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Warum sind Säugetiere die einzigen Tiere mit Ohrmuscheln/Außenohren?


Ja, ich weiß, dass Eulen gefiederte "Ohrbüschel" haben, aber diese sind weniger zum Hören und mehr zur Anzeige geeignet.

Und ich finde es schwer zu glauben, dass Tiere wie Dinosaurier oder andere kursorische Archosaurier nicht so sehr auf Geräusche angewiesen sind wie ein Säugetier. Es ist einfach zu nützlich.

Ein möglicher Hinweis ist die Tatsache, dass die meisten Nicht-Säuger-Tetrapoden anscheinend elektrische Abstimmung verwenden, um verschiedene Geräusche zu erkennen, während Säugetiere die Haarzellen ihrer längeren Cochlea verwenden, um Geräusche mechanisch zu unterscheiden. Ich habe das Gefühl, dass dies verwandt ist, aber nicht vollständig damit verbunden ist, warum eine fleischige Außenohrstruktur sich sammeln und auf die Richtung eines Klangs konzentrieren kann.

Warum haben sich die Ohrmuscheln bei Säugetieren entwickelt und warum sind sie die einzigen mit einer solchen Struktur?


Kurze Antwort Das Gehör von Säugetieren ist einzigartig und erstaunlich.

Das Ohr von Säugetieren ist einzigartig und hochsensibel mit einem eingebauten Verstärkungssystem, das bedeutet, dass selbst kleinste Klangveränderungen erkannt werden können. Die knöcherne Amplifikation ist auch der Grund, warum die Cochlea von Säugetieren (oder zumindest Therian) riesig ist, jede inkrementelle Zunahme brachte deutlich mehr Informationen, sie muss ziemlich groß werden, bevor Sie den Punkt erreichen, an dem die Renditen sinken. Das bedeutet, dass Säugetiere selbst mit kleinen Investitionen in die Verbesserung des Hörvermögens viel herausholen können. Die überwiegende Mehrheit der anderen Gruppen würde einfach keinen Nutzen aus einem externen Ohr ziehen. ihre Ohren sind nicht empfindlich genug, um die schwachen Echos der Außenohren aufzunehmen. Die eine Gruppe, die einen Nutzen daraus ziehen würde (Eulen), hat funktionell etwas Ähnliches wie ein Außenohr.

Das Säugetierohr entwickelte sich aus der Umnutzung von Kieferknochen, die keine andere Gruppe hatte (oder richtiger, sie wurden in anderen Gruppen nicht zu Resten). Säugetiere sind die einzige Gruppe mit einem einzigen Knochen im Unterkiefer. Es ist eine faszinierende Geschichte und einen Blick wert. Es macht irgendwie wett, wie schrecklich die Augen von Säugetieren sind.


Eine Eidechse braucht Ohren von 8 cm, um ihren oberen Hörbereich zu fokussieren.

Eidechsen und Vögel können bis zu 4 kHz bis 10 kHz hören, was einer Energiewellenlänge von 8 cm bis 3 cm entspricht. Vogelrufe sind auch meist auf etwa 8 kHz begrenzt, etwa 1 Oktave höher als die Note 88 auf einem Klavier.

Außerdem ist der Abstand zwischen den beiden Ohren eines Vogels kleiner als die Wellenlänge des Schalls, den er wahrnimmt, sodass er weniger Ahnung davon hat, aus welcher Richtung Schall kommt.

Katzen und Mäuse können Schallwellen von etwa 0,5 cm hören, sodass ihre Ohren den Schall effizient verstärken und fokussieren und die Ohren auch abschirmen können, sodass sie jeweils nur eine Seite hören.

Weiche Materialien absorbieren Schall, deshalb verwenden Lautsprecher Kohlefaser und andere starre Membranen, um hohe Frequenzen zu übertragen, und deshalb hat Toast höhere Frequenzen als Brot, daher mussten Säugetiere die Steifheit von Gelenkknochen nutzen, um hohe Schallfrequenzen aufzunehmen. Es ist ein komplexer Anpassungsschritt, ein bisschen wie die Evolution des Auges.

