Informație

De ce sunt mamiferele singurele animale cu pinne / urechi exterioare?


Da, știu că bufnițele au „smocuri de urechi” cu pene, dar acestea sunt mai puțin potrivite pentru auz și mai multe pentru afișare.

Și îmi este greu să cred că animalele precum dinozaurii sau alți arzauroși cursori nu s-ar baza pe sunet la fel de mult ca un mamifer. Este prea util pentru un sens.

Un indiciu potențial este faptul că majoritatea tetrapodelor non-mamifere par să utilizeze reglarea electrică pentru a discerne diferite sunete, în timp ce mamiferele folosesc celulele de păr ale cohleei mai lungi pentru a discrimina mecanic sunetul. Simt că acest lucru este legat, dar nu este complet legat de motivul pentru care o structură a urechii externe cărnoase se poate colecta și se poate concentra asupra direcției unui sunet.

De ce au evoluat pinnae la mamifere și de ce sunt singurii cu o astfel de structură?


Răspuns scurt Auzul mamiferelor este unic și uimitor.

Urechea mamiferelor este unică și extrem de sensibilă, cu un sistem de amplificare încorporat care înseamnă că pot fi detectate chiar și modificări minuscule ale sunetului. Amplificarea osoasă este, de asemenea, motivul pentru care cohleea mamiferelor (sau cel puțin teriană) este imensă, fiecare creștere incrementală a dat mult mai multe informații, trebuie să devină destul de mare înainte de a atinge punctul de revenire diminshing. Aceasta înseamnă că mamiferele pot obține o mulțime de investiții chiar și mici pentru îmbunătățirea auzului. Marea majoritate a altor grupuri nu ar obține niciun beneficiu de la o ureche externă. urechile lor nu sunt suficient de sensibile pentru a câștiga ceva ce strâng ecourile slabe ale urechilor externe. Singurul grup care ar obține un anumit beneficiu (bufnițe) are ceva funcțional similar cu o ureche externă.

Urechea de mamifer a evoluat din reorganizarea oaselor maxilarului vestigial pe care niciun alt grup nu le avea (sau mai corect nu au devenit vestigiale în alte grupuri). Mamiferele sunt singurul grup cu un singur os în maxilarul inferior. este o poveste fascinantă și merită o privire. Se compensează cam cât de îngrozitori sunt ochii de mamifer.


O Șopârlă ar avea nevoie de urechi de 8 cm pentru a focaliza raza de auz superioară.

Șopârlele și păsările pot auzi până la 4kHz până la 10 kHz, ceea ce corespunde unei lungimi de undă a energiei de la 8cm la 3cm, astfel încât o broască ar avea nevoie de urechi de aproximativ 8cm pentru a colecta și a focaliza sunetul, iar o pasăre ar avea nevoie de urechi de aproximativ 3cm. De asemenea, apelurile de păsări sunt limitate la aproximativ 8 kHz, cu aproximativ 1 octavă mai mare decât nota 88 de pe un pian.

De asemenea, distanța dintre cele două urechi ale unei păsări este mai mică decât lungimea de undă a sunetului pe care îl detectează, deci au mai puțină înțelegere din ce direcție provin sunetele.

Pisicile și șoarecii pot auzi unde sonore de aproximativ 0,5 cm, astfel încât urechile lor pot mări și focaliza sunetul eficient și pot, de asemenea, să protejeze urechile, astfel încât să audă doar câte o parte.

Materialele moi absorb sunetul, de aceea difuzoarele audio folosesc fibra de carbon și alte diafragme rigide pentru a transmite frecvențe ridicate și de aceea pâinea prăjită are frecvențe mai mari decât pâinea, astfel încât mamiferele au trebuit să utilizeze rigiditatea oaselor articulate pentru a prelua frecvențe ridicate ale sunetului. Este un pas complex de adaptare, cam asemănător evoluției ochiului.

Iată un videoclip despre urechile de mamifere wiki.

Primele mamifere au fost nocturne, poate fi un factor care contribuie.


Explicator: Cum funcționează urechile

Ascultă! Urechile mari contribuie la atragerea sunetului, dar nu este tot ce este necesar pentru a auzi zgomotul.

Imparte asta:

31 octombrie 2017 la ora 5:35

Urechile pot fi floppy și piele ca un elefant, ascuțite și pufoase ca o pisică, sau discuri plate, rotunde, cum ar fi o broască. Dar, indiferent de forma sau dimensiunea lor, vertebratele își folosesc urechile pentru a mări undele de sunet primite și pentru a le transforma în semnale pe care creierul le poate interpreta. Rezultatul ne permite să auzim trâmbița elefantului, ronțăitul pisicii și scârțâitul broaștei. De asemenea, desigur, melodiile noastre preferate.

Sunetul călătorește prin aer în valuri care se comprimă, se întind și apoi se repetă. Compresia exercită o apăsare asupra obiectelor, cum ar fi țesutul urechii. Pe măsură ce un val se întinde înapoi, trage țesutul. Aceste aspecte ale undei provoacă vibrația oricărui sunet.

Educatori și părinți, Înscrieți-vă pentru foaia de înșelăciune

Actualizări săptămânale pentru a vă ajuta să utilizați Știri științifice pentru studenți în mediul de învățare

Undele sonore lovesc mai întâi urechea exterioară. Aceasta este o parte adesea vizibilă pe cap. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de pinna sau auriculă. Forma urechii externe ajută la colectarea sunetului și direcționarea acestuia în interiorul capului spre urechile medii și interioare. Pe parcurs, forma urechii ajută la amplificarea sunetului - sau la creșterea volumului acestuia - și la determinarea de unde provine.

Din urechea exterioară, undele sonore călătoresc printr-un tub numit canalul urechii. La oameni, acest mic tub are o lungime de aproximativ 2,5 centimetri (1 inch). Nu orice animal are urechea exterioară și canalul urechii. Multe broaște, de exemplu, au doar o pată plană în spatele ochilor. Acesta este tamburul lor pentru urechi.

La animalele cu urechea exterioară și canalul urechii, tamburul urechii - sau timpan - este în interiorul capului. Această membrană strânsă se întinde pe capătul canalului urechii. Pe măsură ce undele sonore se lovesc în acest tambur, acestea îi vibrează membrana. Acest lucru declanșează unde de presiune care se umflă în urechea medie.

În urechea medie este o cavitate mică, cu trei oase mici. Aceste oase sunt malleus (care înseamnă „ciocan” în latină), incus (care înseamnă „nicovală” în latină) și stapes (care înseamnă „etrier” în latină). La oameni, aceste trei oase sunt cunoscute sub numele de osicule. Sunt cele mai mici oase din corp. Steps (STAY-pipi), de exemplu, are doar 3 milimetri (0,1 inch) lungime! Aceste trei oase lucrează împreună pentru a primi unde sonore și a le transmite către urechea internă.

