Inligting

Oorbeentjies is 'n deel van die skedel?

Oorbeentjies is 'n deel van die skedel?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Is daar iets besonders daaraan om oorbene nie as 'n deel van die skedel te beskou nie?

Ek kon nie die redenasie agter hierdie klassifikasie verstaan ​​nie.


Die regverdiging is eenvoudig.

Die bene van die oor [oorbeentjies] artikuleer nie met enige ander been van die skedel nie, daarom word dit nie as 'n deel van die skedel beskou nie, soortgelyk is die geval met die hyoïed wat aan die tong geheg is. Hierdie bene is geplaas onder die groep geassosieerde bene.


Deursigtige vis sonder 'n skedeldak word 'n modelorganisme vir neurofisiologie

Vergelyking van die oop skedeldak van Danionella (bo) en die geslote dak in die sebravis Danio (onder). Krediet: Kevin Conway

Senckenberg -wetenskaplike Ralf Britz het kragte saamgespan met Amerikaanse navorsers Kevin Conway en Kole Kubicek, Texas A&M, om die evolusionêre skeletontwikkeling van Danionella dracula, 'n klein, deursigtige vis, te bestudeer. Die vis het verskeie bene - insluitend die skedeldak - en het terselfdertyd hoogs gespesialiseerde organe vir kommunikasie. As gevolg van hierdie eienskappe word Danionella tans 'n belangrike modelorganisme in neurofisiologiese navorsing. Die studie is onlangs in die tydskrif gepubliseer Ontwikkelingsdinamika, waar dit op die voorblad verskyn.

Wat is meer geskik vir neurofisiologiese navorsing oor gewerwelde diere as 'n organisme wie se skedel deursigtig is en sodoende 'n blik op sy brein in 'n lewende toestand bied? Die spesies van die genus Danionella voldoen perfek aan hierdie vereistes - hulle is minder as 11 tot 17 millimeter groot en deel van die karpfamilie, en sluit Danionella dracula in, die onderwerp van hierdie studie, wat so onlangs as 2009 ontdek en beskryf is.

"Die dwergagtige vis is deursigtig en het nie 'n skedeldak nie, sodat die brein in die lewende dier bestudeer kan word," verduidelik dr. Ralf Britz van die Senckenberg Natural History Collections in Dresden, en hy gaan voort: "Die miniaturisering van Danionella en die afwesigheid van baie bene, insluitend die wat gewoonlik die brein bedek, is 'n gevolg van wat ons heterochronie noem, 'n term wat deur die Duitse dierkundige Ernst Haeckel geskep is. "

As die tydelike opeenvolging van ontwikkelingsstappe in die evolusieproses verander, kan die begin of einde van 'n ontwikkelingsproses verander, of kan die spoed van so 'n proses verander. In Danionella dracula lei hierdie heterochronie onder meer tot 'n versnelling van geslagsrypheid, sodat hierdie visse - hoewel hulle anatomies op larwes lyk - op 'n lengte van ongeveer 10 millimeter volwasse is en kan voortplant.

Skandeer elektronmikroskoopbeeld van die klein vissies. Krediet: Senckenberg

Deur 'n reeks 43 stadiums van hierdie spesie te gebruik, het Britz saam met die hoofskrywer van die studie, Kevin Conway, en sy kollega, Kole Kubicek van die Texas A&M University, die ontwikkeling van die diere bestudeer van nuut uitgebroeide, 3,4 millimeter lange larwes tot volwassenes met 'n lengte van 16 millimeter.

"Ons kon wys dat die visse meer as 40 bene vermis in vergelyking met hul nabye familielid, die sebravis Danio rerio!" verduidelik Britz, en hy voeg by: "Daarteenoor is ander dele van hul skelet besonder goed ontwikkel. Van besondere betekenis in hierdie opsig is die "Weberiaanse apparaat," wat verantwoordelik is vir die diere se intraspesifieke kommunikasie."

Met die hulp van drie klein beentjies wat by die middeloorbeentjies by mense lyk, verhoog die "Weberiaanse apparaat" die vis se gehoorvermoë en stuur klankgolwe van die swemblaas na sy binneoor. Die mannetjie Danionella gebruik egter ook hierdie ouditiewe apparaat om verskillende klanke met amplitudes van 140 desibel en 60 tot 120 hertz te produseer om met hul spesifieke eienskappe te kommunikeer. "Hierdie spesifieke deel van die skelet van Danionella het nie net normaal ontwikkel nie, maar eerder teen 'n versnelde spoed tydens ontwikkeling," voeg die igtioloog van Dresden by. Die dier kombineer dus beide die eienskappe van 'n larwe -sebravis - 'n klein brein, gebrek aan skedelbene en pigmentasie van die vel - sowel as die neuronale kompleksiteit van volwasse diere wat gehoor en intraspesifieke kommunikasie betref.

Die vis Danionella dracula, ongeveer so lank soos 'n vingernael, is 'n ideale modelorganisme vir neurofisiologiese werweldiere. Krediet: Kevin Conway

"Hierdie enorme verskil in die ontwikkelingspoed van verskillende orgaanstelsels binne een en dieselfde organisme is baie ongewoon vir gewerwelde diere. Dit is juis hierdie anatomiese uitkoms—larf en tog hoogs gespesialiseerd—wat Danionella 'n modeldier vir neurofisiologie gemaak het," voeg Britz by opsommend.