Hier ist ein Video über Säugetierohren im Wiki.

Frühe Säugetiere waren nachtaktiv, dies kann ein Faktor sein.


Erklärer: Wie die Ohren funktionieren

Hör zu! Große Ohren helfen, Geräusche aufzunehmen, aber das ist nicht alles, was Sie brauchen, um das Geräusch zu hören.

Teile das:

31. Oktober 2017 um 5:35 Uhr

Ohren können schlaff und ledrig sein wie bei einem Elefanten, spitz und flauschig wie bei einer Katze oder flach, runde Scheiben wie bei einem Frosch. Aber unabhängig von ihrer Form oder Größe verwenden Wirbeltiere ihre Ohren, um eingehende Schallwellen zu vergrößern und sie in Signale umzuwandeln, die das Gehirn interpretieren kann. Das Ergebnis lässt uns die Trompete des Elefanten, das Schnurren der Katze und das Krächzen des Frosches hören. Natürlich auch unsere Lieblingslieder.

Schall breitet sich in Wellen durch die Luft aus, die sich komprimieren, dehnen und dann wiederholen. Die Kompression übt einen Druck auf Gegenstände aus, wie zum Beispiel Ohrgewebe. Wenn sich eine Welle wieder ausdehnt, zieht sie am Gewebe. Diese Aspekte der Welle bewirken, dass alles, was auf einen Ton trifft, in Schwingung versetzt wird.

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Schallwellen treffen zuerst auf das äußere Ohr. Das ist ein Teil, der oft am Kopf sichtbar ist. Es ist auch als Ohrmuschel oder Ohrmuschel bekannt. Die Form des Außenohrs hilft, Schall zu sammeln und im Kopf in Richtung des Mittel- und Innenohrs zu leiten. Auf dem Weg hilft die Form des Ohrs, den Ton zu verstärken – oder seine Lautstärke zu erhöhen – und zu bestimmen, woher er kommt.

Vom äußeren Ohr aus wandern Schallwellen durch eine Röhre, den Gehörgang. Beim Menschen ist diese winzige Röhre etwa 2,5 Zentimeter lang. Nicht jedes Tier hat ein Außenohr und einen Gehörgang. Viele Frösche haben zum Beispiel nur eine flache Stelle hinter den Augen. Das ist ihr Trommelfell.

Bei Tieren mit Außenohr und Gehörgang das Trommelfell – oder Tympanum – ist im Kopf. Diese dichte Membran erstreckt sich über das Ende des Gehörgangs. Wenn Schallwellen in dieses Trommelfell schlagen, vibrieren sie seine Membran. Dadurch werden Druckwellen ausgelöst, die in das Mittelohr anschwellen.

Im Mittelohr befindet sich eine kleine Höhle mit drei winzigen Knochen. Diese Knochen sind der Hammer (was auf Latein „Hammer“ bedeutet), der Amboss (was auf Latein „Amboss“ bedeutet) und der Steigbügel (was auf Latein „Steigbügel“ bedeutet). Beim Menschen sind diese drei Knochen bekannt als Gehörknöchelchen. Sie sind die kleinsten Knochen des Körpers. Der Steigbügel (STAY-pees) zum Beispiel ist nur 3 Millimeter lang! Diese drei Knochen arbeiten zusammen, um Schallwellen zu empfangen und an das Innenohr weiterzuleiten.

Allerdings haben nicht alle Tiere diese Gehörknöchelchen. Schlangen zum Beispiel fehlen sowohl das Außenohr als auch das Mittelohr. Bei ihnen überträgt der Kiefer Schallschwingungen direkt auf das Innenohr.

