
尽管我们的大部分身体部位都继续进化的改进追求,但负责平衡的内耳部分可能已经实现了完美。
从鲸鱼到小鼠,几乎所有45,000种脊椎动物具有相同工程的半圆形管,即SCC。独立于物种,管道的大小均在1到4毫米之间。毫米大约是一角钱的厚度。
一项新的研究发现,改变微小结构的尺寸会减少器官的响应。
Caltech的物理学家Todd Squires说:“如果我要求您建造最敏感的半圆形管,从而遵守某些物理和生理限制,那么事实证明,您将建造与所有脊椎动物所拥有的大小相同的大小。”
2002年的一项研究发现,鲸鱼和海豚的半圆形管小于相当大小的哺乳动物。该图形将海豚内耳(左)与丛林丛进行了比较。半圆形管以黄色显示。学分:伦敦大学学院弗雷德·斯波尔(Fred Spoor)
运河结构的三个微小回路从其中的流体晃动中检测出运动。反过来,这刺激了运河内部的毛细胞,这些毛细胞为大脑提供了维持平衡所需的信息。
由于敏感性似乎是结构中最重要的要求,因此Squires认为自然已经演变为运河是最好的工作。
Squires说:“最终,您可以想象,进化实际上可能达到了“最佳”设计 - 我建议SCC发生的事情。” “如果不牺牲敏感性或功能,SCC不能随生物体的大小扩展。”
该研究在11月5日的期刊上详细介绍物理评论信根据Squires的说法,这是为数不多的研究作为工程师的研究之一,然后批评该过程的成功。
但是,与所有规则一样,有一个例外,在这种情况下,它是鲨鱼。当几乎所有脊椎动物都遵循相同的模板时,鲨鱼的半圆形管比其他管道大得多。
Squires说:“出于某种原因,鲨鱼的SCC比我们其他人大十倍,而且似乎它们很早就破裂了进化树。” “这是非常投机性的,但鲨鱼可能使用不同的建筑材料。”
除了例外,Squires认为,旋转并因此提供平衡的运河的统一性可以尽早发展,因为其作用是如此明确和限制。
Squires说:“该系统的目的非常有限。” “它的整体目的只是感知旋转,而越敏感的传感器越敏感。”
根据Squires的说法,大自然已经了解了该传感器最响应的尺寸,并且坚持使用什么,无论围绕这种最佳设计的动物的大小如何。
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