Elke keer dat u meeknikt naar uw favoriete nummer of met een vriend chat, is er een complex systeem aan het werk dat dit mogelijk maakt. Je oren zijn biologische wonderen. Er gebeurt daar veel. “Het is een zeer complexe structuur”, zegt Anne Le Maître, evolutiebioloog, biologisch antropoloog en postdoctoraal onderzoeker aan het Konrad Lorenz Instituut in Oostenrijk. Populaire wetenschap.
Die complexiteit is het resultaat van een intense selectiedruk om beter te horen over miljoenen jaren. Behalve mogelijk een deel ervan: de lobben. Tussen alle verfijnde onderdelen zijn er onderdelen die niet helemaal kloppen. Dit is hoe wetenschappers onze zintuigen begrijpen.
Het verhaal van onze oren
De oren pikken geluid op van de buitenwereld met kraakbeenachtige structuren die uit je hoofd steken, en sturen het via een kanaal naar het vliezige trommelvlies, vervolgens naar een reeks kleine botjes in het middenoor en een cochleair labyrint, het slakkenhuis genaamd, dat zenuwbanen draagt. impulsen. helemaal tot in je hersenen. Zoogdieren, merkt Le Maître op, hebben bijzonder aangetaste oren – met drie middenoorbeentjes in plaats van het enige dat bij reptielen en vogels voorkomt. Bovendien hebben we grote uitwendige oorstructuren (oorschelpen), die bij andere gewervelde dieren ontbreken. Hoe kwamen we aan zulke complexe oren? Door evolutie natuurlijk.
In de loop van de millennia zijn delen van de kaakbeenderen van onze niet-zoogdiervoorouders gemigreerd en gescheiden, waardoor de twee middenoorbeenderen en het bot dat het trommelvlies ondersteunt zijn gevormd, legt Le Maître uit. Fossielen gevonden in China en elders tonen het begin en einde van dit evolutionaire proces tijdens het Krijt bij lang geleden overleden zoogdieren, de evolutionaire voorlopers van moderne zoogdieren. “Je ziet verschillende tussenvormen [between different species and fossils]… maar er is een trend richting zoogdiervorm”, zegt Le Maître. Met deze speciale geluidgeleidende botten en ons unieke, extra lange, opgerolde slakkenhuis kunnen zoogdieren een breder frequentiebereik horen dan de meeste andere gewervelde dieren, voegt ze eraan toe.
Onze buitenste oren, opvallende flappen van kraakbeen en huid, zijn ook uniek voor zoogdieren en spelen een extra nuttige rol door geluiden te versterken en ons en onze familieleden in staat te stellen geluid te lokaliseren, zegt Mark Coleman, universitair hoofddocent anatomie aan de Western Atlantic University School of Medicine op de Bahama’s. Coleman bestudeerde de gehoorsystemen van primaten en zoogdieren, waarbij hij vergeleek hoe de oren van verschillende dieren zijn afgestemd en hoe dit verband houdt met de structuur.
“Niet elke eigenschap die is geëvolueerd, is adaptief.”
Verschillende soorten hebben oren die gespecialiseerd zijn in het horen van verschillende soorten geluiden, zegt hij. Kangoeroe-ratten hebben bijvoorbeeld uitzonderlijk grote middenoren waardoor ze vanwege hun grootte bijzonder laagfrequente geluiden kunnen detecteren en roofdieren zoals ratelslangen kunnen vermijden. Menselijke oren zijn vergelijkbaar met die van chimpansees, maar kleine verschillen betekenen dat de gehoorsystemen van chimpansees het beste zijn in het oppikken van hoge en lage frequenties, terwijl het menselijk gehoor het meest gevoelig is voor frequenties in het middenbereik – tussen ongeveer 1.000 en 4.000 Hertz, zegt Coleman. .
En dieren met vergelijkbare leefgebieden landen vaak op hetzelfde soort oor, zegt Le Maître. Ondergrondse soorten hebben meestal middenoorbeenderen die opmerkelijk veel op elkaar lijken, hoe nauw ze ook verwant zijn – net als waterzoogdieren. “Er is sprake van convergente aanpassing bij zoogdieren”, zegt ze.
Zelfs de ribbels op onze oorschelpen hebben een speciaal ontwikkeld doel. De pieken en dalen van onze oortopografie filteren en definiëren geluiden nog nauwkeuriger. Nachtelijke jagers zoals vleermuizen en spookdiertjes hebben bijzonder knobbelige buitenoren waarmee ze in het donker insecten kunnen vangen, merkt Coleman op. Hoewel menselijke oren relatief eenvoudig zijn, moeten onze hersenen zich nog steeds aanpassen en opnieuw leren hoe ze de bron van geluid kunnen identificeren wanneer onze buitenoren worden vervangen.
