاق) و تیکتالیک اهمیت دارد.

فسیل ۴۱۹ میلیون ساله کلاه‌خودسپران که رشته‌های آبششی در محفظه آبششی اول آن حفظ شده است.

روزنک سوراخ ریزی پشت هر چشم است که در برخی از ماهی‌ها به سمت دهان باز می‌شود. در کوسه‌ها و همه پرتوماهی‌ها، این روزنک‌ها مسئول ورود آب به فضای گونه‌ای، پیش از بیرون راندن آب ازطریق آبشش‌ها، هستند. روزنک‌ها اغلب در قسمت بالای بدن جانور قرار دارند و به جانور این امکان را می‌دهند که حتی وقتی بیشتر بدنش زیر رسوبات مدفون شده، بتواند تنفس کند.

در پُرباله ماهی، ابتدایی‌ترین ماهی استخوانی زنده، از روزنک‌ها برای تنفس هوا استفاده می‌شود. اگرچه، درنهایت روزنک‌های ماهی در بیشتر گونه‌های ماهی جایگزین شدند، زیرا تکامل پیدا کردند که با دهان و بینی تنفس کنند.

در چهاراندامان اولیه، به‌نظر می‌رسد روزنک‌ها اولین‌بار تکامل پیدا کردند تا به روزنه گوشی تبدیل شوند. از روزنه گوشی در تنفس استفاده می‌شد و قادر به تشخیص صدا نبود. بعدها این روزنک به گوش چهاراندامان مدرن تبدیل شد و درنهایت به کانال شنوایی تبدیل شد که ازطریق استخوان‌های ریز گوش داخلی صدا را به مغز منتقل می‌کند. این عملکرد در طول تکامل حفظ شده و به انسان‌ها رسیده است.