Evolusie in die middeloor van soogdiere: die verhaal word wankelrig

Een van die eienskappe wat gebruik word om soogdiersoorte te identifiseer, behalwe melkkliere wat melk produseer, is die teenwoordigheid van benige oorbeentjies - die incus, die malleus en die stapels (algemeen genoem die aambeeld, hamer en beugel). Hierdie ouditiewe eienskap is 'n kenmerk wat deur alle lewende soogdiere gedeel word, insluitend monotreme (eierlêende soogdiere soos die platypus en die echidna). Alle bekende reptiele en voëls het net 'n enkele middeloorbeentjie, gelykstaande aan die stapes, genoem die columella.[1] Dus, gegewe die evolusionêre teorie dat reptiele tot soogdiere ontwikkel het, is die probleem vir evolusioniste hoe die enkeloor-ossikelontwerp die drie-ossikulêre ontwerp geword het.[2]

Wanneer en waar die ontwerp met drie ossikels ontwikkel het, is spekulasie, maar omdat die drie ossikels nie teenwoordig is in enige van die vroeë Trias-soogdieragtige reptiele nie, en daardeur, bestaan ​​daar geen vaste leidrade nie. Die belangrikheid van hierdie gebeurtenis word verduidelik deur 'n anti-intelligente ontwerpwebwerf wat spog dat die evolusie "goed gedokumenteer is deur fossiele, wat begin met diere wat in wese 100% reptiele is en dat diere in wese 100% soogdiere is." [3] Die webwerf voeg hierby selfversekerde bewering (wat in hierdie artikel weerlê sal word) dat soogdier

oorbeentjies het ontstaan ​​uit skedelbene wat in die meeste tetrapods voorkom, insluitend die reptiel -afstamming. Die reptiele kwadraatbeen, gewrigsbeen en columella het ontwikkel tot onderskeidelik die soogdier [tri-ossicle-ontwerp] ... Dit word goed gedokumenteer in die fossielrekord deur 'n massiewe hoeveelheid onomkeerbare data wat nie weggelê kan word nie. Sulke grootskaalse, progressiewe, deurlopende, geleidelike en geochronologies opeenvolgende morfologiese verandering (Sidor & Hopson, 1998) is afstammeling met modifikasie en lewer oortuigende bewyse vir evolusie op groot skaal. [4]

Die evolusie van soogdier gehoorbeentjies is in soortgelyke terme deur Wikipedia verduidelik as

'n evolusionêre gebeurtenis wat gelei het tot die vorming van die bene van die soogdier -middeloor. Hierdie bene, of gehoorbeentjies, is 'n kenmerkende kenmerk van alle soogdiere. Die gebeurtenis is goed gedokumenteer en belangrik as 'n demonstrasie van oorgangsvorme en uitbouing, die herbestemming van bestaande strukture tydens evolusie.[5]

Figuur 1. Die onderste prentjie toon die reptiele skedel en die eensame oorbeen in reptiele. Die boonste illustrasie toon die soogdierskedel en die drie oorbeentjies. Let op die kontras tussen die columella en die soogdiere -ossikels. Van Wiki Commons.

Hierdie aanhalings slaag nie daarin om 'n belangrike kwessie aan te spreek nie: “Beide die kakebeen en die oor moes funksioneer in alle stadiums van die oorgang. As multituberkulate palinale koue aangeneem het voor die skeiding van die middeloorbene van die kakebeen, hoe sou hierdie reëling gewerk het? ”[6] Dit is 'n kritieke vraag en is die kern van die evolusie van kakebene-tot- ossicle-bone teorie.

Die trommelvlies by reptiele is met 'n enkele been, die columella, aan die binneoor verbind en die boonste en onderste reptielkake bevat verskeie bene wat nie in soogdierkake voorkom nie. Daarteenoor bestaan ​​die soogdier-onderkaak net uit twee bene, een aan elke kant. Die teorie veronderstel dat die twee kakebene in reptielkake verlore gegaan het toe reptiele tot soogdiere ontwikkel het. En daardie twee kakebeentjies wat “verlore is”, beweer die teorie, is verander in die bykomende oorbeentjies wat in soogdiere gebruik word. In die loop van soogdierevolusie het een been van die onderste agterkant van die kakebeen en een van die boonste agterkant hul funksie verloor, radikaal verander en na die middeloor "gemigreer" waar hulle gefunksioneer het om soogdiergehoor aansienlik te verbeter.

Die Darwinistiese verhaal verloop soos volg: twee reptiele kakebene (die onderste artikulêre en boonste kwadraatbene) en een gehoorbeen per oor by reptiele het in soogdiere ontwikkel tot ses ossikels, drie in elke oor. Die drie oorbeentjies is ook saamgevoeg om klank van lug na die vloeistofgevulde labirint (koglea) van die binneoor oor te dra. Die ketting van drie ossikels in elke oor het meer effektiewe lugtrillings oorgedra en meer skerp gehoor vergemaklik. By soogdiere het die columella die stapes geword, die artikulêre been die inkus en die vierkantige been die malleus. In teenstelling hiermee het die columella dieselfde gebly by reptiele en daarna miljoene jare lank nie verander nie.

Kortom, die teorie postuleer die verlies van sommige strukture en die wins van ander strukture deur 'n lang en ingewikkelde pad. Hierdie verhaal word wyd en onkrities herhaal as 'n feit. Byvoorbeeld, die gesaghebbende Grzimek se Animal Life Encyclopedia sê “Soogdiere het net een been in die onderkaak, nie verskeie soos reptiele nie. Die bene van die voormalige reptielkaak is egter nou deel van die soogdier se binneoorstruktuur.”[7]

Die teorie is om verskeie redes problematies

Die kakebeen bene, afhangende van die reptiel, is groot, sterk bene en die soogdier oorbeentjies is die kleinste bene in die liggaam ("oss-" en "osteo-" beteken "been", en “ossicle” beteken &# 8220klein been”). Die stamme is minder as 3 millimeter lank, kleiner as 'n ertjie (sien figuur 2). In universiteitslaboratoriums moet die bene in plastiek omhul word omdat dit so klein en broos is dat dit die enigste manier is om dit te vertoon. Nog 'n probleem is dat die vorm van soogdier-oorbeentjies niks is soos die reptielkaakbene waaruit hulle vermoedelik ontstaan ​​​​het nie (sien Figuur 1).

Nog 'n duiselingwekkende probleem is hoe 'n enkele artikulêre been wat aan die agterkant van die reptielskedel se onderkaak is, twee inkusbene aan elke kant van die kop geword het, en een kwadraatbeen, geleë aan die basis van die boonste skedel, twee malleusbene geword het. aan elke kant van die kop geleë. Die gewrigsbeen van die reptiel is deel van 'n skarnier aan die agterkant wat artikuleer met die kwadraatbeen daarbo.

Figuur 2. Die ossikels met die besonderhede bygevoeg. Hierdie prentjie is baie vergroot. Hierdie bene is eintlik omtrent so groot soos 'n ertjie. Deur Anatomist90 – Eie werk, CC BY-SA 3.0.