In diesem Innenohr befindet sich eine mit Flüssigkeit gefüllte, schneckenförmige Struktur. Es heißt die Schnecke (KOAK-lee-äh). Im Inneren stehen Reihen von mikroskopisch kleinen „Haar“-Zellen. Sie enthalten Bündel winziger, haarähnlicher Strähnen, die in eine gelartige Membran eingebettet sind. Wenn Schallschwingungen in die Cochlea eindringen, lassen sie die Membran – und ihre Haarzellen – hin und her schwingen. Ihre Bewegungen senden Nachrichten an das Gehirn, die den Ton als eine von vielen verschiedenen Tonhöhen registrieren.

Haarzellen sind zerbrechlich. Wenn man stirbt, ist es für immer weg. Mit der Zeit verlieren die Menschen, wenn diese verschwinden, die Fähigkeit, bestimmte Geräusche zu erkennen. Haarzellen, die auf hohe Töne reagieren, neigen dazu, zuerst abzusterben. Beispielsweise kann ein Teenager einen Ton mit einer sehr hohen Frequenz von 17.400 Hertz hören, während jemand mit älteren Ohren dies möglicherweise nicht kann. Willst du Beweise? Sie können es unten selbst testen.

Hören Sie sich die Geräusche in diesem Video an. Kannst du sie alle hören? Wenn du kannst, bist du wahrscheinlich unter 20 Jahre alt. ASAPScience

Machtwörter

verstärken Zur Erhöhung der Anzahl, des Volumens oder eines anderen Maßes der Reaktionsfähigkeit.

Ohrmuschel Der sichtbare Teil eines Ohrs. Beim Menschen hat es die Form eines Trichters, aber bei anderen Tieren kann es spitz, abgerundet oder eine große Klappe sein. Es wird auch genannt pinna.

Hohlraum (in der Biologie) Eine taschenartige Struktur der offenen Region, umgeben von Geweben.

Zelle Die kleinste strukturelle und funktionelle Einheit eines Organismus. Normalerweise zu klein, um mit bloßem Auge zu sehen, besteht es aus einer wässrigen Flüssigkeit, die von einer Membran oder Wand umgeben ist. Die meisten Organismen wie Hefen, Schimmelpilze, Bakterien und einige Algen bestehen aus nur einer Zelle.

Schnecke (Plural Cochleae) Eine spiralförmige Struktur im Innenohr des Menschen und anderer Säugetiere. Die natürliche Batterie im Innenohr von Säugetieren liefert Energie, um Signale vom Ohr zum Gehirn zu leiten. Diese Signale wandern entlang des Hörnervs.

Kompression Drücken Sie auf eine oder mehrere Seiten von etwas, um die Lautstärke zu verringern.

Frequenz Die Häufigkeit, mit der ein bestimmtes periodisches Phänomen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls auftritt. (In der Physik) Die Anzahl der Wellenlängen, die in einem bestimmten Zeitintervall auftreten.

Gel Ein klebriges oder viskoses Material, das wie eine dicke Flüssigkeit fließen kann.

Haarzellen Dies sind die sensorischen Rezeptoren in den Ohren von Wirbeltieren, die ihnen das Hören ermöglichen. Diese ähneln tatsächlich Stummelhaaren.

Hertz Die Häufigkeit, mit der etwas (z. B. eine Wellenlänge) auftritt, gemessen in der Häufigkeit, mit der sich der Zyklus pro Sekunde wiederholt.

Amboss Einer der Knochen des Mittelohrs. Das Wort bedeutet im Lateinischen &ldquoanvil&rdquo. Es überträgt Schallschwingungen von einem anderen Knochen, dem sogenannten Hammer, auf einen dritten, den sogenannten Steigbügel.

Hammer Einer der Knochen des Mittelohrs. Das Wort bedeutet im Lateinischen &ldquohammer&rdquo. Es überträgt die Schwingungen des Trommelfells auf einen anderen Knochen, den Amboss.