Cu toate acestea, nu toate animalele au aceste osicle. Șerpii, de exemplu, nu au atât urechea externă, cât și urechea medie. În ele, maxilarul transmite vibrații sonore direct către urechea internă.

În interiorul acestei urechi interne se află o structură în formă de melc plină cu lichid. Se numește cohleea (KOAK-lee-uh). În interiorul său stau rânduri de celule microscopice „de păr”. Acestea conțin fascicule de fire mici, asemănătoare părului, încorporate într-o membrană asemănătoare gelului. Când vibrațiile sonore pătrund în cohlee, ele fac ca membrana - și celulele sale de păr - să se legene încoace și încolo. Mișcările lor trimit mesaje către creier care înregistrează sunetul ca oricare dintre numeroasele tonuri distincte.

Celulele pilose sunt fragile. Când cineva moare, dispare pentru totdeauna. Așadar, în timp, pe măsură ce acestea dispar, oamenii încep să piardă capacitatea de a detecta anumite sunete. Celulele de păr care răspund la sunete puternice tind să moară mai întâi. De exemplu, un adolescent poate auzi un sunet cu o frecvență foarte mare de 17.400 hertz, în timp ce cineva cu urechi mai în vârstă nu. Vrei dovezi? Puteți să o testați singur mai jos.

Ascultați sunetele din acest videoclip. Le auzi pe toate? Dacă puteți, probabil că aveți sub 20 de ani. ASAPScience

Cuvinte de putere

amplifica Pentru a crește numărul, volumul sau alte măsuri de reacție.

pavilionul urechii Partea vizibilă a unei urechi. La om, acesta are forma unei pâlnii, dar la alte animale poate fi ascuțit, rotunjit sau o clapă mare. Este, de asemenea, numit pinna.

cavitate (în biologie) O structură deschisă, asemănătoare buzunarului, înconjurată de țesuturi.

celulă Cea mai mică unitate structurală și funcțională a unui organism. De obicei, prea mic pentru a fi văzut cu ochiul fără ajutor, este format dintr-un fluid apos înconjurat de o membrană sau de un perete. Majoritatea organismelor, cum ar fi drojdiile, mucegaiurile, bacteriile și unele alge, sunt compuse dintr-o singură celulă.

cohleea (plural cohlee) O structură în formă de spirală în urechea internă a oamenilor și a altor mamifere. Bateria naturală din urechea internă a mamiferelor oferă energie pentru a conduce semnale de la ureche la creier. Aceste semnale călătoresc de-a lungul nervului auditiv.

comprimare Apăsând pe una sau mai multe părți ale ceva pentru a reduce volumul acestuia.

frecvență De câte ori apare un fenomen periodic specificat într-un interval de timp specificat. (În fizică) Numărul de lungimi de undă care apare într-un anumit interval de timp.

gel Un material lipicios sau vâscos care poate curge ca un lichid gros.

celulele pilose Aceștia sunt receptorii senzoriali din interiorul urechilor vertebratelor care le permit să audă. Acestea seamănă de fapt cu firele de păr stufoase.

hertz Frecvența cu care apare ceva (cum ar fi o lungime de undă), măsurată în numărul de repetări ale ciclului în fiecare secundă de timp.

incus Unul dintre oasele urechii medii. Cuvântul înseamnă & ldquoanvil & rdquo în latină. Transferă vibrațiile sonore de la un alt os, numit malleus, la un al treilea, cunoscut sub numele de stape.

malleus Unul dintre oasele urechii medii. Cuvântul înseamnă & ldquohammer & rdquo în latină. Transmite vibrațiile timpanului către un alt os numit incus.

membrană O barieră care blochează trecerea (sau curgerea) unor materiale în funcție de mărimea lor sau de alte caracteristici. Membranele fac parte integrantă din sistemele de filtrare. Mulți îndeplinesc aceeași funcție ca acoperirea exterioară a celulelor sau a organelor unui corp.

microscopic Un adjectiv pentru lucruri prea mici pentru a fi văzute de ochiul liber.

osicule Cele trei oase mici ale urechii medii, inclusiv maleul, incusul și stapele. Aceste oase amplifică și transmit sunetul și sunt cele mai mici oase din corpul uman.

pinna Partea vizibilă a urechii. La om, are o formă de pâlnie. La alte animale, acesta poate fi ascuțit, rotunjit sau o clapă mare. Este, de asemenea, numit pavilionul urechii.

presiune Forța aplicată uniform pe o suprafață, măsurată ca forță pe unitate de suprafață.

unda de sunet O undă care transmite sunet. Undele sonore au benzi alternante de presiune înaltă și joasă.

stape Unul dintre oasele urechii medii. Cuvântul înseamnă & ldquostirrup & rdquo în latină. Transferă vibrațiile sonore de la un alt os, numit incus, către urechea internă.

țesut Realizate din celule, oricare dintre tipurile distincte de materiale care alcătuiesc animale, plante sau ciuperci. Celulele dintr-un țesut funcționează ca o unitate pentru a îndeplini o anumită funcție în organismele vii. Diferite organe ale corpului uman, de exemplu, sunt adesea realizate din multe tipuri diferite de țesuturi.

transmite (n. transmisie) A trimite sau a trece de-a lungul.

timpan Numit și tamburul urechii, este o membrană care vibrează ca răspuns la sunet. La mamifere și la persoanele cu urechi vizibile, exterioare, timpanul este situat în afara vederii. Cu toate acestea, la specii precum broaștele, timpanul este uneori vizibil ca o pată rotundă în spatele ochiului animal și rsquos.

vibrează Să se agite ritmic sau să se miște continuu și rapid înainte și înapoi.

val O perturbare sau variație care călătorește prin spațiu și materie în mod regulat, oscilant.

Despre Janet Raloff

Janet Raloff este editorul Știri științifice pentru studenți. Înainte de aceasta, a fost reporter de mediu pentru Știri științifice, specializată în toxicologie. Spre surprinderea ei nesfârșită, fiica ei a devenit toxicologă.

Despre Bethany Brookshire

Bethany Brookshire a fost o scriitoare de multă vreme la Știri științifice pentru studenți. Are un doctorat. în fiziologie și farmacologie și îi place să scrie despre neuroștiințe, biologie, climă și multe altele. Crede că Porgs sunt o specie invazivă.

Resurse în clasă pentru acest articol Aflați mai multe

Resurse gratuite pentru educatori sunt disponibile pentru acest articol. Înregistrați-vă pentru a accesa:


Descriere

The ureche este organul auzului și, la mamifere, echilibrul.

La mamifere, urechea este de obicei descrisă ca având trei părți - urechea externă, urechea medie și urechea internă:

  • The urechea externa constă din pinna (auriculă) și canalul urechii. Deoarece urechea exterioară este singura porțiune vizibilă a urechii la majoritatea animalelor, cuvântul „quotear” se referă adesea doar la partea externă.
  • The urechea medie include cavitatea timpanică și cele trei osicle.
  • The urechea internă se află în labirintul osos și conține structuri care sunt cheia mai multor simțuri: canalele semicirculare, care permit echilibrarea și urmărirea ochilor la mișcarea utriculului și a sacului, care permit echilibrul atunci când staționează și cohleea, care permite auzul.

