Несмотря на сходства в структуре органов слуха у млекопитающих, птиц и рептилий, эти группы животных самостоятельно "изобрели" барабанные перепонки и прочие компоненты ушей, которые стали похожи друг на друга в результате так называемой конвергентной эволюции, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Конвергентная эволюция может часто приводить к появлению структур, которые столь сильно похожи друг на друга, что нам кажется, что они являются одинаковыми и что они произошли из одного источника. Но на самом деле, как показывает анализ их эволюции, они могут возникать совершенно разными путями", — заявил Сигеру Куратани (Shigeru Kuratani) из университета Токио.

Куратани и несколько других биологов-эволюционистов из Японии выяснили, что наша барабанная перепонка возникла в ходе эволюции нижней челюсти, а слуховые органы птиц, динозавров и ящериц – в результате изменений в структуре верхней челюсти, наблюдая за ростом зародышей мышей и кур.

Как объясняют авторы статьи, в ходе этих опытов они пытались разгадать одну давно известную палеонтологическую загадку – почему среднее ухо у млекопитающих и рептилий сильно различалось по устройству в прошлом и почти не отличается сегодня.

Изучая останки древних и современных животных, Куратани и его коллеги заметили, что барабанная перепонка у млекопитающих крепится к особой кости – к барабанному кольцу, которое является частью нижней челюсти. С другой стороны, аналогичная часть перепонки у рептилий и птиц прикреплена к так называемой квадратной кости, части верхней челюсти, которая соединяет ее с нижней половинкой черепа.

Данное наблюдение натолкнуло ученых на мысль – возможно, что барабанная перепонка и остальные части ушей у рептилий и млекопитающих "выросли" из разных костей черепа. Они проверили эту теорию, вырастив несколько зародышей мышей и кур, у которых были отключены гены, отвечающие за рост нижних и верхних челюстей.

Как оказалось, подозрения японских биологов были верны – когда они отключили ген Ednra, отвечающий за рост оконечности нижней челюсти, у зародышей мышей не только отсутствовали или были недоразвитыми нижние челюсти, но и отсутствовали слуховые трубки и барабанные перепонки.

Что интересно, отключение этого гена у птиц привело не к исчезновению ушей, а к появлению лишней пары слуховых трубок и барабанных перепонок, сформировавшихся внутри недоразвитой нижней челюсти. Причиной этого были различия в работе гена Bapxl, который отвечает за развитие челюстного сустава – у млекопитающих он активен в нижней половине черепа зародыша, чуть ниже будущего уха, тогда как у рептилий и птиц – в центральной и верхней его частях.

Главное следствие этого открытия заключается в том, что оно означает, что общие предки сухопутных животных не обладали привычной для нас слуховой системой, так как предки млекопитающих, рептилий и птиц приобрели эту способность независимо и отдельно друг от друга. Пока ученые не знают, как и почему они практически одновременно "изобрели" барабанные перепонки и прочие компоненты ушей, но планируют это узнать в ходе дальнейших экспериментов.

http://ria.ru/science/20150422/1060186633.html