In teenstelling met reptiele, het soogdiere 'n enkele been in die agterkant van die onderkaak, wat nog steeds met die skedel moet artikuleer, hoewel dit 'n heel ander ontwerp het - naamlik twee skarniere aan elke kant van die ramus van die kakebeen. [8 ] Die soogdiermandibel bestaan ​​uit twee kante wat tandheelkunde genoem word en wat direk met die skedel bo -op hom artikuleer, "'n belangrike kriterium wat soogdiere definieer." [9] Vir mense dien die bokant van die ramus, die kondylêre proses genoem, as 'n los skarnier .

Weereens embriologiese herhaling?

In soogdiere -embriologie migreer die twee kakebeenvoorlopers na die middeloorarea en word die malleus en die inkusbene. Aangesien die sigoot sferies van vorm is, begin ontwikkeling vir baie strukture in die vroeë klomp selle. As die langwerpige liggaam begin ontwikkel, migreer die voorlopers van baie strukture, insluitend die oorbene, na hul uiteindelike plekke. In die embrio is die middeloorbene (ossikels) afkomstig van afsonderlike oorsprong in die eerste en tweede boogmesenchiem. Daar word twee spiere (die tensor tympani en stapedius) gevorm uit boogmesenchiem. Uiteindelik vorm hulle die drie ossikels in elke middeloor. Hierdie proses word streng beheer deur genetika en ander ontwerpte regulatoriese beheerstelsels.

'N Bykomende probleem is dat hierdie bene ontwikkel uit verskillende dele van die embrio en gebruik verskillende genetiese reguleringstelsels in beide reptiele en voëls. [10] Daar word vermoed dat die “evolusie van die soogdiermiddeloor 'n voorbeeld van 'rekapitulasie' verskaf—die teorie dat die huidige embriologiese ontwikkeling van 'n spesie sy evolusionêre geskiedenis weerspieël.”[11] Verskille in embriologiese ontwikkeling en ontdekkings van nuwe fossiele, egter, dui die volgende aan: “data van beide ontwikkelingsbiologie en paleontologie het voorgestel dat die transformasie van post-dentêre kaakelemente in kraniale oorbene plaasgevind het verskeie tye by soogdiere. ”[12] 'n Gebeurtenis wat voorheen uiters onwaarskynlik was, is dus selfs nog meer wiskundig onwaarskynlik as dit meermale meegevoer word. (Sien Figuur 3.)

Omdat daar is nog vrae oor die evolusie van die middeloor, soos hoe en waarom die post-tandheelkunde-eenheid heeltemal losgemaak is van die tandbeen in verskillende groepe mammalievorme, ”is nuwe teorieë voorgestel om hierdie vrae te beantwoord. Een navorser het in 2019 tot die gevolgtrekking gekom: "daar bly vrae oor evolusie in die middeloor, soos hoe en waarom die post-tandheelkunde-eenheid heeltemal losgemaak is van die tandbeen in verskillende groepe soogdiere." [13]

Verhale in die media en handboeke wat beweer dat dit die ontwikkeling van reptiele kaakdele tot soogdiere -oorbeentjies toon, word deur selektiewe bewyse gelewer. Skrywers kies uit 'n groot aantal fossiele en probeer dit in 'n progressiewe evolusionêre volgorde inpas. Maar nuut ontdekte fossielbewyse wat in Januarie 2021 aangekondig is, het 'n herbeoordeling van een van die fundamentele oorgange in soogdierevolusie genoodsaak: die transformasie van bene van die onderkaak in dié van die middeloor. [14]

Een poging was om die nuwe bevindinge te harmoniseer

dui daarop dat die ko-evolusie van die primêre en sekondêre kaakgewrigte by allotheriane 'n evolusionêre aanpassing was wat dit moontlik maak om unieke palinale (langs- en agteruit) kou te voed. Die evolusie van die allotherian ouditiewe apparaat is dus waarskynlik veroorsaak deur die funksionele vereistes van die voedingsapparaat. ”[15]

Die nuwe studie berig in Natuur, "kan egter die oorsprong van soogdiere miljoene jare vroeër terugdruk as wat voorheen gedink is" - terug na die Mesozoïese era, die ouderdom van die dinosourusse. [16] Die tydsindruk kom van die vind van nuwe bewyse van oorbeentjies in veel ouer fossiele. Dit was 'n kritieke vonds omdat oorbeentjies bewys dat die dier 'n soogdier was. Dit stoot gevolglik die oorsprong van soogdiere etlike miljoene Darwin jare vroeër.

Die nuwe fossiel is 'n dier wat baie soos 'n moderne suikersweefvliegtuig lyk - 'n klein, omnivore, nagtelike, boomagtige, swewende buideldier. Die fossiel is amper plat gebreek, wat dit moeilik gemaak het om te bepaal hoe dit oorspronklik gelyk het. ’n Gedeelte wat na oorbeentjies gelyk het, is deur gerekenariseerde tomografie (CT-skandering) ondersoek. Die resultate het sommige oortuig dat die gedeelte die oorbeentjies bevat, maar dat ander wetenskaplikes nie oortuig was nie. [17] In plaas daarvan om die debat op te los en 'n evolusionêre leemte in te vul, het hulle meer debat veroorsaak en nog 'n paar evolusionêre leemtes geskep:

Die verwantskap tussen euharamiyidane en multituberkulate op die evolusionêre boom is 'n kwessie van lewendige debat, met sommige studies, insluitend dié van Wang en kollegas, wat toon dat hulle nou verwant is binne soogdiere, terwyl ander euharamiyidans op 'n geslag plaas wat voor die gewone vertakking vertak het. voorouer van lewende soogdiere ontwikkel. As laasgenoemde scenario die geval is, verteenwoordig euharamiyidans 'n vierde voorbeeld van die onafhanklike evolusie van 'n volledig losstaande middeloor. [18]