Urechile vertebratelor sunt plasate oarecum simetric pe ambele părți ale capului, un aranjament care ajută la localizarea sunetului.


Această definiție încorporează text de pe site-ul Wikipedia - Wikipedia: Enciclopedia liberă. (2004, 22 iulie). FL: Wikimedia Foundation, Inc. Adus pe 10 august 2004 de pe http://www.wikipedia.org

Imagini

Descărcați vet-Anatomy

Utilizatori de dispozitive mobile și tablete, puteți descărca din Appstore sau GooglePlay.

Abonează-te acum

Descoperiți planurile noastre de abonament

IMAIOS și terți selectați, utilizează cookie-uri sau tehnologii similare, în special pentru măsurarea audienței. Cookie-urile ne permit să analizăm și să stocăm informații precum caracteristicile dispozitivului dvs., precum și anumite date personale (de exemplu, adrese IP, date de navigare, utilizare sau geolocalizare, identificatori unici). Aceste date sunt prelucrate în următoarele scopuri: analiza și îmbunătățirea experienței utilizatorului și / sau ofertei noastre de conținut, produse și servicii, măsurarea și analiza audienței, interacțiunea cu rețelele sociale, afișarea conținutului personalizat, măsurarea performanței și atractivitatea conținutului. Pentru mai multe informații, consultați politica noastră de confidențialitate.

Puteți da, refuza sau retrage în mod liber consimțământul în orice moment accesând instrumentul nostru de setări pentru cookie-uri. Dacă nu sunteți de acord cu utilizarea acestor tehnologii, vom considera că vă obiectați și la orice stocare a cookie-urilor bazată pe un interes legitim. Puteți consimți la utilizarea acestor tehnologii făcând clic pe „acceptați”.

Setări cookie

Când vizitați IMAIOS, cookie-urile sunt stocate în browserul dvs.

Unele dintre ele necesită acordul dumneavoastră. Faceți clic pe o categorie de cookie-uri pentru a o activa sau a o dezactiva. Pentru a beneficia de toate funcțiile, este recomandat să păstrați activate diferitele categorii de cookie-uri.

Cookie-uri tehnice esențiale

Acestea sunt cookie-uri care asigură funcționarea corectă a site-ului web și permit optimizarea acestuia (detectarea problemelor de navigare, conectarea la contul dvs. IMAIOS, plăți online, depanare și securitate a site-ului web). Site-ul web nu poate funcționa corect fără aceste cookie-uri, motiv pentru care nu sunt supuse consimțământului dumneavoastră.

Cookie-uri de analiză

Acestea sunt cookie-uri menite să măsoare audiența: permite generarea de statistici de utilizare utile pentru îmbunătățirea site-ului web.


Cuprins

În urma ideilor lui Étienne Geoffroy Saint-Hilaire (1818) și a studiilor lui Johann Friedrich Meckel cel Tânăr (1820), Carl Gustav Carus (1818), Martin Rathke (1825) și Karl Ernst von Baer (1828), [5 ] relația dintre oasele maxilarului reptilian și oasele urechii mijlocii de mamifere a fost stabilită pentru prima dată pe baza embriologiei și anatomiei comparate de Karl Bogislaus Reichert (în 1837, înainte de publicarea Despre originea speciilor în 1859). Aceste idei au fost avansate de Ernst Gaupp [6] și sunt acum cunoscute sub numele de Teoria Reichert – Gaupp. [7] [8]

Descoperirea legăturii în omologie dintre articulația maxilarului reptilian și maleul și incusul mamiferelor este considerată o etapă importantă în istoria anatomiei comparative. [9] Lucrările la teromorfe dispărute de Owen (1845) și continuate de Seeley, Broom și Watson au fost esențiale în descoperirea etapelor intermediare ale acestei schimbări. [10] Tranziția dintre maxilarul „reptilian” și urechea medie „mamiferă” nu a fost încheiată în fosil înregistrare până în anii 1950 [11] cu elaborarea unor astfel de fosile precum celebrul de acum Morganucodon. [12]

În timpul dezvoltării embrionare, incusul și maleul apar din același prim arc faringian ca mandibula și maxila și sunt deservite de diviziunea mandibulară și maxilară a nervului trigemen. [13] Studii genetice recente sunt capabile să coreleze dezvoltarea osiculelor de la arcul embrionar [14] la istoria evoluției ipotezată. [15] Bapx1, de asemenea cunoscut ca si Nkx3.2 (membru al clasei genelor homeobox NK2), [16] este implicat în trecerea de la oasele maxilarului non-mamiferelor la osiculele mamiferelor. [17] [18] Alte gene implicate includ Dlx gene, Prx gene și Wnt gene. [19]

Speciile de mamifere vii pot fi identificate prin prezența la femele a glandelor mamare care produc lapte. Alte caracteristici sunt necesare la clasificarea fosilelor, deoarece glandele mamare și alte caracteristici ale țesuturilor moi nu sunt vizibile în fosile. Prin urmare, paleontologii folosesc osiculele ca trăsături osoase distincte împărțite de toate mamiferele vii (inclusiv monotremele), dar nu sunt prezente în niciunul dintre terapeutele triasice timpurii („reptile asemănătoare unui mamifer”).

Amniotele timpurii aveau o articulație maxilară compusă din articular (un os mic în partea din spate a maxilarului inferior) și pătrat (un os mic în partea din spate a maxilarului superior). Toți amniotii non-mamifere folosesc acest sistem, inclusiv șopârle, crocodilieni, dinozauri (și descendenții lor păsările) și terpside, astfel încât singurul osicul din urechile lor mijlocii este stapele. Articulația maxilarului mamiferului este compusă din diferite oase ale craniului, inclusiv dinte (osul maxilarului inferior care poartă dinții) și squamosal (un alt os mic al craniului). La mamifere, oasele pătrate și articulare au evoluat către oasele incus și maleole din urechea medie. [20] [21]

Urechea medie a mamiferelor conține trei oase minuscule cunoscute sub numele de osicle: malleus, incus și stapes. Osiculele sunt un sistem complex de pârghii ale căror funcții includ: reducerea amplitudinii vibrațiilor creșterea forței mecanice a vibrațiilor și îmbunătățirea astfel a transmiterii eficiente a energiei sonore de la timpan la structurile urechii interne. Osiculele acționează ca analogul mecanic al unui transformator electric, potrivind impedanța mecanică a vibrațiilor din aer cu vibrațiile din lichidul cohleei. Efectul net al acestei potriviri de impedanță este de a crește foarte mult sensibilitatea generală și limitele de frecvență superioare ale auzului la mamifere, în comparație cu auzul reptilian. Detaliile acestor structuri și efectele lor variază considerabil între diferite specii de mamifere, chiar și atunci când speciile sunt la fel de strâns legate ca oamenii și cimpanzeii. [22]

