人類的外在一項新的研究發現，可能是從史前魚類的鰓進化而來的。
基因編輯實驗表明，數百萬年前，在我們的進化過程中，魚鰓中的軟骨遷移到了耳道中。。追溯到更早的時候，我們的外耳可能有古代海洋無脊椎動物的演化根源，例如，科學家說。
這項研究為哺乳動物特有的外耳的神秘起源提供了新的線索。 「當我們開始這個計畫時，外耳的進化起源是一個完整的黑盒子，」研究合著者蓋奇克魯普南加大幹細胞生物學和再生醫學教授在報告中表示陳述。
研究人員已經知道我們的中耳——每個中耳都位於耳膜後面，由三塊小骨頭組成——從頜骨產生的的古代魚類。克倫普說，這個進化改變和再利用解剖結構的例子「讓我們想知道軟骨外耳是否也可能起源於某些祖先的魚類結構」。
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我們的外耳和其他哺乳動物的外耳是由一種稱為彈性軟骨的軟骨亞型組成的。它比透明軟骨或纖維軟骨更靈活，透明軟骨或纖維軟骨分別存在於人類鼻子和椎骨之間的椎間盤。
追溯人類外耳起源於魚類的關鍵是發現魚鰓中也存在彈性軟骨。 「當我們開始這項研究時，關於哺乳動物以外是否存在彈性軟骨的資訊很少，」克倫普說。
研究人員使用蛋白質染色揭示了斑馬魚的鰓（丹麥斑馬魚）、大西洋鮭魚（鮭魚）和其他三種魚類含有彈性軟骨。根據 1 月 9 日發表在期刊上的研究，這些物種都是現代硬骨魚，這表明彈性軟骨是該類魚類的普遍特徵自然。
接下來，科學家測試了魚鰓彈性軟骨和哺乳動物外耳之間的演化連結。彈性軟骨在化石中保存得不好，因此研究人員改用分子線索。他們尋找被稱為「增強子」的基因控制元件——當與特定蛋白質結合時可以激活相關基因的短 DNA 序列。
由於遺傳增強子具有高度組織特異性，研究人員可以輕鬆檢測增強子在何處活躍。為了測試魚鰓和人類外耳中的增強子活性（以及基因調控）是否相似，克倫普和他的同事將人類外耳增強子插入斑馬魚基因組中。
實驗觸發了斑馬魚鰓的活動，暗示人類外耳和魚鰓的基因之間存在祖先連結。然後，研究人員反向進行了實驗：他們將與斑馬魚鰓相關的增強子插入小鼠基因組中，並檢測小鼠外耳的活動。
透過另一系列用蝌蚪和綠變色龍進行的實驗（加羅林安樂蜥），研究小組表明，兩棲類和爬行動物也繼承了魚類的鰓和耳朵結構。在蜥蜴中，增強子活性存在於耳道中，這表明大約 3.15 億年前爬行動物出現在地球上時，彈性軟骨已經開始從鰓遷移到外耳。
研究人員在研究中寫道：“我們的研究結果表明，祖先鰓發育程序的元素在脊椎動物進化過程中被多次重複利用，產生了不同的鰓和耳朵結構。”
最後，研究團隊在鱟細胞中發現了一種增強劑，可以觸發斑馬魚鰓的活動。鱟是大約 4 億年前出現的“活化石”，這一發現表明我們的外耳可能具有比之前認為的更深的進化根源。
儘管還需要更多的研究來確認這些根的延伸深度，但「這項工作為哺乳動物耳朵的進化提供了新的篇章，」克倫普說。
