蛇等爬行动物的下颌由多块骨骼组成,并且可以分成左右两部分,在吞咬食物时得以向两侧撑开。我们常说,“贪心不足蛇吞象”。蛇虽然吃不了大象,但是一口吞下体型数倍于自己的袋鼠、小羊还是没问题的。图片来源:Alex Griffiths;Eigenes Werk|Wikimedia
但要是让人类等哺乳动物去表演这种嘴部特技则是完全不可能的。原因很简单,哺乳动物的下颌骨普遍只有一整块,而蛇类等爬行动物的下颌则由至少4块骨头组成。要想像蛇嘴一样收缩自如,大概只能另辟蹊径了。
恶魔果实了解一下?图片来源:《海贼王》剧照
但是话说回来,哺乳动物和爬行动物其实有着共同的祖先[3]。同样是下颌,在远古祖先那里还是“组合套装”,怎么传承到哺乳动物这一辈就变成“集成版”了呢?其余的下颌骨去哪了呢?
从进化谱系来看,哺乳动物与爬行动物都是早期羊膜动物的后代。绘图:陆晓彧
下颌骨“另谋高就”
实际上,这些骨头并没有完全失业,而是去另谋高就了。比如说,本属于下颌的一块关节骨(Articular)就连同头骨中的方骨(Quadrate)一起,搬进了我们的中耳,摇身一变,成了三块听小骨中的锤骨(Malleus)和砧骨(Incus)。
人耳朵里的锤骨(Malleus)本是下颌的一部分。图片来源:US Government |Wikimedia
这些下颌骨是如何“搬家”的呢?这也与“小型化”密不可分——
首先,这些骨头需要变得足够小,显然太大的骨头也塞不进耳朵里。
更重要的呢,就是要让这些骨头从“日常工作”中解放出来——下颌的工作是承担咬合力,对于我们吃虫子和果子的哺乳动物祖先来说,没有那么大的咬合力也不妨碍生活。
而随着下颌小型化和咬合力减弱,关节的压力也自然而然减弱了。既然不需要那么多压力,原来用于承担压力的部分骨头就有机会“转业”了——比方说跑到耳朵里提高我们的听力。
下颌骨骼的这次搬家可谓是意义非凡,它们赋予了哺乳动物出色的听觉。爬行动物中的下颌骨数量虽多,但中耳只有一块骨头。外界声音直接通过鼓膜震动这唯一一块骨头,再传内耳里,其听觉效果比较差。
而哺乳动物就不一样了,我们的三块听小骨,串联成链。它们像放大器一样,将震动放大后传到内耳,使我们能分辨出更轻微的声响。听力的大大提高,不仅对哺乳动物的生存有着重大帮助,更对它们今后智力发展奠定了基础。