Următoarea cladogramă simplificată afișează relații între tetrapode:

Primele vertebrate complet terestre au fost amniote, care s-au dezvoltat în ouă cu membrane interne care au permis embrionului în curs de dezvoltare să respire, dar au păstrat apa. Primele amniote au apărut la sfârșitul Carboniferului din reptiliomorfii ancestrali (un grup de amfibieni ai căror unici descendenți vii sunt amnioti). ). În câteva milioane de ani, două descendențe importante de amniote au devenit distincte: strămoșii sinapsidi ai mamiferelor și strămoșii sauropsidi ai șopârlelor, șerpilor, crocodilienilor, dinozaurilor și păsărilor. [23]

Evoluția articulațiilor maxilarului și a urechilor mamiferelor nu a avut loc simultan cu evoluția altor trăsături ale mamiferelor. Cu alte cuvinte, articulațiile maxilarului și urechile nu definesc niciunul, cu excepția celor mai recente grupuri de mamifere.

În amniotele moderne (inclusiv mamifere), urechea medie colectează sunete aeriene printr-un timpan și transmite vibrații către urechea internă prin structuri subțiri cartilaginoase și osificate. Aceste structuri includ de obicei stapes (un osicul auditiv în formă de etrier).

Probabil că tetrapodele timpurii nu posedau timpane. Timpurile par să fi evoluat independent de trei până la șase ori. [25] [26] La membrii bazali ai celor 3 mari clade de amniote (sinapsi, eureptile și parareptile) oasele stape sunt recuzite relativ masive care susțin creierul, iar această funcție le împiedică să fie folosite ca parte a sistemului auditiv. . Cu toate acestea, există dovezi din ce în ce mai mari că sinapsidele, eureptilele și parareptilele au dezvoltat timpane conectate la urechea internă prin stape în timpul Permianului. [27]

Fălcile sinapsidelor timpurii, inclusiv strămoșii mamiferelor, erau similare cu cele ale altor tetrapode ale vremii, cu maxilarul inferior format dintr-un os dentar purtător de dinți și mai multe oase posterioare mai mici. Articulația maxilarului consta din osul articular în maxilarul inferior și pătratul din maxilarul superior. Pelycosaurii timpurii (Carboniferul târziu și Permianul timpuriu) probabil nu aveau membrane timpanice (timpane externe). În plus, oasele lor masive de susținere au sprijinit creierul, capetele inferioare sprijinindu-se pe pătrate. Descendenții lor, terpsidele (inclusiv strămoșii de mamifere), au avut probabil membrane timpanice în contact cu oasele pătrate. Stapele au rămas în contact cu osul pătrat, dar au funcționat mai degrabă ca osicule auditive decât ca suporturi pentru cazul creierului. Ca rezultat, oasele pătrate ale terapeutelor au avut probabil o dublă funcție atât în ​​articulația maxilarului, cât și în sistemul auditiv. [28] [29]

În timpul Permianului și Triasicului timpuriu, dentarul terapeutelor, inclusiv strămoșii mamiferelor, s-a mărit continuu, în timp ce alte oase maxilare au fost reduse. [30]

În cele din urmă, osul dentar a evoluat pentru a intra în contact cu squamosalul, un os în maxilarul superior situat anterior pătratului, permițând două articulații maxilare simultane: [31] o articulație anterioară "mamifer" între dentar și squamosal și o reptiliană posterioară " „articulație între pătrat și articular. Această „maxilară cu două articulații” poate fi văzută la cinodonti târzii și la mamifere timpurii. [32] Morganucodon este unul dintre primele descoperite și studiate cel mai bine dintre mamifere, deoarece s-a găsit un număr neobișnuit de mare de fosile morganucodont. Este un exemplu de intermediar evolutiv aproape perfect între reptilele asemănătoare unui mamifer și reptilele existente. [33]

Primele mamifere erau în general animale mici și probabil erau insectivore nocturne. Acest lucru sugerează o sursă plauzibilă de presiune evolutivă: cu aceste oase mici în urechea medie, un mamifer și-a extins gama de auz pentru sunete înalte, care ar îmbunătăți detectarea insectelor în întuneric. [34]

Dovezile că malul și incusul sunt omoloage cu articularul și cuadratul reptilian au fost inițial embriologice și, de la această descoperire, o abundență de fosile de tranziție a susținut concluzia și a dat o istorie detaliată a tranziției. [35] Evoluția stapes (de la columella) a fost un eveniment mai devreme și distinct. [36] [37]

Pe măsură ce osul dentar al maxilarului inferior a continuat să crească în timpul triasicului, articulația mai veche pătrat-articulară a căzut din uz. Unele dintre oase s-au pierdut, dar oasele pătrate, articulare și unghiulare au devenit plutitoare și asociate cu stape. Acest lucru s-a produs cel puțin de două ori la mamifere. Multituberculatele aveau articulații maxilare care constau doar din oasele dentare și squamosale, iar oasele pătrate și articulare făceau parte din urechea medie. Alte caracteristici ale dinților, maxilarelor și craniilor lor sunt semnificativ diferite de cele ale mamiferelor. [21] [38]

Hadrocodium Editați | ×

În linia cea mai strâns legată de mamifere, maxilarele Hadrocodium (în urmă cu aproximativ 195 de milioane de ani în Jurasicul timpuriu) sugerează că ar fi putut fi primul care avea o ureche medie aproape complet mamiferă: îi lipsește jgheabul din spatele maxilarului inferior, peste care timpanul se întindea în terpside și în mamiferele anterioare. . Absența acestui jgheab sugerează că HadrocodiumUrechea făcea parte din craniu, la fel ca la mamifere, și că fostul articular și cadrat migrau spre urechea medie și devenise malleus și incus. HadrocodiumDentalul are un "golf" în spate, care nu are mamifere, o sugestie că osul dentar a păstrat aceeași formă ca și cum articularul și quadratul ar fi rămas parte a articulației maxilarului. [39] Cu toate acestea, mai multe studii au pus la îndoială dacă Hadrocodium într-adevăr avea o ureche medie definitivă de mamifer Hadrocodium probabil a avut o legătură osificată între urechea medie și maxilarul, ceea ce nu este vizibil în dovezile fosile din cauza conservării limitate. [40] [41] Cercetătorii fac acum ipoteza că urechea medie definitivă a mamiferelor nu a apărut mai devreme decât Jurasicul târziu (

