Уши млекопитающих растут с изъяном

Удивительная вещь, эта эволюция. Когда эмбрион млекопитающего развивается, его среднее ухо сформировывается таким образом, чтобы один край уха уплотняется с нестандартными, подверженными инфекции, тканями.

"На своём пути эволюция не всегда создает самый совершенные, инженерные структуры",- говорит Абигейл Такер, опытный биолог Королевского колледжа в Лондоне. "Определенно, получившееся ухо становится немного несовершенным".

Среднее ухо млекопитающих улавливает звук и передает его, используя три крошечные кости, которые передают колебания на барабанную перепонку, во внутреннюю камеру уха. Эти три кости - молоточек,наковальня и стремя - являются отличительной чертой, отличающей группу от других эволюционных линий.

Исследования мышиных эмбрионов показывает, что среднее ухо развивается как мешок ткани. Затем его подкладка разрывается на одном конце и разрыв позволяет образовывать различные виды ткани, которая образует крошечные кости среднего уха.

"Этот процесс происходит из-за так называемого нервного гребня эмбриона, популяции клеток, создающей кости и мышцы. Нервная ткань гребня никогда не была известен, как создающая барьер в организме. Тем не менее, у мышей для формирования среднего уха, эта ткань создает полосу подкладки в участке разрыва",- говорят Такер и её коллега Ханна Томпсон.

Роль нервной ткани гребня не велика для формирования накладок. Её улучшение в среднем ухо имеет тенденцию отслаиваться при заражении. И она не образует обилие волосовидных защитных ресничек, которая сметают мусор в остальной части среднего уха.

Импровизационное улучшение может объяснить, почему инфекция в этой лысой зоне среднего уха имеют тенденцию быть более тяжелой и частой, чем в покрытых ресничками участках.

До этого открытия, биологи думали, что вся слизистая оболочка среднего уха создаётся от одного вида ткани, энтодермы, которая легко образует волоски. Такер говорит, что она удивилась, когда увидела, как слоем энтодермы удалось вырастить непрерывную подкладку, несмотря на сложные препятствия в виде развивающихся костей в среднем ухе, вместе с сухожилиями и переливающейся кровью.

Чтобы проследить этот процесс в деталях, она и Томпсон обратились к генно-инженерным мышам, которые имеют отличительные метки нервного гребня и энтодермы тканей. По окраске образцов тканей мышей, исследователи выявили эти метки и собрали части среднего уха, которые пришли из каждого типа клеток-предшественников.

"Процесс развития может быть общим для всех млекопитающих",- говорит Донна Фекете из Университета Пердью в Уэст-Лафайетт, штат Индиана. Этот сценарий согласуется с наблюдениями о разрыве подкладки и зоне без ресничек, как в среднем ухе человека, так и крысы. "Если бы я был пересмотрела учебник эмбриологии человека, я хотела бы изменить рисунки",- говорит она.

"Такое среднее ухо имеет свои сильные стороны",- говорит Такер. "Три маленькие кости обеспечивают чувствительность к звукам. Две из них произошли от петли кости в челюсти глубоких предков млекопитающих".

Какова эволюционная ценность трех слуховых косточек уха ещё предстоит выяснить. "Изучение сумчатого развития уха может проверить это понятие",- предполагает палеонтолог, изучающий позвоночных, Анна Вейль из Центра Наук о Здоровье Университета Штата Оклахомы в городе Талса. Общие предки сумчатых и остальных млекопитающих, жившие более чем 100 миллионов лет назад, уже имели кости среднего уха. Если у кенгуру или других сумчатых видов будут видны следы разрывов и восстановления в среднем ухе, то эволюционная связь трех косточек будет выглядеть более вероятной.