nature

当前位置: Cell » Research Journals » Current Biology » Curr Biol:法国学者利用化石揭示早期鲸类听力研究成果

Curr Biol:法国学者利用化石揭示早期鲸类听力研究成果

摘要 : 2017年6月8日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Current Biology》杂志在线发表了法国蒙彼利埃大学Maeva J. Orliac研究员的一篇研究论文,研究人员从灭绝的早期鲸物种化石中找到了证据,可以证明鲸听觉能力上的差异是进化成为完全水生动物后才出现的。

2017年6月8日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Current Biology》杂志在线发表了法国蒙彼利埃大学Maeva J. Orliac研究员的一篇研究论文,研究人员从灭绝的早期鲸物种化石中找到了证据,可以证明鲸听觉能力上的差异是进化成为完全水生动物后才出现的。基于对既能栖息在水里也能生活在陆地上的“史前鲸类”的研究,研究人员发现,它们的听觉系统与其在陆地上的近亲更为类似,甚至是猪、河马、骆驼等偶蹄目动物。

鲸依靠敏锐的听觉在水下生存,但不同的鲸类在听觉能力上却展现出巨大的差别。须鲸能接收到频率低到人类难以察觉的次声波,这使得它们可以远距离沟通,而齿鲸的情况正好相反,它依赖超声波,这种声波的频率太高以至于人类也无法听到。

Maeva Orliac说:“我们发现史前鲸类与现存鲸和海豚的耳蜗截然不同,它们的听觉能力更接近于陆地亲属。”而且,原始鲸类在特殊听力上的缺失表明,早期鲸类无法像现今的鲸和海豚等鲸类动物那样通过长距离的叫声进行声波定位和交流。

新研究中,研究人员分析了4500万年前原始鲸类的遗骸,该遗骸是在西非多哥的一处深海沉积层中发现的。研究人员对两种早期鲸类体内的骨骼和封装着听觉器官的空腔进行了研究。

Orliac与同事Mickal Mourlam使用微CT扫描岩石和化石以探视其内部结构。扫描的图像使她们可以对颞骨岩部内用来保护听觉和平衡器官的腔进行分析。

研究人员表示,基于扫描仪提供的扫描图,能建造模拟动物活着时用来包含听觉器官的腔体模型。但该工作漫长而艰难,因为化石腔内填满了沉积物,并在一定程度上结晶,加之鲸类的颞骨岩部本身就又浓又密,这些因素降低了扫描图片的质量,时常会阻碍分析的进展。

尽管如此,扫描结果仍显示早期鲸类的听觉系统与它们那些陆地上的近亲类似。现代鲸类拥有的次声波和超声波听觉是后来鲸类返回海里才出现的。

原文链接:

Infrasonic and Ultrasonic Hearing Evolved after the Emergence of Modern Whales

原文摘要:

Mysticeti (baleen whales) and Odontoceti (toothed whales) today greatly differ in their hearing abilities: Mysticeti are presumed to be sensitive to infrasonic noises, wheras Odontoceti are sensitive to ultrasonic sounds . Two competing hypotheses exist regarding the attainment of hearing abilities in modern whales: ancestral low-frequency sensitivity or ancestral high-frequency sensitivity. The significance of these evolutionary scenarios is limited by the undersampling of both early-diverging cetaceans (archaeocetes) and terrestrial hoofed relatives of cetaceans (non-cetacean artiodactyls). Here, we document for the first time the bony labyrinth, the hollow cavity housing the hearing organ, of two species of protocetid whales from Lutetian deposits (ca. 46–43 Ma) of Kpogamé, Togo. These archaeocete cetaceans, which are transitional between terrestrial and aquatic forms, prove to be a key for determining the hearing abilities of early whales. We propose a new evolutionary picture for the early stages of this history, based on qualitative and quantitative studies of the cochlear morphology of an unparalleled sample of extant and extinct land artiodactyls and cetaceans. Contrary to the hypothesis that archaeocetes have been more sensitive to high-frequency sounds than their terrestrial ancestors , we demonstrate that early cetaceans presented a cochlear functional pattern close to that of their terrestrial relatives, and that specialization for infrasonic or ultrasonic hearing in Mysticeti or Odontoceti, respectively, instead only occurred in fully aquatic whales, after the emergence of Neoceti (Mysticeti+Odontoceti).

来源: Current Biology 浏览次数:0

我们欢迎生命科学领域研究成果、行业信息、翻译原创、实验技术、采访约稿。-->投稿

RSS订阅 | 生物帮 | 粤ICP备11050685号-3 ©2011-2014 生物帮 Cell  All rights reserved.