Die groot probleem met die oorbeentjies se evolusieteorie is dat alle bekende soogdiere die drie gehoorbene het, en sonder al drie behoorlik ontwerp en korrek saamgestel en in die middeloor werk, sou gehoor nie moontlik wees nie.[19] Vir gehoor om te werk, moet die volledige stel as 'n eenheid bestaan, saam met die baie ligamente wat nodig is om die bene aan mekaar te verbind. Die ligamente is spesifiek in die wande van die trommelholte, insluitend drie ligamente om die malus te ondersteun, en een elk vir die inkus en die stapels. [20]

Daarbenewens is twee sinoviale gewrigte spesifiek ontwerp om "potensieel skadelike impulsiewe stimuli te filter deur beide die piekamplitude en die breedte van hierdie impulse te transformeer voordat hulle die koglea bereik." [21] Verder verander twee klein spiere in die middeloor die oorbeen spanning, dus reguleer die klankintensiteit. Die tensor tympani is aan die malleus geheg en trek die malleus na binne, wat drommembraanspanning verhoog. Boonop trek die stapedius-spier die stapes-voetplaat uit die ovaalvenster, en funksioneer daardeur as 'n metode om harde geluide te verlaag wat die oor kan beskadig. As een bronbesonderhede, die oor

ossikels is 'n komplekse stelsel van hefbome waarvan die funksies die volgende insluit: die vermindering van die amplitude van die trillings, die verhoging van die meganiese krag van trillings en sodoende die doeltreffende oordrag van klankenergie van die trommelvlies na die binneoorstrukture. Die ossikels tree op as die meganiese analoog van 'n elektriese transformator, wat die meganiese impedansie van vibrasies in lug pas by vibrasies in die vloeistof van die koglea. Die netto effek van hierdie impedanspassing is om die algehele sensitiwiteit en die boonste frekwensiegrense van soogdiere te verhoog, in vergelyking met reptiele gehoor. [22]

Kortom, die stelsel is onreduseerbaar kompleks en vereis dat alle dele bestaan ​​en behoorlik saamgestel word om enigsins te funksioneer.

Die beeld van evolusionêre vordering van reptiele skedelbene tot soogdiere se gehoorbeentjies is beslis minder as oortuigend: fragmente breek van die kake af, tree op as skarniere en word hoogs gestemde gehoorversterkers van ertjies? Evolusioniste erken self dat die kakebeen-tot-oor-ossikels-teorie moeilik is om te glo. Hoffmann het byvoorbeeld geskryf: “Vreemd genoeg het hierdie bene ontstaan ​​uit oorblyfsels van kakebene, en hoe dit migreer om die oor te vorm, het bioloë al 200 jaar bekoor.” [23] Meer fossiele het die probleme net vererger. Die “opvallende toename in fossielontdekkings, veral nuwe monsters uit China, het die afgelope paar jaar roetine-hersiening van die soogdierboom van die lewe aangevuur” wat die kaak-tot-oor-beenbeenteorie beïnvloed[24]

Darwinistiese ossicle-oorsprong frustrasie is nog 'n voorbeeld van die bankrotskap van molekules-tot-mensdom evolusionêre spekulasies. Wat hulle hard in die media verkondig, val uitmekaar wanneer die besonderhede ondersoek word.

Figuur 3. Toon die embriologiese oorsprong van die verskillende dele van die oor. Hulle ontogenie gee geen bewys van die oorsprong van die reptiele kakebeen nie.

[1] Anthwal, Neal, et al. 2013. Evolusie van die soogdiermiddeloor en kaak: aanpassings en nuwe strukture. Journal of Anatomy 222(1): 147–160, p. 147.

[2] Maier, Wolfgang en Irina Ruf. 2016. Evolusie van die soogdiermiddeloor: 'n historiese oorsig. Journal of Anatomy 228(2):270–283, Februarie.

[3] Cuffey, Clifford A. 2001. The Fossil Record: Evolution of “Scientific Creation”. https://web.archive.org/web/20090501215705/http://www.gcssepm.org/special/cuffey_05.htm

[5] "Evolusie van soogdiere se gehoorbeentjies". Wikipedia. Laaste wysiging op 12 Januarie 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/Evolution_of_mammalian_auditory_ossicles.

[6] Weil, Anne. 2019. Alle ore oor ou soogdiere. Natuur 576(7785): 44-45. Desember.

[7] Hutchins, Michael. 2004. Grzimek se Animal Life Encyclopedia: Jaargang 12, Soogdiere III. Farmington Hills, MI: Gale Publishing, p. 41.

[10] Sien Orozco, J. et al. 2003. Ontogeniese eienaardighede van die menslike tympaniese ossikulêre ketting. Acta Otorrinolaringol Esp. 54(1): 1-10 Burford, C.M. en Matthew J. Mason. 2016. Vroeë ontwikkeling van die malleus en inkus by mense. Tydskrif vir Anatomie 229(6): 857–870, Desember Tucker, Abigail S. 2017. Groot evolusionêre oorgange en innovasies: die trommelvlies middeloor. Filosofiese transaksies van die Royal Society of London. Reeks B, Biologiese Wetenskappe 372(1713): 20150483, Februarie.

[11] Wang, Haibing, Jin Meng en Yuanqing Wang. 2019. Krytfossiel onthul 'n nuwe patroon in die evolusie van soogdiere in die middeloor. Natuur 576: 102–105, November. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1792-0

[12] Wang, et al., 2019, p. 102. Klem bygevoeg

[14] Hoffmann, Simone. 2021. Luister na 'n klassieke verhaal oor evolusie van soogdiere. Natuur–Nuus en Uitsigte, 27. Januarie https://doi.org/10.1038/d41586-021-00064-5.

[16] Baker, Noag. 2021. Gefossileerde sweeftuig neem die oorsprong van soogdiere terug na die Trias:
Nuwe fossiel dui daarop dat soogdiere vroeër ontwikkel het as wat voorheen gedink is, Natuur - natuurvideo, 27 Januarie.
https://www.nature.com/articles/d41586-021-00247-0.

[19] Cserhati, Matthew. 2019. Evolusie van middeloorbene by soogdiere vanaf kakebeenbene by reptiele? Creation.com,–Creation Ministries International, 3. Oktober https://creation.com/evolution-of-middle-ear-bones-does-evidence-bear-it-out.