Membran Eine Barriere, die den Durchgang (oder den Durchfluss) einiger Materialien je nach ihrer Größe oder anderen Merkmalen blockiert. Membranen sind ein integraler Bestandteil von Filtrationssystemen. Viele erfüllen dieselbe Funktion wie die äußere Hülle von Zellen oder Organen eines Körpers.

mikroskopisch Ein Adjektiv für Dinge, die zu klein sind, um mit bloßem Auge gesehen zu werden.

Gehörknöchelchen Die drei winzigen Knochen des Mittelohrs, einschließlich Hammer, Amboss und Steigbügel. Diese Knochen verstärken und übertragen Schall und sind die kleinsten Knochen des menschlichen Körpers.

pinna Der sichtbare Teil des Ohrs. Beim Menschen hat es die Form eines Trichters. Bei anderen Tieren kann es spitz, abgerundet oder eine große Klappe sein. Es wird auch genannt Ohrmuschel.

Druck Gleichmäßig über eine Oberfläche aufgebrachte Kraft, gemessen als Kraft pro Flächeneinheit.

Schallwelle Eine Welle, die Schall überträgt. Schallwellen haben abwechselnde Schwaden mit hohem und niedrigem Druck.

Steigbügel Einer der Knochen des Mittelohrs. Das Wort bedeutet im Lateinischen „Bügel&rdquo. Es überträgt Schallschwingungen von einem anderen Knochen, dem Amboss, auf das Innenohr.

Gewebe Hergestellt aus Zellen, einer der verschiedenen Arten von Materialien, aus denen Tiere, Pflanzen oder Pilze bestehen. Zellen innerhalb eines Gewebes arbeiten als Einheit, um eine bestimmte Funktion in lebenden Organismen zu erfüllen. Verschiedene Organe des menschlichen Körpers zum Beispiel bestehen oft aus vielen verschiedenen Gewebearten.

übertragen (n. Übertragung) Zum Senden oder Weitergeben.

Tympanum Auch Trommelfell genannt, ist es eine Membran, die als Reaktion auf Geräusche vibriert. Bei Säugetieren und Menschen mit sichtbaren Außenohren befindet sich das Trommelfell außer Sichtweite. Bei Arten wie Fröschen ist das Trommelfell jedoch manchmal als runder Fleck hinter dem Tierauge sichtbar.

vibrieren Um rhythmisch zu schütteln oder sich ständig und schnell hin und her zu bewegen.

Welle Eine Störung oder Variation, die sich regelmäßig und oszillierend durch Raum und Materie bewegt.

Über Janet Raloff

Janet Raloff ist die Herausgeberin von Wissenschaftsnachrichten für Studenten. Zuvor war sie Umweltreporterin für Wissenschaftsnachrichten, spezialisiert auf Toxikologie. Zu ihrer nie endenden Überraschung wurde ihre Tochter Toxikologin.

Über Bethany Brookshire

Bethany Brookshire war eine langjährige Autorin bei Wissenschaftsnachrichten für Studenten. Sie hat einen Ph.D. in Physiologie und Pharmakologie und schreibt gerne über Neurowissenschaften, Biologie, Klima und mehr. Sie glaubt, dass Porgs eine invasive Art sind.

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Beschreibung

Die Ohr ist das Organ des Hörens und bei Säugetieren des Gleichgewichts.

Bei Säugetieren wird das Ohr normalerweise so beschrieben, dass es aus drei Teilen besteht – dem Außenohr, dem Mittelohr und dem Innenohr:

  • Die Ohrmuschel besteht aus der Ohrmuschel (Ohrmuschel) und dem Gehörgang. Da das Außenohr bei den meisten Tieren der einzige sichtbare Teil des Ohrs ist, bezieht sich das Wort "Quotear" oft nur auf den äußeren Teil.
  • Die Mittelohr umfasst die Paukenhöhle und die drei Gehörknöchelchen.
  • Die Innenohr sitzt im knöchernen Labyrinth und enthält Strukturen, die für mehrere Sinne wichtig sind: die Bogengänge, die das Gleichgewicht und die Augenbewegung bei der Bewegung des Utrikels ermöglichen, und der Sacculus, die das Gleichgewicht im Stillstand ermöglichen, und die Cochlea, die das Hören ermöglicht.

