你见过鱼和青蛙的耳朵吗?
从对不同生物的耳廓发育过程比较中,可以深刻地体会到恩培多克勒( Empedoeles)所说:“生物的进化与世界之美的完善,与美、与和谐形式是等过程的。”通过其他物种的耳廓比较,我们对人类耳廓的认识会更具有联系和动态的观点,更加深刻与系统。
在约180万种生物中,听觉现象大多发生在有头部形成的生物之中。头部形成( cephalization)主要出现在两侧对称的动物中,头部的出现伴随神经和感官的集中,有利于这些组织与器官的充分发展以及适应自然界。但这并不意味着植物是没有听觉感知的。亿万年进化中,许多植物获得了对自然界的各种声音(响)做出不同敏感反应的能力,如锦葵对外界的声响反应速度最快,而秋海棠发出的声音音色优美动听等。科学家依据进化理论对植物在听觉方面与动物、人类相似解释可能是因为所有自然界的生物——植物、动物或人类,都是来自共同的祖先——活细胞。
水母(图3-1)有预测海洋风暴的能力。风暴来临前,海洋表面空气和海浪摩擦而产生较低频率次生波(频率8-13/秒,而人耳所能感知的声波频率为16-200次/秒),水母借助其伞形边缘类似人耳功能的感受球——眼点与平衡器可以特别敏感地感受到。眼点与平衡器的共鸣腔内长着一个细柄结构,柄上有个小球,球内含有钙质的听石,海洋次生波冲击球内的听石时,听石就刺激球壁上的神经感受器,于是水母就先期听到正在来临的海洋风暴的隆隆声音。模仿水母感觉器制造的仪器可提前15小时预报海洋风暴。
鱼类(图3-2)有较为发达的听觉器官,能利用声音(波)来传递或感受信息。其听觉平衡器官是一对内耳,因其结构复杂而称膜迷路,包藏于脑颅听囊内的外淋巴液中,膜迷路里充满了内淋巴液。每侧内耳都包括上、下两部分。上部有椭圆囊、半规管、壶腹;下部有球囊、瓶状鬟,其内有石灰质耳石,以球囊中的剪石最大。椭圆囊、球囊和壶腹内的感觉上皮分别形成听斑和听嵴,与听神经相连接。当鱼身体移动时,耳石对听斑和听嵴的压力发生变化,内淋巴液的压力随之改变,内耳淋巴发生振荡,这种振荡刺激耳石和感觉细胞,感觉的信总通过听神经传递到中枢神经,引起肌肉的反射性运动。膜迷路上部的椭圆囊是鱼身体平衡机制的中心,而球囊和瓶状囊内的听斑能感受声波,并通过听神经将外界的声波传递到脑,产生听觉。其感受声波的频率范围是340-690次/秒。
水陆两栖动物在水生到半陆生的转变过程中,内耳结构与鱼类相似,但内耳球状囊的后壁开始分化出真正感音的瓶状囊(听壶),有感觉声波作用。内耳(图3-3)除平衡感觉外,还首次出现听觉机能。适应在陆地上感受声波而生成中耳,中耳由中耳腔,鼓膜和耳柱骨组成。中耳腔又称鼓室,由胚胎第一对咽囊演变而来。中耳腔内的耳柱骨两端分别紧贴内耳外壁的椭圆窗和鼓膜内面的中央,将鼓膜所感受的声波传入内耳,通过听神经传导到脑,产生听觉。口腔与中耳腔之间有耳咽管相通,使鼓膜内外的受压趋于平衡。鼓膜位于皮肤表面,没有任何保护。
青蛙(图3-3)的耳朵分化为鼓膜、中耳、内耳等结构,听觉较为灵敏。鲵螈类和蚓螈类(图3-4)无中耳腔,但有发达的耳柱骨。其外端与鳞骨相关节,通过颌骨可将声波的振动传送到内耳。绝大多数种类的椭圆窗外还有一块平板状的盖骨,以一小型的盖骨肌连接肩带,盖骨肌拉紧时,地面的振动可由附肢经这块肌肉传导到盖骨而到达内耳