[20] "Ligamente van gehoorbeentjies." IMAIOS. https://www.imaios.com/en/e-Anatomy/Anatomical-Parts/Ligaments-of-auditory-ossicles.

[21] Gottlieb, Peter, et al. 2018. Die buigsaamheid van die menslike ossikulêre gewrig verander die piekamplitude en -wydte van impulsiewe akoestiese stimuli. Tydskrif van die Acoustical Society of America 143(6): 3418–3433 Junie, p. 3418.

[22] "Evolusie van soogdiere se gehoorbeentjies." Wikipedia. Laaste wysiging op 12 Januarie 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/Evolution_of_mammalian_auditory_ossicles. Die bron was Masali, M. 1992. “The ear ossicles and the evolution of the primate ear: A biomechanical approach. Menslike evolusie, (Houten, Nederland: Springer Nederland) 7(4): 1–5, Oktober.

Dr Jerry Bergman het meer as 40 jaar lank biologie, genetika, chemie, biochemie, antropologie, geologie en mikrobiologie geleer aan verskeie kolleges en universiteite, waaronder Bowling Green State University, Medical College van Ohio, waar hy 'n navorsingsgenoot in eksperimentele patologie was, en Die Universiteit van Toledo. Hy is 'n gegradueerde van die Mediese Kollege van Ohio, Wayne State University in Detroit, die Universiteit van Toledo, en Bowling Green State University. Hy het meer as 1300 publikasies in 12 tale en 40 boeke en monografieë. Sy boeke en handboeke wat hoofstukke bevat wat hy geskryf het, is in meer as 1500 universiteitsbiblioteke in 27 lande. Tot dusver is meer as 80 000 kopieë van die 40 boeke en monografieë wat hy geskryf of mede-outeur was in druk. Sien sy skrywerprofiel vir meer artikels deur dr Bergman.


Biologie – Gehoororgaan Die oor is die orgaan van gehoor en, by soogdiere, balans. By soogdiere, die oor word gewoonlik beskryf as drie dele - die buitenste oor, middel oor en die innerlike oor. Klank trek deur die pinna na die eksterne gehoorkanaal, 'n kort buis wat eindig by die trommelvlies (trommelvlies). Klank veroorsaak dat die trommelvlies en sy klein aangehegte beentjies in die middelste gedeelte van die oor vibreer, en die vibrasies word na die nabygeleë koglea gelei. Die spiraalvormige koglea is 'n deel van die binne-oor en dit verander klank in senuwee-impulse wat na die brein beweeg. Die buitenste oor bestaan ​​uit die pinna en die oorkanaal. Aangesien die buitenste oor die enigste sigbare gedeelte van die oor by die meeste diere is, verwys die woord “ear ” dikwels na die eksterne deel alleen. Die middeloor sluit die trommelvliesholte en die drie ossikels in. Die binne-oor sit in die benige labirint en bevat strukture wat die sleutel is tot verskeie sintuie: die halfsirkelvormige kanale, wat balans en oogopsporing moontlik maak by die beweging van die uitgangspunt en sakule, wat balans in stilstand moontlik maak en die koglea, wat gehoor moontlik maak . Die ore van vertebrate is ietwat simmetries aan weerskante van die kop geplaas, 'n rangskikking wat klanklokalisering aanhelp. Die middeloor lê tussen die buiteoor en die binneoor. Dit bestaan ​​uit 'n luggevulde holte wat die trommelholte genoem word en sluit die drie gehoorbeentjies en hul ligamente aan die gehoorbuis en die ronde en ovaal vensters in. Die ossikels is drie klein bene wat saam funksioneer om die geluid van die trommelvlies na die binne -oor te ontvang, te versterk en oor te dra. Die binneoor sit binne die tydelike been in 'n komplekse holte wat die benige labirint genoem word. 'n Sentrale area bekend as die voorportaal bevat twee klein vloeistofgevulde uitsparings, die utrikel en sakkel. Die binneoor begin struktureel by die ovaal venster, wat trillings ontvang van die incus van die middeloor. Trillings word in die binne -oor oorgedra in 'n vloeistof genaamd endolimf, wat die membraneuse labirint vul. Die oor het twee hooffunksies: Gehoor : opsporing van vibrasies, hul frekwensie (toonhoogte) en amplitude (hardheid). Balans : opsporing van bewegingsrigting, versnelling en kopposisie wat verband hou met swaartekrag. oordrom holte (ook die trommelholte genoem) gehoorbeentjies (3 klein beentjies wat vas is) malleus (of hamer) – lang handvatsel wat aan die trommelvlies geheg is incus (of aambeeld) - die brugbeen tussen die malleus en die stapels stapes (of beugel) - die voetplaat die kleinste been in die liggaam ovaal venster - verbind die middeloor met die binne -oor halfsirkelvormige kanale – gevul met vloeistof wat aan koglea geheg is en senuwees stuur inligting oor balans en kopposisie na die brein koglea-spiraalvormige gehoororgaan verander klank in seine wat na die brein gestuur word gehoorbuis - dreineer vloeistof uit die middeloor in die keel agter die neus As die stapels beweeg, druk dit die ovaal venster, wat dan die koglea beweeg. Die koglea neem die vloeistofvibrasie van klanke van die omliggende halfsirkelvormige kanale en vertaal dit in seine wat deur senuwees soos die vestibulêre senuwee en kogleêre senuwee na die brein gestuur word. Binne -oor funksies Die vibrasies het die vloeistof in die binneoor aan die gang gesit. Die siliaatselle wat in die vloeistof geleë is, versterk die klankvibrasies en kategoriseer hulle volgens frekwensie. Hulle transformeer meganiese energie in senuwee-seine. Die gehoorsenuwee versamel al die pulse wat deur die siliaatselle uitgestuur word. Die brein registreer, ontleed en interpreteer al die inligting. Oorstruktuur Pinna : Dit word gesê dat dit klankgolwe versamel en na die eksterne gehoorkanaal lei. Eksterne Ouditiewe Kanaal : Oorwas en hare verhoed dat vreemde materiaal die oor binnedring. Oordrum (timpaan) : tril met dieselfde frekwensie as die klankgolwe wat daarteen slaan en dit skei ook die buiteoor van die middeloor. Oorsikels (hamer, aambeeld, beugel) : stuur en versterk die vibrasies van die trommelvlies na die binneoor. Eustachiese buis : Wanneer dit oopmaak, maak dit die lugdruk aan beide kante van die trommelvlies gelyk, sodat die trommelvlies vrylik kan vibreer sodat akkurate klanksensasies gegenereer word. Ovaal venster : 'n buigsame partisie wat oordrag van trillings na binne -oor moontlik maak. Ronde venster : 'n buigsame afskorting om die drukveranderinge in die binneoor te demp. Koglea : omskakeling van klankgolwe in senuwee-impulse — 'gehoor'-apparaat. Ouditiewe senuwee : dra impulse vanaf die koglea na die breins gehoorsentrum. Halfsirkelvormige kanale : opsporing van bewegingsrigting en versnelling - balans. Utricle en Saccule : opsporing van versnelling en kopposisie wat verband hou met swaartekrag - balans. Vestibulêre senuwee : dra impulse van die balansorgane na die serebellum. Regstelling van 'n gehoorgebrek By kinders is middeloorontsteking, otitis media genoem, 'n algemene oorsaak van gehoorverlies. Oorsaak: voedselallergie of bakteriële infeksie. Behandeling: antibiotika of vermyding van die allergeen. Die funksie van gehoor Motoriese en refleks -effekte: posisie van die oë en kop. Handhawing van balans. Uitwerking op hoër funksies: denke, geheue, taal, lyftaal, emosies. Sensoriese effekte: posisie en beweging van die kop. Sensoriese effekte: persepsie van klank. Uitwerking op bewussynstoestand en waaksaamheid: begin van slaap- en wakkerfases. Handhawing van waaksaamheid. Gehoormeganisme Klankgolwe word in die volgende stadiums omgeskakel na senuwee -impulse: Die golwe word deur pinna gepluk, na die oorbuis (gehoorkanaal) oorgedra, wat dit laat vibreer. Die trillings op die trommel veroorsaak verdere trillings van die ossikels. Hulle dien as hefbome deur klankgolwe aan die einde van die stapels te vergroot. Die krammetjies vibreer teen die ovaal venster, waardeur vibrasie in die perilmf ontstaan. Dit gaan af in die koglea. Die vibrasie word verder na die endolimf oorgedra, van waar dit na orgaan van korti kom waar senuwee-impulse langs die gehoorsenuwee na die brein en terug geaktiveer word, en ons word gemaak om te hoor. Klankbaan Die klank kom in die gehoorkanaal Die klank laat die oordrom vibreer Die malleus en incus dra die trillings oor Die binneoor dekodeer die klank en stuur dit na die gehoorsenuwee Die gehoorsenuwee dra die klank na die brein oor Die brein ontleed en interpreteer die klank Meganisme van balansering Sekere meganismes is betrokke by die handhawing van balans. Dit begin alles met die kop. Kopbeweging in enige rigting beïnvloed die vloeistof of endolimf in die ooreenstemmende halfsirkelvormige kanaal wat reghoekig met mekaar is. Dit dwing die sensoriese selle in die ampulla om impulse deur die gehoorsenuwee na die brein op te stel en intern vir interpretasie. Die brein stuur impulse na die liggaamsspiere oor om die liggaam se posisie te balanseer of te bepaal. Vroeë tetrapod en amniote -ore