Die Ohren von Wirbeltieren sind etwas symmetrisch auf beiden Seiten des Kopfes platziert, eine Anordnung, die die Schalllokalisierung unterstützt.


Diese Definition enthält Text von der Wikipedia-Website - Wikipedia: Die freie Enzyklopädie. (2004, 22. Juli). FL: Wikimedia Foundation, Inc. Abgerufen am 10. August 2004 von http://www.wikipedia.org

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Inhalt

In Anlehnung an tienne Geoffroy Saint-Hilaire (1818) und Studien von Johann Friedrich Meckel d. J. (1820), Carl Gustav Carus (1818), Martin Rathke (1825) und Karl Ernst von Baer (1828), [5 ] Die Beziehung zwischen den Kieferknochen von Reptilien und den Mittelohrknochen von Säugetieren wurde erstmals auf der Grundlage der Embryologie und vergleichenden Anatomie von Karl Bogislaus Reichert (1837, vor der Veröffentlichung von Zur Entstehung der Arten 1859). Diese Ideen wurden von Ernst Gaupp [6] vorangetrieben und sind heute als Reichert-Gaupp-Theorie. [7] [8]

Die Entdeckung der Homologieverbindung zwischen dem Reptilienkiefergelenk und dem Hammer und Amboss von Säugetieren gilt als wichtiger Meilenstein in der Geschichte der vergleichenden Anatomie. [9] Die Arbeit an ausgestorbenen Theromorphen von Owen (1845) und fortgesetzt von Seeley, Broom und Watson war entscheidend bei der Entdeckung der Zwischenschritte zu dieser Veränderung. [10] Der Übergang zwischen dem „Reptilien“-Kiefer und dem „Säugetier“-Mittelohr wurde in der nicht überbrückt Fossil bis in die 1950er Jahre [11] mit der Ausarbeitung von Fossilien wie dem heute berühmten Morganucodon. [12]

Während der Embryonalentwicklung entspringen Amboss und Hammer aus demselben ersten Schlundbogen wie der Unterkiefer und der Oberkiefer und werden von der Unter- und Oberkieferteilung des Trigeminusnervs versorgt. [13] Neuere genetische Studien sind in der Lage, die Entwicklung der Gehörknöchelchen aus dem embryonalen Bogen [14] mit der hypothetischen Evolutionsgeschichte in Verbindung zu bringen. [fünfzehn] Bapx1, auch bekannt als Nkx3,2 (ein Mitglied der NK2-Klasse der Homöobox-Gene) [16] ist an der Veränderung von den Kieferknochen von Nicht-Säugern zu den Gehörknöchelchen von Säugetieren beteiligt. [17] [18] Andere beteiligte Gene sind die DLX Gene, Prx Gene, und Wn Gene. [19]

Lebende Säugetierarten können durch das Vorhandensein von Milchdrüsen bei Weibchen identifiziert werden, die Milch produzieren. Bei der Klassifikation von Fossilien sind andere Merkmale erforderlich, da Brustdrüsen und andere Weichteilmerkmale in Fossilien nicht sichtbar sind. Paläontologen verwenden die Gehörknöchelchen daher als unterscheidende Knochenmerkmale, die allen lebenden Säugetieren (einschließlich Monotremen) gemeinsam sind, sie sind jedoch bei keinem der frühen Trias-Therapsiden ("säugetierähnliche Reptilien") vorhanden.