Teinolophos Editați | ×

S-a sugerat că o jgheabă relativ mare în osul maxilarului monotremului timpuriu al Cretacicului Teinolophos oferă dovezi ale unei articulații maxilare pre-mamifere, deoarece terpsidele și multe mamifere au avut astfel de jgheaburi în care oasele articulare și unghiulare au „ancorat”. Prin urmare, Teinolophos avea o ureche medie pre-mamiferă, indicând faptul că osiculele urechii medii ale mamiferelor au evoluat independent în monotreme și la alte mamifere. [42] O analiză mai recentă a Teinolophos a concluzionat că jgheabul era un canal pentru vibrațiile mari și nervii senzoriali electrici care se termină în factură (o trăsătură definitorie a ornitorincului modern). Astfel, jgheabul nu este o dovadă că Teinolophos avea articulația maxilarului pre-mamifer și o ureche medie pre-mamiferă. [43]

Yanoconodon Editați | ×

O formă intermediară recent descoperită este mamiferul primitiv Yanoconodon, care a trăit acum aproximativ 125 de milioane de ani în era mezozoică. Yanoconodon osiculele s-au separat de maxilar și servesc funcției auditive în urechea medie, dar mențin o legătură subțire cu maxilarul prin cartilajul osificat Meckel. [44] [41] Menținerea unei conexiuni prin cartilajul osificat Meckel ar fi putut fi avantajoasă din punct de vedere evolutiv, deoarece osiculele auditive nu erau conectate la craniu în Yanoconodon (așa cum sunt la mamiferele existente) și au necesitat sprijin structural prin cartilajul Meckel. [45]

Gama de frecvență și sensibilitatea urechii depind de forma și dispunerea oaselor urechii medii. În linia reptiliană, auzul depinde de conducerea vibrațiilor de joasă frecvență prin sol sau structuri osoase (cum ar fi columela). Prin modificarea osului articular, osului pătrat și columelei în osici mici, mamiferele au putut auzi o gamă mai largă de vibrații aeriene de înaltă frecvență. [46] Auzul la mamifere este ajutat în continuare de un timpan în urechea externă și de o cohlee nou dezvoltată în urechea internă.


Diagrama arată forma și locația majorității acestor componente:

  • antihelix formează o formă „Y” unde părțile superioare sunt:
    • Superior crus (în stânga fosa triangularis în diagramă)
    • Crus inferioare (în dreapta fosa triangularis în diagramă)

    Editare dezvoltare

    Auriculul în curs de dezvoltare se observă mai întâi în jurul celei de-a șasea săptămâni de gestație la fătul uman, dezvoltându-se din dealurile auriculare, care sunt derivate din prima și a doua arcadă faringiană. Aceste dealuri se dezvoltă în pliurile auriculare și se deplasează treptat în sus și înapoi în poziția lor finală pe cap. Auriculele accesorii pe traseu (cunoscute și sub numele de etichete preauriculare) pot fi lăsate în urmă. Primele trei dealuri sunt derivate din primul arc branțial și formează tragus, crus al helixului și, respectiv, elice. Senzația cutanată a acestor zone este prin nervul trigemen, nervul însoțitor al arcului 1 branțial. Ultimele trei dealuri sunt derivate din cel de-al doilea arc branchial și formează antihelixul, antitragul și respectiv lobulul. Aceste porțiuni ale urechii sunt furnizate de plexul cervical și o porțiune mică de nervul facial. Acest lucru explică de ce veziculele sunt văzute în mod clasic pe auriculă în infecțiile cu herpes ale nervului facial (sindromul Ramsay Hunt tip II). [1]

    Funcțiile auriculei sunt de a colecta sunetul și de a-l transforma în informații direcționale și alte informații. Auriculul colectează sunetul și, ca o pâlnie, amplifică sunetul și îl direcționează către canalul auditiv. [2] Efectul de filtrare al pinnae umane selectează preferențial sunetele din gama de frecvență a vorbirii umane.

    Amplificare și modulare Edit

    Amplificarea sunetului de către pinna, membrana timpanică și urechea medie determină o creștere a nivelului de aproximativ 10 până la 15 dB într-un interval de frecvență de la 1,5 kHz la 7 kHz. Această amplificare este un factor important în trauma urechii interne rezultată din niveluri sonore ridicate.

    Aparatele auditive non-electrice care au fost concepute pentru a proteja auzul (în special cel al muzicienilor și altor persoane care lucrează în medii zgomotoase) care se potrivesc perfect în concha au fost studiate de Institutul de cercetare a sunetului și vibrațiilor (ISVR) de la Universitatea din Southampton din Marea Britanie [3]

    Notch of pinna Edit

    Datorită anatomiei sale, pinna elimină în mare măsură un segment mic al spectrului de frecvență pe care această bandă îl numește crestătură pinna. Pinna funcționează diferit pentru sunetele de frecvență joasă și înaltă. Pentru frecvențe joase, acesta se comportă similar cu un vas reflector, direcționând sunetele spre canalul urechii. Cu toate acestea, pentru frecvențe înalte, se crede că valoarea sa este mai sofisticată. În timp ce unele dintre sunetele care intră în ureche se deplasează direct spre canal, altele reflectă mai întâi contururile pinnei: acestea intră în canalul urechii după o întârziere foarte mică. Această întârziere determină anularea fazei, eliminând practic componenta de frecvență a cărei perioadă de undă este de două ori mai mare decât perioada de întârziere. De asemenea, frecvențele învecinate scad semnificativ. În banda de frecvență afectată - crestătura pinna - pinna creează un efect de filtrare a opririi benzii sau a crestăturii. Acest filtru afectează de obicei sunetele în jur de 10 kHz, deși poate afecta orice frecvență de la 6 la 16 kHz. De asemenea, este dependent de direcție, afectând sunetele care vin de sus mai mult decât cele care vin direct. Acest lucru ajută la localizarea sunetului vertical. [4]

    La animale funcția de pinna este de a colecta sunetul și de a efectua transformări spectrale la sunetele primite, care permit procesul de localizare verticală să aibă loc. [2] Colectează sunetul acționând ca o pâlnie, amplificând sunetul și direcționându-l către canalul auditiv. În timp ce reflectă de la pinna, sunetul trece, de asemenea, printr-un proces de filtrare, precum și prin modulație de amplitudine dependentă de frecvență, care adaugă informații direcționale sunetului (vezi localizarea sunetului, localizarea sunetului vertical, funcția de transfer legată de cap, crestătura pinna). La diferite specii, pinna poate semnaliza starea de spirit și poate radia căldură.

    Există diferite anomalii vizibile ale urechii:

    • leziuni traumatice [5]
    • infecție [6], aluniță, semn de naștere [6], inclusiv cheloide [6] [7] [7], degerături [6], adesea dintr-un aparat auditiv slab potrivit [6], pinna absentă [7], pinna subdezvoltată [7] ], un pinna acoperit sub pielea scalpului [5]
    • Deformitatea lui Stahl, pinna ascuțită datorită unei pliuri suplimentare de cartilaj [5]
    • deformare a urechii cu cupă sau constrângere, helix superior cu glugă [5] [8] [8], protuberanță pe helixul anterior [6], incluzând hipertricoza lanuginosa acquisita, o pină păroasă [6], deformare a cartilajului post-traumatic [6], nodul pe pinna legat de guta [6] (nodul lui Winkler), un nodul inițiat de deteriorarea solară [6] și cornul cutanat, leziuni premaligne cauzate de deteriorarea solară [6]
    • neoplasm benign și malign, inclusiv tumori, keratoacantom, carcinom [6]

    Auriculele vizibile sunt o trăsătură comună la mamifere, în special la mamifere placentare și marsupiale, dar sunt slab dezvoltate sau absente în monotreme. Impresiile pielii prezintă auricule mari, asemănătoare șoarecilor, în Spinoleste.