In moderne amniote (insluitend soogdiere) versamel die middeloor geluide deur die trommelvlies in die lug en stuur trillings na die binne -oor deur middel van dun kraakbeen- en beenvormige strukture. Hierdie strukture sluit gewoonlik die stapes ('n stiebeuelvormige gehoorbeentjie) in.

Vroeë tetrapode het waarskynlik nie trommelvlies gehad nie. Oordrums het drie tot ses keer onafhanklik ontwikkel. [25] [26] By basale lede van die drie groot amniotes (sinapsiede, eureptiele en parareptiele) is die stambeen relatief massiewe rekwisiete wat die breinkas ondersteun, en hierdie funksie verhinder dat hulle as deel van die gehoorstelsel gebruik kan word . Daar is egter toenemende bewyse dat sinapsiede, eureptiele en parareptiele tydens die Perm trommelvate ontwikkel het wat met kramme verbind is. [27]


Menslike oor: struktuur en funksies (met diagram)

Dit bestaan ​​uit 'n pinna, eksterne ouditiewe meatus (kanaal) en tympaniese membraan.

Die pinna is 'n uitstekende elastiese kraakbeen wat met vel bedek is. Sy mees prominente buitenste rant word die heliks genoem. Die lobule is die sagte buigbare deel aan die onderkant wat bestaan ​​uit veselagtige en vetweefsel wat ryklik voorsien is van bloedkapillêre. Dit is sensitief sowel as effektief om klankgolwe op te vang.

(ii) Eksterne Ouditiewe Meatus:

Dit is 'n buisvormige deurgang wat deur kraakbeen in die buitekant en deur die been in die binneste deel ondersteun word. Die meatus (kanaal) word aan die binnekant gevoer deur 'n harige vel (gestratifiseerde epiteel) en keramiekliere (waskliere). Laasgenoemde is gemodifiseerde sweetkliere wat 'n wasagtige stof afskei - die cerumen (oorwas) wat verhoed dat vreemde liggame die oor binnedring.

(iii) The tympanic membrane (tympanum):

Separates the tympanic cavity from the external auditory meatus. It is thin and semi-transparent, almost oval, though somewhat broader above than below. The central part of the tympanic membrane is called the umbo. The handle of the malleus is firmly attached to the membrane’s internal surface.

Functions of External Ear:

It directs sound waves towards the tympanic membrane. The sound waves produce pressure changes over the surface of the tympanic membrane. The cerumen (ear wax) prevents the entry of the foreign bodies into the ear.

2. Middle Ear:

It includes the following:

(i) The tympanic cavity, filled with air is connected with the nasopharynx through the Eustachian tube (auditory tube), which serves to equalize the air pressure in the tym­panic cavity with that on the outside.

(ii) There is a small flexible chain of three small bones called ear ossicles— the malleus (hammer shaped), the incus (anvil shaped) and the stapes (stirrup shaped). The malleus is attached to the tympanic mem­brane on one side and to the incus on the other side.