Frühe Amnioten hatten ein Kiefergelenk, das aus dem Gelenk (ein kleiner Knochen an der Rückseite des Unterkiefers) und dem Quadrat (ein kleiner Knochen an der Rückseite des Oberkiefers) bestand. Alle Amnioten, die keine Säugetiere sind, verwenden dieses System, einschließlich Eidechsen, Krokodilen, Dinosauriern (und ihren Nachkommen, den Vögeln) und Therapsiden, sodass das einzige Gehörknöchelchen in ihren Mittelohren der Steigbügel ist. Das Kiefergelenk von Säugetieren besteht aus verschiedenen Schädelknochen, darunter dem Dentar (der Unterkieferknochen, der die Zähne trägt) und dem Plattenepithel (ein weiterer kleiner Schädelknochen). Bei Säugetieren haben sich die Quadrat- und Gelenkknochen zu den Amboss- und Hammerknochen im Mittelohr entwickelt. [20] [21]

Das Mittelohr von Säugetieren enthält drei winzige Knochen, die als Gehörknöchelchen bekannt sind: Hammer, Amboss und Steigbügel. Die Gehörknöchelchen sind ein komplexes Hebelsystem, dessen Funktionen umfassen: Verringerung der Amplitude der Schwingungen, Erhöhung der mechanischen Kraft der Schwingungen und damit Verbesserung der effizienten Übertragung der Schallenergie vom Trommelfell zu den Innenohrstrukturen. Die Gehörknöchelchen fungieren als mechanisches Analogon eines elektrischen Transformators, der die mechanische Impedanz von Schwingungen in der Luft an Schwingungen in der Flüssigkeit der Cochlea anpasst. Der Nettoeffekt dieser Impedanzanpassung besteht darin, die Gesamtempfindlichkeit und die oberen Frequenzgrenzen des Hörens von Säugetieren im Vergleich zum Hören von Reptilien stark zu erhöhen. Die Details dieser Strukturen und ihre Auswirkungen variieren zwischen verschiedenen Säugetierarten deutlich, selbst wenn die Arten so eng verwandt sind wie Mensch und Schimpanse. [22]

Das folgende vereinfachte Kladogramm zeigt die Beziehungen zwischen Tetrapoden:

Die ersten vollständig terrestrischen Wirbeltiere waren Amnioten, die sich in Eiern mit inneren Membranen entwickelten, die dem sich entwickelnden Embryo die Atmung ermöglichten, aber das Wasser darin hielten ). Innerhalb weniger Millionen Jahre wurden zwei wichtige Amnioten-Linien unterschieden: die Synapsiden-Vorfahren von Säugetieren und die Sauropsiden-Vorfahren von Eidechsen, Schlangen, Krokodilen, Dinosauriern und Vögeln. [23]

Die Evolution der Kiefergelenke und Ohren von Säugetieren fand nicht gleichzeitig mit der Evolution anderer Säugetiermerkmale statt. Mit anderen Worten, Kiefergelenke und Ohren definieren keine außer den jüngsten Gruppen von Säugetieren.

Bei modernen Amnioten (einschließlich Säugetieren) sammelt das Mittelohr Luftschall durch ein Trommelfell und überträgt Schwingungen über dünne knorpelige und verknöcherte Strukturen an das Innenohr. Zu diesen Strukturen gehört normalerweise der Steigbügel (ein steigbügelförmiges Gehörknöchelchen).

Frühe Tetrapoden besaßen wahrscheinlich kein Trommelfell. Trommelfelle scheinen sich drei- bis sechsmal unabhängig entwickelt zu haben. [25] [26] In den basalen Mitgliedern der 3 Hauptgruppen von Amnioten (Synapsiden, Eureptiles und Parareptiles) sind die Steigbügelknochen relativ massive Stützen, die das Gehirngehäuse stützen, und diese Funktion verhindert, dass sie als Teil des Hörsystems verwendet werden . Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass Synapsiden, Heureptile und Parareptile während des Perms Trommelfelle entwickelten, die durch Steigbügel mit dem Innenohr verbunden waren. [27]

