【創作栽培番組】「魚から人間へ」にはさらなる証拠がある、人間の中耳は魚のえらから変形したものか？

著者: 劉森

最近、とても興味深いニュースがありました。中国の科学者たちは、人間の中耳がかつて魚が呼吸するために使っていたえらであったことを初めて明らかにした。これには一部のネットユーザーが非常に喜んだ。一部のネットユーザーは、耳は呼吸に使われるものだから、目覚めることができない人がいるのも不思議ではない、と言っている。子どもの頃、先生から「今言ったことが聞こえなかったの？耳は呼吸に使われているの？」とよく叱られたことを思い出す人もいるでしょう。人間の耳は魚のえらなので、人間は魚から進化したのではないか、と驚く人もいます。この発言は実際正しい。

古代の魚の化石 |トゥチョンクリエイティブ

1822年早くも、有名なフランスの解剖学者サン＝シランは、魚類が両生類、爬虫類、哺乳類と構造的に似ていることを発見しました。つまり、私たち人間を含む四足脊椎動物は、実は魚類という共通の祖先を持っているのです。この仮説は、後の世代の化石証拠によっても正しいことが証明されました。ですから、今この動画を見ているあなたは、腹びれで歩き、胸びれで携帯電話を持ち、エラで私の説明を聞いているのかもしれません。私たちの中耳が魚のえらから進化したというのは驚くべきことではありません。

しかし、魚のえらはどのようにして中耳の構造に進化したのでしょうか?これまでの古生物学者は、中耳の構造が魚の噴気孔に由来するというこのプロセスの一部しか発見しておらず、噴気孔は魚の目の後ろにある最初の一対のえらから進化したのではないかと推測していた。しかし、この推測を裏付ける関連する化石証拠は発見されていない。ここで魚のえら、中耳、噴気孔について聞いて、皆さんはまた少し混乱するのではないかと思います。したがって、このプロセスを理解するには、まずこれらの体の構造が何であるかを理解する必要があります。

人間の耳の構造の概略図 |トゥチョンクリエイティブ

まず、人間の耳の構造です。私たちの耳は実は非常に複雑な聴覚システムであり、外耳、中耳、内耳の 3 つの部分から構成されています。耳石には鼓室、3つの聴骨（アブミ骨、ツチ骨、キヌタ骨）、そして口につながる耳管が含まれています。これらの部分から構成される中耳は、人間を含む哺乳類の敏感な聴覚の秘密です。しかし、鼻をつまんで口を閉じ、強く息を吹き込むと、鼓膜が腫れるのを感じるでしょう。これは、私たちの耳が口とつながっていることを示しています。これらをつなぐ耳管は、私たちの祖先の魚類の噴気孔の構造から進化し、噴気孔の周りの骨は中耳にある3つの聴骨に進化しました。これはすべて化石証拠と胚発生によって証明されています。

しかし、古生物学者は噴気孔が魚のえらから進化したという証拠を見つけようと100年以上も探してきたが、何も見つかっていない。中国の古魚類学者葛志坤氏が率いるチームが、人間の中耳が魚類の呼吸に使われていたえらから進化したことを確認する研究レビューを発表したのは、今年5月になってからだった。このプロセスには 2 つのステップしか必要ありませんが、発見されるまでに 20 年かかりました。まず、2002年に浙江省長興市のシルル紀の地層の現地発掘調査中に、爪ほどの大きさの原始的な真装甲魚の化石7個を発見し、「暁の魚」と名付けた。その後、暁魚の化石を高精度にスキャンして頭蓋骨を立体的に復元したところ、噴気孔へと進化した舌顎顔面嚢と呼ばれる構造が発見された。しかし、それが呼吸機能を持つ鰓であることを証明するためには、一連の証拠全体の中で最も重要なリンク、つまり鰓嚢内に保存された鰓糸の化石証拠を見つけることがまだ欠けている。

この目的のために、彼らのチームは雲南省曲靖の初期デボン紀の地層で数年にわたる現地発掘調査を実施しました。 2017年、曲靖市の綿甸ダム付近の4億年前の地層で、鰓袋の中に鰓糸が完全に保存された甲羅広ガメの化石が初めて発見された。これにより、舌下嚢構造が酸素を交換できる正常な呼吸機能を備えた鰓であることがさらに証明され、脊椎動物の噴気孔の起源に関する最も決定的な解剖学的および化石的証拠が得られた。この時点で、人間の中耳の進化の連鎖は基本的に完了しています。

今でも多くの両生類の魚が陸に上がってくるのを見ることができます |トゥチョンクリエイティブ

それでは、魚のえらが人間の中耳になるプロセス全体を再現してみましょう。 4億年前、私たちの祖先はかわいらしい見た目の古代魚のグループでした。彼らには顎がなく、目の間に巨大な鼻孔が一つだけありました。これは水を吸入するための呼吸器官として機能していました。水を吸い込んだ後、私たちは目の後ろにある鰓嚢を通して酸素を交換します。しかし、人間にあごが生えて顎のある魚に進化し、本当に口を持つようになると、単一の鼻孔は今日のような二重の鼻孔になりました。しかし、この一対の鼻孔には呼吸機能はなく、口にもつながっておらず、嗅覚機能のみを持ち、匂いを嗅ぐために使用されます。しかし、呼吸の必要性は減らず、目の後ろにある最初の一対の鰓嚢は噴気孔に変化し、新しい呼吸方法として水を吸入するための呼吸器官となりました。噴気孔の構造は、後の魚が淡水の酸素が乏しい環境で呼吸するのに役立ち、また私たちの祖先が川、湖、池を通って陸地の奥深くまで侵入することを可能にした。私たちの祖先が実際に陸に上がり始めると、嗅覚に使われていた鼻孔はついに口とつながり、主な呼吸器官となり、排水孔は呼吸機能を失いました。最終的に、土地を征服する過程で、私たちの祖先は聴覚に対する強い欲求を発達させ、放棄された噴気孔は再利用され、中耳腔へと進化しました。その周りの骨の塊は徐々に小さくなって中耳に入り、音を脳に伝え、私たちに敏感な聴覚を与えました。

ですから、次にその美しい音楽を聴くときは、進化の驚異を讃えてください。私たちに聴覚を楽しむ特権を与えてくれた古代の魚類の祖先のことを考えてみましょう。

この記事は科学普及中国創造育成プログラムによって制作されました。転載の際は出典を明記してください