    Recepția sunetului

    La mamifere, undele sonore sunt colectate de partea cartilaginoasă externă a urechii numită pinna, apoi călătoresc prin canalul auditiv și provoacă vibrații ale diafragmei subțiri numite timpan sau tambur de urechi, partea cea mai interioară a urechea externa (ilustrat în Figura 2). Interiorul timpanului este urechea medie. Urechea medie deține trei oase mici numite osicule, care transferă energia din timpanul în mișcare către urechea internă. Cele trei osicle sunt malleus (also known as the hammer), the incus (the anvil), and stapes (the stirrup). The aptly named stapes looks very much like a stirrup. The three ossicles are unique to mammals, and each plays a role in hearing. The malleus attaches at three points to the interior surface of the tympanic membrane. The incus attaches the malleus to the stapes. In humans, the stapes is not long enough to reach the tympanum. If we did not have the malleus and the incus, then the vibrations of the tympanum would never reach the inner ear. These bones also function to collect force and amplify sounds. The ear ossicles are homologous to bones in a fish mouth: the bones that support gills in fish are thought to be adapted for use in the vertebrate ear over evolutionary time. Many animals (frogs, reptiles, and birds, for example) use the stapes of the middle ear to transmit vibrations to the middle ear.

    Figure 2. Sound travels through the outer ear to the middle ear, which is bounded on its exterior by the tympanic membrane. The middle ear contains three bones called ossicles that transfer the sound wave to the oval window, the exterior boundary of the inner ear. The organ of Corti, which is the organ of sound transduction, lies inside the cochlea.


    155 Mammals

    By the end of this section, you will be able to do the following:

    • Name and describe the distinguishing features of the three main groups of mammals
    • Describe the likely line of evolutionary descent that produced mammals
    • List some derived features that may have arisen in response to mammals’ need for constant, high-level metabolism
    • Identify the major clades of eutherian mammals

    Mammals , comprising about 5,200 species, are vertebrates that possess hair and mammary glands. Several other characteristics are distinctive to mammals, including certain features of the jaw, skeleton, integument, and internal anatomy. Modern mammals belong to three clades: monotremes, marsupials, and eutherians (or placental mammals).

    Characteristics of Mammals

    The presence of hair , composed of the protein keratin , is one of the most obvious characteristics of mammals. Although it is not very extensive or obvious on some species (such as whales), hair has many important functions for most mammals. Mammals are endothermic, and hair traps a boundary layer of air close to the body, retaining heat generated by metabolic activity. Along with insulation, hair can serve as a sensory mechanism via specialized hairs called vibrissae, better known as whiskers. Vibrissae attach to nerves that transmit information about tactile vibration produced by sound sensation, which is particularly useful to nocturnal or burrowing mammals. Hair can also provide protective coloration or be part of social signaling, such as when an animal’s hair stands “on end” to warn enemies, or possibly to make the mammal “look bigger” to predators.

    Unlike the skin of birds, the integument (skin) of mammals, includes a number of different types of secretory glands. Sebaceous glands produce a lipid mixture called sebum that is secreted onto the hair and skin, providing water resistance and lubrication for hair. Sebaceous glands are located over most of the body. Eccrine glands produce sweat, or perspiration, which is mainly composed of water, but also contains metabolic waste products, and sometimes compounds with antibiotic activity. In most mammals, eccrine glands are limited to certain areas of the body, and some mammals do not possess them at all. However, in primates, especially humans, sweat glands are located over most of the body surface and figure prominently in regulating the body temperature through evaporative cooling. Apocrine glands , or scent glands, secrete substances that are used for chemical communication, such as in skunks. Mammary glands produce milk that is used to feed newborns. In both monotremes and eutherians, both males and females possess mammary glands, while in marsupials, mammary glands have been found only in some opossums. Mammary glands likely are modified sebaceous or eccrine glands, but their evolutionary origin is not entirely clear.

    The skeletal system of mammals possesses many unique features. The lower jaw of mammals consists of only one bone, the dentary , and the jaw hinge connects the dentary to the squamosal (flat) part of the temporal bone in the skull. The jaws of other vertebrates are composed of several bones, including the quadrate bone at the back of the skull and the articular bone at the back of the jaw, with the jaw connected between the quadrate and articular bones. In the ear of other vertebrates, vibrations are transmitted to the inner ear by a single bone, the stapes. In mammals, the quadrate and articular bones have moved into the middle ear ((Figure)). The malleus is derived from the articular bone, whereas the incus originated from the quadrate bone. This arrangement of jaw and ear bones aids in distinguishing fossil mammals from fossils of other synapsids.


    The adductor muscles that close the jaw comprise two major muscles in mammals: the temporalis si masseter. Working together, these muscles permit up-and-down and side-to-side movements of the jaw, making chewing possible—which is unique to mammals. Most mammals have heterodont teeth, meaning that they have different types and shapes of teeth (incisors, canines, premolars, and molars) rather than just one type and shape of tooth. Most mammals are also diphyodonts , meaning that they have two sets of teeth in their lifetime: deciduous or “baby” teeth, and permanent teeth. Most other vertebrates with teeth are polyphyodonts, that is, their teeth are replaced throughout their entire life.

    Mammals, like birds, possess a four-chambered heart however, the hearts of birds and mammals are an example of convergent evolution, since mammals clearly arose independently from different groups of tetrapod ancestors. Mammals also have a specialized group of cardiac cells (fibers) located in the walls of their right atrium called the sinoatrial node, or pacemaker, which determines the rate at which the heart beats. Mammalian erythrocytes (red blood cells) do nu have nuclei, whereas the erythrocytes of other vertebrates are nucleated.

    The kidneys of mammals have a portion of the nephron called the loop of Henle or nephritic loop, which allows mammals to produce urine with a high concentration of solutes—higher than that of the blood. Mammals lack a renal portal system, which is a system of veins that moves blood from the hind or lower limbs and region of the tail to the kidneys. Renal portal systems are present in all other vertebrates except jawless fishes. A urinary bladder is present in all mammals.

    Unlike birds, the skulls of mammals have two occipital condyles, bones at the base of the skull that articulate with the first vertebra, as well as a secondary palate at the rear of the pharynx that helps to separate the pathway of swallowing from that of breathing. Turbinate bones (chonchae in humans) are located along the sides of the nasal cavity, and help warm and moisten air as it is inhaled. The pelvic bones are fused in mammals, and there are typically seven cervical vertebrae (except for some edentates and manatees). Mammals have movable eyelids and fleshy external ears (pinnae), quite unlike the naked external auditory openings of birds. Mammals also have a muscular diaphragm that is lacking in birds.