The incus in turn is connected with the stapes, which is attached to the oval membrane covering the fenestra ovalis (oval window) of the inner ear. Malleus is the largest ossicle, however, stapes is smallest ossicle. Stapes is also the smallest bone in the body.

(iii) Two skeletal muscles, the tensor tympani attached to the malleus and the stapedius attached to the stapes, are also present in the middle ear. Stapedius is the smallest muscle in the body.

(iv) The middle ear is connected with the inner ear through two small openings closed by the membranes. These openings are (a) fenestra ovalis (oval window) as mentioned above and (b) fenestra rotunda (round window).

The fenestra ovalis is covered by foot plate of the stapes. The fenestra rotunda is enclosed by a flexible secondary tympanic membrane. The latter is responsible for equalizing the pressure on either side of the tym­panic membrane.

Functions of Middle ear:

(i) Due to the pressure changes produced by sound waves, the tympanic membrane vibrates, i.e., it moves in and out of the middle ear. Thus the tympanic membrane acts as a resonator that reproduces the vibration of sound,

(ii) It transmits sound waves from external to the internal ear through the chain of ear ossicles,

(iii) The intensity of sound waves is increased about twenty times by the ear ossicles. It may be noted that the frequency of sound does not change and

(iv) From the tympanic cavity extra sound is carried to the pharynx through Eustachian tube.

3. Internal Ear:

There is a body cavity on each side enclosed in the hard periotic bone which contains the perilymph. The later corresponds to the cerebrospinal fluid. A structure, the membranous labyrinth floats in the perilymph. The membranous labyrinth consists of three semicircular ducts, utricle, saccule, endolymphaticus and cochlea.

There are present three semicircular ducts the anterior, the posterior and the lateral semicircular ducts. They arise from the utricle. The anterior and posterior semicircular ducts arise from crus commune.

Each semicircular duct is enlarged at one end to give rise to a small rounded ampulla. The anterior and lateral semicircular ducts bear ampullae at their anterior ends, while the posterior duct contains an ampulla at its posterior end.

Each ampulla contains a sensory patch of cells, the crista Each crista consists of two kinds of cells, the sensory and supporting cells. The sensory cells bear long sensory hairs at their free ends and nerve fibres at the other end. The sensory hairs are partly embedded in a gelatinous mass, the cupula. The cristae are concerned with balance of the body.

(ii) Utricle, Endolymphaticus and Saccule:

The utricle is a dorsally placed structure to which all the three semicircular ducts are connected. The saccule is a ventrally situated structure which is joined with the utricle by a narrow utriculosaccular duct. From this duct a long tube, the ductus endolymphaticus arises which ends blindly as the saccus

endolymphaticus. Both utricle and saccule contain sensory patches, the maculae. A macula comprises sensory and supporting cells similar to those of the crista. The hair are not actually motile and are embedded in a gelatinous membrane, the otolith membrane in which there are also found very small crystals of calcium carbonate, the otolith. The cristae and maculae are the receptors of balance.

Both cristae and maculae are concerned with balance.

It is the main hearing organ which is connected with saccule by a short ductus reuniens leading from the saccule. It is spirally coiled that resembles a snail shell in appearance. It tapers from a broad base to an almost pointed apex.

Internally it consists of three fluid filled chambers or canals, the upper scala vestibuli, lower scala tympani, and the middle scala media (cochlear duct). Both scala vestibuli and scala tympani are filled with perilymph. However scala media is filled with endolymph. Both the scala vestibuli and scala tympani are connected with each other at the apex of the cochlea by a small canal, the helicotrema.

It is important to mention that near the base of the scala vestibuli the wall of the membranous labyrinth comes in contact with the fenestra ovalis, while at the lower end of the scala tympani lies the fenestra rotunda.

The scala media is the most important canal or channel of the cochlea. It bears an upper membrane, the Reissner’s membrane, and lower membrane, basilar membrane. On the basilar membrane a sensory ridge, the organ of Corti is present.

The organ of Corti consists of outer hair cells, inner hair cells, inner pillar cells, outer pillar cells, tunnel of Corti, phalangeal cells (cells of Deiters), cells of Hensen and cells of Claudius.

The sensory hairs project from the outer ends of the hair cells into the scala media, while from the inner end of the cells nerve fibres arise, which unite to form the cochlear nerve. The tectorial membrane overhangs the sensory hair in the scala media. Its properties are to determine the patterns of vibration of sound waves.

Functions of Ear:

The ear performs the functions of hearing and balancing (equilibrium).

1. Mechanism of Hearing:

The sound waves are collected by the external ear up to some extent. They pass through the external auditory meatus to the tympanic membrane which is caused to vibrate. The vibrations are transmitted across the middle ear by the malleus, incus and to the stapes bones. The latter fits into the fenestra ovalis. The perilymph of the internal ear receives the vibrations through the membrane covering, the fenestra ovalis.

From the perilymph the vibrations are transferred to the scala vestibuli of cochlea and then to scala media through Reissner’s membrane. Thereafter, the movements of endolymph and tectorial membrane stimulate the sensory hairs of the organ of Corti.

The impulses thus received by the hair cells are carried to the brain (temporal lobe of each cerebral hemisphere) through the auditory nerve where the sensation of hearing is felt (recognised).

It is evident that the external and middle ears serve to transmit sound waves to the internal ear. It is in the internal ear that the transformation of the vibrations into nerve impulses for relay to the brain takes place. During loud sound, some sound waves are transferred from scala vestibuli to scala tympani through helicotrema.

From scala tympani the sound waves are transmitted to the tympanic or middle ear cavity through the membrane covering the fenestra rotunda. From the tympanic cavity the sound waves are transferred to the pharynx through the Eustachian tube.

2. Equilibrium:

The semicircular canals, utricle and saccule of membranous labyrinth are the structures of equilibrium (balancing). Whenever the animal gets tilted or displaced the hair cells of the cristae and maculae are stimulated by the movement of the endolymph and otolith.

The stimulus is carried to the brain through the auditory nerve and the change of the position is detected by the medulla oblongata of the brain. After that, the brain sends impulses (mes­sages) to the muscles to regain the normal conditions.

