进化之谜：人类的耳朵源自远古鱼鳃

研究表明，人类外耳的起源可追溯至远古鱼类的鳃，这一发现揭示了哺乳动物独特结构的深远进化根源。

科学家通过一系列基因编辑实验，追溯到人类外耳的演化根源——它可能起源于远古鱼类的鳃。最新研究表明，鱼鳃中的软骨在数百万年的进化过程中迁移至耳道。更进一步的分析甚至表明，人类外耳或许可以追溯到更古老的海洋无脊椎动物，比如鲎。

这项研究揭开了外耳这一哺乳动物独有结构的神秘起源。研究共同作者、南加州大学干细胞生物学与再生医学教授Gage Crump表示：“起初，外耳的进化起源对我们来说完全是个谜团。”研究人员早已知晓，中耳结构(位于鼓膜后的小骨组成)来自远古鱼类的颌骨。这种进化将解剖结构重新利用的现象让他们开始猜测，外耳的软骨或许也源自某种鱼类的祖先结构。

人类和其他哺乳动物的外耳由一种叫弹性软骨的特殊软骨构成，它比存在于鼻子和椎间盘中的透明软骨或纤维软骨更具柔韧性。研究的关键发现是，弹性软骨同样存在于鱼类的鳃中。Crump指出，研究开始时，几乎没有任何证据表明哺乳动物以外的生物中存在弹性软骨。

研究团队利用蛋白染色技术，揭示了斑马鱼、大西洋鲑鱼以及其他三种现代硬骨鱼的鳃中均含有弹性软骨。这一发现表明，弹性软骨可能是该类群鱼类的普遍特征。

为了验证鱼鳃中的弹性软骨与哺乳动物外耳的进化联系，科学家们展开了一系列实验。由于弹性软骨难以在化石中保存，研究人员转而寻找分子线索——基因调控元件“增强子”。这些短DNA序列可以通过特定蛋白的结合激活相关基因，且具有高度的组织特异性，因此能有效检测不同组织中的活跃区域。

实验中，团队将人类外耳的增强子插入斑马鱼的基因组，结果在斑马鱼鳃中观察到活跃的基因表现。这暗示了人类外耳和鱼鳃基因之间的古老联系。随后，他们反向实验，将斑马鱼鳃相关增强子插入小鼠基因组，并在小鼠外耳中检测到活跃表现。

进一步的实验显示，两栖类和爬行动物也继承了这种鳃与耳结构的联系。在蜥蜴中，增强子活跃于耳道，这表明弹性软骨在爬行动物出现时已经从鳃逐步迁移至外耳。这一过程早在约3.15亿年前便已开始。

研究还发现，鲎细胞中的一个增强子在斑马鱼鳃中触发了基因活跃。鲎是一种距今约4亿年的“活化石”，这一发现表明人类外耳的进化根源可能比我们之前认知的还要深远。尽管还有待进一步研究来确认进化链条的深度，Crump表示，这项工作为哺乳动物耳朵的进化历史开启了新篇章。

本文译自 Live Science，由 BALI 编辑发布。