    Mammalian brains also have certain characteristics that differ from the brains of other vertebrates. In some, but not all mammals, the Cortex cerebral, the outermost part of the cerebrum, is highly convoluted and folded, allowing for a greater surface area than is possible with a smooth cortex. The optic lobes, located in the midbrain, are divided into two parts in mammals, while other vertebrates possess a single, undivided lobe. Eutherian mammals also possess a specialized structure, the corpus callosum, which links the two cerebral hemispheres together. The corpus callosum functions to integrate motor, sensory, and cognitive functions between the left and right cerebral cortexes.

    Evolution of Mammals

    Mammals are synapsids, meaning they have a single, ancestrally fused, postorbital opening in the skull. They are the only living synapsids, as earlier forms became extinct by the Jurassic period. The early non-mammalian synapsids can be divided into two groups, the pelycosaurs and the therapsids. Within the therapsids, a group called the cynodonts are thought to have been the ancestors of mammals ((Figure)).


    As with birds, a key characteristic of synapsids is endothermy, rather than the ectothermy seen in many other vertebrates (such as fish, amphibians, and most reptiles). The increased metabolic rate required to internally modify body temperature likely went hand-in-hand with changes to certain skeletal structures that improved food processing and ambulation. The later synapsids, which had more evolved characteristics unique to mammals, possess cheeks for holding food and heterodont teeth, which are specialized for chewing, mechanically breaking down food to speed digestion, and releasing the energy needed to produce heat. Chewing also requires the ability to breathe at the same time, which is facilitated by the presence of a secondary palate (comprising the bony palate and the posterior continuation of the soft palate). The secondary palate separates the area of the mouth where chewing occurs from the area above where respiration occurs, allowing breathing to proceed uninterrupted while the animal is chewing. A secondary palate is not found in pelycosaurs but este present in cynodonts and mammals. The jawbone also shows changes from early synapsids to later ones. The zygomatic arch, or cheekbone, is present in mammals and advanced therapsids such as cynodonts, but is not present in pelycosaurs. The presence of the zygomatic arch suggests the presence of masseter muscles, which close the jaw and function in chewing.

    In the appendicular skeleton, the shoulder girdle of therian mammals is modified from that of other vertebrates in that it does not possess a procoracoid bone or an interclavicle, and the scapula is the dominant bone.

    Mammals evolved from therapsids in the late Triassic period, as the earliest known mammal fossils are from the early Jurassic period, some 205 million years ago. One group of transitional mammals was the morganucodonts , small nocturnal insectivores. The jaws of morganucodonts were “transitional,” with features of both reptilian and mammalian jaws ((Figure)). Like modern mammals, the morganucodonts had differentiated teeth and were diphyodonts. Mammals first began to diversify in the Mesozoic era, from the Jurassic to the Cretaceous periods. Even some small gliding mammals appear in the fossil record during this time period. However, most of the Jurassic mammals were extinct by the end of the Mesozoic. During the Cretaceous period, another radiation of mammals began and continued through the Cenozoic era, about 65 million years ago.


    Living Mammals

    There are three major groups of living mammals: monotremes (prototheria), marsupials (metatheria), and placental (eutheria) mammals. The eutherians and the marsupials together comprise a clade of therian mammals, with the monotremes forming a sister clade to both metatherians and eutherians.

    There are very few living species of monotremes : the platypus and four species of echidnas, or spiny anteaters. The leathery-beaked platypus belongs to the family Ornithorhynchidae (“bird beak”), whereas echidnas belong to the family Tachyglossidae (“sticky tongue”) ((Figure)). The platypus and one species of echidna are found in Australia, and the other species of echidna are found in New Guinea. Monotremes are unique among mammals because they lay eggs, rather than giving birth to live young. The shells of their eggs are not like the hard shells of birds, but have a leathery shell, similar to the shells of reptile eggs. Monotremes retain their eggs through about two-thirds of the developmental period, and then lay them in nests. A yolk-sac placenta helps support development. The babies hatch in a fetal state and complete their development in the nest, nourished by milk secreted by mammary glands opening directly to the skin. Monotremes, except for young platypuses, do not have teeth. Body temperature in the three monotreme species is maintained at about 30°C, considerably lower than the average body temperature of marsupial and placental mammals, which are typically between 35 and 38°C.


    Over 2/3 of the approximately 330 living species of marsupials are found in Australia, with the rest, nearly all various types of opossum, found in the Americas, especially South America. Australian marsupials include the kangaroo, koala, bandicoot, Tasmanian devil ((Figure)), and several other species. Like monotremes, the embryos of marsupials are nourished during a short gestational period (about a month in kangaroos) by a yolk-sac placenta, but with no intervening egg shell. Some marsupial embryos can enter an embryonic diapause, and delay implantation, suspending development until implantation is completed. Marsupial young are also effectively fetal at birth. Most, but not all, species of marsupials possess a pouch in which the very premature young reside, receiving milk and continuing their development. In kangaroos, the young joeys continue to nurse for about a year and a half.


    Eutherians (placentals) are the most widespread and numerous of the mammals, occurring throughout the world. Eutherian mammals are sometimes called “placental mammals” because all species possess a complex chorioallantoic placenta that connects a fetus to the mother, allowing for gas, fluid, and nutrient exchange. There are about 4,000 species of placental mammals in 18 to 20 orders with various adaptations for burrowing, flying, swimming, hunting, running, and climbing. In the evolutionary sense, they have been incredibly successful in form, diversity, and abundance. The eutherian mammals are classified in two major clades, the Atlantogenata and the Boreoeutheria. The Atlantogeneta include the Afrotheria (e.g., elephants, hyraxes, and manatees) and the Xenarthra (anteaters, armadillos, and sloths). The Boreoeutheria contain two large groups, the Euarchontoglires and the Laurasiatheria. Familiar orders in the Euarchontoglires are the Scandentia (tree shrews), Rodentia (rats, mice, squirrels, porcupines), Lagomorpha (rabbits and hares), and the Primates (including humans). Major Laurasiatherian orders include the Perissodactyla (e.g., horses and rhinos), the Cetartiodactyla (e.g., cows, giraffes, pigs, hippos, and whales), the Carnivora (e.g., cats, dogs, and bears), and the Chiroptera (bats and flying foxes). The two largest orders are the rodents (2,000 species) and bats (about 1,000 species), which together constitute approximately 60 percent of all eutherian species.

    Rezumatul secțiunii

    Mammals are vertebrates that possess hair and mammary glands. The mammalian integument includes various secretory glands, including sebaceous glands, eccrine glands, apocrine glands, and mammary glands.