Spinning or whirling vertigo (dizziness) is characteristic of meniere’s disease.

This is an acute infection of the middle ear caused mainly by bacteria and associated with infection of the nose and throat.


Buitenoor

The outer ear consists of the external part of the ear (pinna or auricle) and the ear canal (external auditory meatus).

The human ear is divided into three compartments:  the external ear, middle ear, and inner ear.

The external ear is the auricle, or pinna, a cartilage-supported fleshy flap that helps to funnel sound waves into the external auditory canal. Sound waves travel down this canal to the tympanic membrane, a thin sheet of connective tissue also known as the eardrum. When sound waves strike the tympanic membrane, it vibrates. The mechanical energy of the sound waves is converted into the mechanical energy of eardrum vibration. 

The pinna consists of cartilage covered by skin and is shaped to capture sound waves and funnel them through the ear canal to the eardrum (tympanic membrane), a thin membrane that separates the outer ear from the middle ear.


Inhoud

Following on the ideas of Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, the relationship between the reptilian jaw bones and mammalian middle-ear bones was first established on the basis of embryology and comparative anatomy by Karl Bogislaus Reichert (in 1837, before the publication of On the Origin of Species in 1859) and advanced by Ernst Gaupp, and this is known as the Reichert–Gaupp theory. [5] [6]

In the course of the development of the embryo, the incus and malleus arise from the same first pharyngeal arch as the mandible and maxilla, and are served by mandibular and maxillary division of the trigeminal nerve. [7]

. the discovery that the mammalian malleus and incus were actually homologues of visceral elements of the "reptilian" jaw articulation . ranks as one of the milestones in the history of comparative biology. [8]

. it is one of the triumphs of the long series of researches on the extinct Theromorph reptiles, begun by Owen (1845), and continued by Seeley, Broom, and Watson, to have revealed the intermediate steps by which the change may have occurred from an inner quadrate to an outer squamosal articulation . [9]

Yet the transition between the "reptilian" jaw and the "mammalian" middle ear was not bridged in the fossiel record until the 1950s [10] with the elaboration of such fossils as the now-famous Morganucodon. [11]

There are also more recent studies in the genetic basis for the development of the ossicles from the embryonic arch, [12] and relating this to evolutionary history. [13]

"Bapx1, ook bekend as Nkx3.2, is the vertebrate homologue of the Drosophila geen Bagpipe. A member of the NK2 class of homeobox genes . ", [14] this gene is implicated in the change from the jaw bones of non-mammals to the ossicles of mammals. [15] [16] Others are Dlx gene, Prx genes, and Wnt gene. [17]

Error: Image is invalid or non-existent.


Ear ossicles of modern humans and Neanderthals: Different shape, similar function

A research team led by scientists of the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology scanned the skulls of neanderthals and found the small middle ear ossicles, which are important for hearing, still preserved within the cavities of the ear. To their surprise, the neanderthal ossicles are morphologically distinct from the ossicles of modern humans. Despite the differences in morphology, the function of the middle ear is largely the same in the two human species. The authors relate the morphological differences in the ossicles to different evolutionary trajectories in brain size increase and suggest that these findings might be indicative of consistent aspects of vocal communication in modern humans and neanderthals. These findings are also of importance for shedding light on the emergence of human spoken language, which can only be inferred indirectly from the archaeological and fossil record.

The three bones of the middle ear (hammer, anvil, stapes) make up the ossicular chain. This bony chain, which is found in all mammals is dedicated to the transmission of sound waves from the tympanic membrane to the inner ear and helps in amplifying the energy of airborne sound in order to allow the sound wave to travel within the fluid-filled inner ear. Moreover, the ear ossicles are not only important for correct hearing but are also the smallest bones of our body. Thus, it does not surprise that the ossicles are among the most rarely found bones in the mammalian fossil record including the one of human ancestors. Given their important role in audition this lack of knowledge has ever been frustrating for researchers interested in studying hearing capacities of extinct species.

Tiny bones still present

This also applies to our closest extinct relatives -- the neanderthals whose communicative capacities including existence of human spoken language is a major scientific debate ever since the first discovery of neanderthal remains. A research team led by Alexander Stoessel from the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig used high-resolution computer tomography scans of neanderthal skulls and systematically checked for ossicles that potentially became trapped within the cavity of the middle ear. And indeed, the researchers found ear ossicles in 14 neanderthal individuals coming from sites in France, Germany, Croatia and Israel, resulting in the largest sample of ear ossicles of any fossil human species. "We were really astonished how often the ear ossicles are actually present in these fossil remains, particularly when the ear became filled with sediments" says lead researcher Alexander Stoessel.

After virtually reconstructing the bones, the team -- which also included scientist from the Friedrich-Schiller University in Jena and the University College in London -- compared them to ossicles of anatomically modern humans and also chimpanzees and gorillas which are our closest living relatives.

Since ossicles are not only small but also complex-shaped the researchers compared them by means of three-dimensional analysis that uses a much larger number of measuring points allowing for examination of the three-dimensional shape of a structure. "Despite the close relationship between anatomically modern humans and neanderthals to our surprise the ear ossicles are very differently shaped between the two human species" says Romain David who was involved in the study.

Based on the results of the morphological comparison the research team examined the potential reasons for these different morphologies. In order to see if these differences may affect hearing capacity of neanderthals and modern humans or reflects a tight relationship with the base of the skull they also analyzed the structures surrounding the ear ossicles. The outcome of this analysis was surprising, again since the functional parameters of the neanderthal and modern human middle ear are largely similar despite contrasting morphologies.

Similar communication skills in archaic humans

Instead, the team found the ear ossicles strongly related to the morphology of the surrounding cranial structures which also differ between the two human groups. The researchers attribute these differences to different evolutionary trajectories that neanderthals and modern humans pursued in order to increase their brain volume which also impacted the structures of the cranial base which the middle ear is a part of. "For us these results could be indicative for consistent aspects of vocal communication in anatomically modern humans and neanderthals that were already present in their common ancestor" says Jean-Jacques Hublin who is an author of this study and continues "these findings should be a basis for continuing research on the nature of the spoken language in archaic hominins."