Lungefisk og salamandre gør os klogere på, hvordan hørelsen opstod
Lungefisk og salamandre kan høre, selvom de hverken har et ydre øre eller et mellemøre. Derfor kunne de tidlige landlevende hvirveldyr sandsynligvis også høre, viser ny dansk forskning.
Det er i sagens natur ikke muligt at undersøge hørelsen hos de tidlige landlevende hvirveldyr, da de for længst er uddøde. Ørerne hos lungefisk og salamandre er dog gode modeller for forskellige udviklingstrin af ørerne hos de tidlige landlevende hvirveldyr
Ved at undersøge hørelsen hos lungefisk og salamandre. hvis ører minder om ørerne hos de tidlige landlevende hvirveldyr, er det således muligt at blive klogere på hørelsen hos de tidlige landlevende hvirveldyr og på udviklingen af hørelse i luft.
Et team af danske forskere bestående af lektor Jakob Christensen-Dalsgaard fra Biologisk Institut, Syddansk Universitet, ph.d. Christian Bech Christensen og professor Peter Teglberg Madsen fra Institut for Bioscience, Aarhus Universitet samt ph.d.-stipendiat Henrik Lauridsen og professor MSO Michael Pedersen fra Institut for Klinisk Medicin, Aarhus Universitet har derfor undersøgt hørelsen hos lungefisk og salamandre, og undersøgelserne er netop publiceret i Proceedings of the Royal Society B og Journal of Experimental Biology.
Hørelse kræver store ændringer i øret
Hos mennesker og mange andre landlevende hvirveldyr kan øret opdeles i tre dele: Det ydre øre, mellemøret og det indre øre. Det ydre øre indfanger de lydbølger, der rammer det og leder dem ind i øregangen. I mellemøret overføres tryksvingningerne i luften via trommehinden og én eller tre mellemøreknogler til væskebevægelser i det indre øre, hvor oversættelsen af lydbølger til nervesignaler finder sted.
Trommehindemellemøret forbedrer overførslen af lydenergi fra omgivelserne til sansecellerne i det indre øre med op mod 1000 gange og har derfor stor betydning for hørelsen hos landlevende hvirveldyr.
Tilgængelige palæontologiske data tyder dog på, at trommehindemellemøret med stor sandsynlighed først blev udviklet ca. 100 millioner år efter, at hvirveldyrene gik på land. Derfor har forskningen længe antaget, at de tidlige landlevende hvirveldyr var døve.
Resultater overraskede forskere
Til forskernes overraskelse viste deres undersøgelser, at ikke bare de landlevende voksne salamandre, men også de vandlevende unge salamandre og endda lungefiskene, som er fuldstændig utilpasset hørelse i luft, kan høre lyd i luft på trods af det manglende trommehindemellemøre. Ved at undersøge dyrenes vibrationssans har forskerne påvist, at både lungefisk og salamandre hører lyd ved at sanse de vibrationer, som lydbølgerne inducerer, når de rammer dyrene.
Dette betyder, at hvirveldyrenes tilpasning til hørelse i luft efter overgangen fra vand til land formentlig var en gradvis proces. Alt tyder således på, at de tidlige landlevende hvirveldyr kunne høre også før de udviklede trommehindemellemøret.
Ud over at gøre os klogere på hørelse generelt, kan resultaterne i fremtiden give inspiration til udviklingen af kliniske behandlinger for hørenedsættelse.
Forskningsprojekterne er støttet af Oticon Fonden.
Ref:
Hearing of the African lungfish (Protopterus annectens) suggests underwater pressure detection and rudimentary aerial hearing in early tetrapods. Christensen CB, Christensen-Dalsgaard J, Madsen PT. J. Exp. Biol. 2015.
Better than fish on land? Hearing across metamorphosis in salamanders. Christensen CB, Lauridsen H, Christensen-Dalsgaard J, Pedersen M, Madsen PT. Proc. R. Soc. B. 2015
Foto: Ved at skanne dyrene i en CT-skanner kunne forskerne se, hvordan opbygningen af øret ændrer sig hen over metamorfosen i axolotlen. Figuren viser 3D-figurer lavet på baggrund af CT-skanninger. På billederne ses en ung axolotl (øverst), en voksen axolotl (i midten) og en voksen tigersalamander (nederst). (Foto: Christian Bech Christensen, Aarhus Universitet)
Kontakt
Lektor Jakob Christensen-Dalsgaard
Biologisk Institut, Syddansk Universitet
Tlf. 6550 2448
Email: jcd@biology.sdu.dk
Ph.d. Christian Bech Christensen
Institut for Bioscience, Aarhus Universitet
Tlf.: 2253 0631
Email: christian.bech@bios.au.dk
Professor Peter Teglberg Madsen
Institut for Bioscience, Aarhus Universitet
Tlf.: 5177 8771
Email: peter.madsen@bios.au.dk