Dat brengt ons allemaal bij een beetje een mysterie.
Evolutionaire uitzondering: oorlellen
Deze bungelende stukjes zacht, niet-kraakbeenachtig weefsel verschijnen relatief recent in het dierenbestand; ze zijn alleen echt aanwezig bij mensen, chimpansees en gorilla’s, zegt Coleman. Tot nu toe hebben biologen er geen duidelijk doel voor geïdentificeerd. “Ik denk dat het hun functie is om een veilige plek te hebben om oorbellen in te doen”, grapt ze.
Oren bevatten veel bloedvaten, dus het is theoretisch mogelijk dat de lobben een rol spelen bij de temperatuurregulatie, vergelijkbaar met hoe de enorme oren van olifanten hen helpen koel te blijven, zegt hij. Hoewel zowel hij als Le Maître opmerken dat de theorie weinig meer is dan giswerk. Aan de andere kant hebben sommige wetenschappers, zoals de zoöloog Desmond Morris, eerder het idee geopperd dat de oorschelpen zijn geëvolueerd als een erogene zone om paring te vergemakkelijken, maar er is weinig direct bewijs dat dit soort seksuele selectie onze oren heeft gevormd.
In tegenstelling tot de meeste andere delen van het oor variëren de lobben sterk van persoon tot persoon. Misschien heb je op de middelbare school geleerd dat je gekoppelde of afzonderlijke lobben erft van een enkele reeks allelen die je van je ouders hebt doorgegeven. En hoewel blijkt dat deze grove simplificatie in werkelijkheid niet waar is, zijn onze kwabben er in verschillende vormen en typen, bepaald door genetica. Dat niveau van variabiliteit suggereert dat de lobben veel minder onder druk staan om zich aan een bepaalde vorm en doel aan te passen dan zoiets als de goed geslepen botten van het middenoor, zegt Le Maître.
In plaats daarvan zouden onze kwabben eenvoudigweg het bewijs kunnen zijn dat evolutie geen perfect ontwerpproces is. ‘Niet elke eigenschap die is geëvolueerd, is adaptief’, zegt Bridget Alex, een paleoantropoloog aan de Harvard University. Er kunnen fysieke en biologische beperkingen optreden. Er is sprake van willekeur door middel van genetische drift – waarbij een bepaalde reeks eigenschappen dominant wordt in een groep.
En dan zijn er nog de zogenaamde evolutionaire ‘borsten’ – een term bedacht door de beroemde paleontoloog Stephen Jay Gould, die verwijst naar de driehoekige ruimte tussen de boog en het plafond van de kathedraal. Die driehoeken zijn niet noodzakelijkerwijs een opzettelijk onderdeel van het ontwerp, maar een bijproduct van het gewenste architectonische kenmerk, de boog. Op dezelfde manier kunnen sommige delen van ons lichaam een toevallig bijproduct zijn van andere, legt Alex uit. Misschien zijn de lobben gevormd als gevolg van verplaatsing van het kraakbeen elders in onze oren, waardoor onze gehoorscherpte werd gemaximaliseerd en onbedoeld wat vlees achterbleef.
Oorschelpen zijn niet de enige indicatoren van de evolutie van soms slecht en constant werk. We hebben ook rudimentaire spieren in onze oren, overgebleven van de voorouders van zoogdieren die hun oren konden draaien en richten zoals katten dat kunnen. Ondanks dat ze nog steeds deze stukjes spiermassa hebben, kunnen de meeste mensen hun oren helemaal niet bewegen (net zoals onze staartbeenderen niet langer verbonden zijn met onze staarten). Andere nutteloze mysteries bleven bestaan. “Niemand weet precies waarom de menselijke baard is geëvolueerd [either]”, zegt Alex. “Is het adaptief, een bijproduct, een ongeluk, seksuele selectie?” Je kunt je kin (of lobben) strelen terwijl je over de vraag nadenkt, maar het antwoord wordt er waarschijnlijk niet duidelijker op.
Dit verhaal maakt deel uit van de populair-wetenschappelijke Ask Us Anything-serie, waarin we uw meest ongewone en verbijsterende vragen beantwoorden, van alledaags tot buitengewoon. Heb je iets dat je altijd al wilde weten? Vraag het ons.