    Mammals are synapsids, meaning that they have a single opening in the skull behind the eye. Mammals probably evolved from therapsids in the late Triassic period, as the earliest known mammal fossils are from the early Jurassic period. A key characteristic of synapsids is endothermy, and most mammals are homeothermic.

    There are three groups of mammals living today: monotremes, marsupials, and eutherians. Monotremes are unique among mammals as they lay eggs, rather than giving birth to young. Marsupials give birth to very immature young, which typically complete their development in a pouch. Eutherian mammals are sometimes called placental mammals, because all species possess a complex placenta that connects a fetus to the mother, allowing for gas, fluid, and nutrient exchange. All mammals nourish their young with milk, which is derived from modified sweat or sebaceous glands.


    Predictions of the Neural Crest Hypothesis

    A primary virtue of the hypothesis advanced above is its simplicity: it posits a unitary underlying cause for the seeming hodgepodge of traits characterizing domesticated species. However, a second important virtue is that it makes a number of predictions that can easily be tested using existing methods. Developmentally, our hypothesis predicts that NCC development will be altered in all domesticated species, relative to their wild-type ancestors. Genetically, we predict reduced expression of multiple genes affecting neural crest development, probably including some of those listed in Table 2.

    In particular, we suggest that all domesticated birds and mammals will show reduction in initial NCC numbers (e.g., as caused by ZEB2 insufficiency in Mowat-Wilson syndrome) and/or delays or alteration of migratory behavior (as caused by diverse genes, including Pax3, MITF, Sox10, și EDNRB, and observed in different types of Waardenburg syndrome) leading to reduction in NCC numbers, or in their efficacy at the final site of action. This general prediction can be most easily tested in model organisms where the wild-type ancestor remains readily available (e.g., mice, rats, guinea pigs, and chickens) but should be possible for most domesticates though not cattle (whose wild-type ancestor, the aurochs, is extinct). For example, GFP-labeled neural crest cells from domestic chickens should be hypoactive when transplanted into wild junglefowl embryos, as should those from laboratory mice or rats in wild-type embryos. If such comparisons show fully normal NCC development and function in domesticated strains, our hypothesis would be falsified.

    It should also be possible to create experimentally, genetically targeted mild reductions in NCC populations in nondomesticated mice and rats, whose consequences could then be examined. In particular, our predictions should be testable with engineered NCC genes that reduce the extent of CNCC migration. We predict quantitative relationships between reductions in NCC migration or proliferation and the various phenotypic traits associated with the DS, in viable animals produced by such experiments. Effects on forebrain development would be among those predicted. Again, a negative result would count heavily against the hypothesis.

    Finally, and not least, if our idea is correct, some of the loci found to be associated with tameness in the recent rat and fox genetic analyses (cited below) will be found to be involved in NCC development, migration, or proliferation. Some of the genes listed in Table 2 might be in this set but there could be many others as well. If no NCC genes are found to be so implicated, our hypothesis can be rejected.

    While the examples above do not exhaust the possibilities, and many more specific predictions about particular genes, signaling pathways, and NCC subtypes can be made, we hope that the short summary above shows that our hypothesis is not just compatible with a considerable body of existing research and data, but makes many testable predictions that can drive future research.


    Balance

    Your brain uses information from your ears as well as your eyes in order to monitor your body's movement and position.

    Semicircular canals, and other parts of the inner ear, also contain sensory cells which respond to movement of the fluid they contain. According to the plane of movement, one or more sets of cells (on each side of the head) will sendf impulses to the brain, which reacts by controlling the appropriate muscles to "keep balance".

    The principle on which the semicircular canals operate is liquid inertia. The fluid inside the canals tends not to move when the head does, so the sensory hairs in the swellings on the canals are stimulated by the relative movement.

    How does this explain giddiness when we spin round and round?
    > the fluid keeps on moving (even after spinning stops), giving a false impression of movement
    How do ballet dancers get round the problem in a pirouette?
    > "spotting" with the eyes to give a point of visual reference

    Many other anatomical models and charts available by following this link.


    How birds get by without external ears

    Unlike mammals, birds have no external ears. The outer ears of mammals play an important function in that they help the animal identify sounds coming from different elevations. But birds are also able to perceive whether the source of a sound is above them, below them, or at the same level. Now a research team from Technische Universität München (TUM) has discovered how birds are able to localize these sounds, namely by utilizing their entire head. Their findings were published recently in the PLOS ONE journal.

    It is springtime, and two blackbirds are having a sing-off. They are both competing for the attentions of a female. But to pick a successful suitor, the female must first be able to find him.

    "Because birds have no external ears, it has long been believed that they are unable to differentiate between sounds coming from different elevations," explains Hans A. Schnyder from the TUM Chair of Zoology. "But a female blackbird should be able to locate her chosen mate even if the source of the serenade is above her."

    Mammals identify sound sources in the vertical plane using their external ears, which absorb, reflect or diffract the sound waves because of their special structure. Their sense of hearing uses this information to determine the elevation of the sound source. But how do birds perceive these differences?

    The head does the work of external ears

    By studying three avian species -- crow, duck and chicken -- Schnyder discovered that birds are also able to identify sounds from different elevation angles. It seems that their slightly oval-shaped head transforms sound waves in a similar way to external ears.

    "We measured the volume of sounds coming from different angles of elevation at the birds' eardrums," relates Schnyder. All sounds originating from the same side as the ear were similarly loud, regardless of their elevation. The ear on the opposite side of the head registered different elevations much more accurately -- in the form of different volume levels.

    Different volume levels reveal sound sources

    It all comes down to the shape of the avian head. Depending on where the sound waves hit the head, they are reflected, absorbed or diffracted. What the scientists discovered was that the head completely screens the sound coming from certain directions. Other sound waves pass through the head and trigger a response in the opposite ear.

    The avian brain determines whether a sound is coming from above or below from the different sound volumes in both ears. "This is how birds identify where exactly a lateral sound is coming from -- for example at eye height," continues Schnyder. "The system is highly accurate: at the highest level, birds can identify lateral sounds at an angle of elevation from -30° to +30°."

    Interaction between hearing and sight improves orientation

    Why have birds developed sound localization on the vertical plane? Most birds have eyes on the sides of their heads, giving them an almost 360° field of vision. Since they have also developed the special ability to process lateral sounds coming from different elevations, they combine information from their senses of hearing and vision to useful effect when it comes to evading predators.

    A few birds of prey like the barn owl have developed a totally different strategy. This species hunts at night, and like humans its eyes are front-facing. The feather ruff on their face modifies sounds in a similar way to external ears. The owl hears sounds coming from in front of it better than the other bird species studied by Schnyder.

    So there is a perfect interaction between the information they hear and the information they see -- as earlier studies were able to demonstrate. "Our latest findings are pointing in the same direction: it seems that the combination of sight and hearing is an important principle in the evolution of animals," concludes Schnyder.


    Priveste filmarea: Animalele din savana, educativ (Ianuarie 2022).