Die Kiefer der frühen Synapsiden, einschließlich der Vorfahren der Säugetiere, ähnelten denen anderer Tetrapoden dieser Zeit, mit einem Unterkiefer, der aus einem zahntragenden Zahnknochen und mehreren kleineren hinteren Knochen bestand. Das Kiefergelenk bestand aus dem Gelenkknochen im Unterkiefer und dem Quadrat im Oberkiefer. Die frühen Pelycosaurier (spätes Karbon und frühes Perm) hatten wahrscheinlich keine Trommelfelle (äußere Trommelfelle). Darüber hinaus stützten ihre massiven Steigbügelknochen das Gehirngehäuse, wobei die unteren Enden auf den Quadraten ruhten. Ihre Nachkommen, die Therapsiden (einschließlich der Vorfahren von Säugetieren), hatten wahrscheinlich Trommelfelle in Kontakt mit den Quadratknochen. Der Steigbügel blieb in Kontakt mit dem quadratischen Knochen, fungierte jedoch eher als Gehörknöchelchen als als Stütze für das Gehirngehäuse. Infolgedessen hatten die quadratischen Knochen von Therapsiden wahrscheinlich eine Doppelfunktion sowohl im Kiefergelenk als auch im Hörsystem. [28] [29]

Während des Perms und der frühen Trias vergrößerte sich das Gebiss der Therapsiden, einschließlich der Vorfahren der Säugetiere, ständig, während andere Kieferknochen reduziert wurden. [30]

Schließlich entwickelte sich der Zahnknochen, um Kontakt mit dem Plattenepithel herzustellen, einem Knochen im Oberkiefer, der sich vor dem Quadratur befindet, was zwei gleichzeitige Kiefergelenke ermöglicht: [31] ein vorderes "Säugetier"-Gelenk zwischen Zahn- und Plattenepithel und ein hinteres "Reptilien". "Gelenk zwischen Quadrat und Gelenk. Dieser "Zwillingskiefer" ist bei späten Cynodonten und frühen Säugetieren zu sehen. [32] Morganucodon ist eine der ersten entdeckten und am gründlichsten untersuchten Säugetierformen, da eine ungewöhnlich große Anzahl von morganucodontischen Fossilien gefunden wurde. Es ist ein Beispiel für ein nahezu perfektes evolutionäres Zwischenprodukt zwischen den säugetierähnlichen Reptilien und den lebenden Reptilien. [33]

Die frühesten Säugetiere waren im Allgemeinen kleine Tiere und waren wahrscheinlich nachtaktive Insektenfresser. Dies deutet auf eine plausible Quelle des evolutionären Drucks hin: Mit diesen kleinen Knochen im Mittelohr hat ein Säugetier seinen Hörbereich für höhere Töne erweitert, was die Erkennung von Insekten im Dunkeln verbessern würde. [34]

Der Beweis, dass Hammer und Amboss homolog zum Reptilienartikular und -quadrat sind, war ursprünglich embryologisch, und seit dieser Entdeckung hat eine Fülle von Übergangsfossilien sowohl die Schlussfolgerung gestützt als auch eine detaillierte Geschichte des Übergangs gegeben. [35] Die Entwicklung des Steigbügels (aus der Columella) war ein früheres und deutliches Ereignis. [36] [37]

Da sich der Zahnknochen des Unterkiefers während der Trias weiter vergrößerte, kam das ältere Quadrat-Gelenk-Gelenk nicht mehr zum Einsatz. Einige der Knochen gingen verloren, aber das Quadrat, das Gelenk und die Winkelknochen wurden frei schwebend und mit dem Steigbügel verbunden. Dies trat bei den Säugetieren mindestens zweimal auf. Die Multituberkulate hatten Kiefergelenke, die nur aus den Zahn- und Plattenepithelknochen bestanden, und die Quadrat- und Gelenkknochen waren Teil des Mittelohrs. Andere Merkmale ihrer Zähne, Kiefer und Schädel unterscheiden sich deutlich von denen von Säugetieren. [21] [38]

Hadrokodium Bearbeiten

In der mit Säugetieren am engsten verwandten Abstammungslinie sind die Kiefer von Hadrokodium (vor etwa 195 Millionen Jahren im sehr frühen Jura) deuten darauf hin, dass es möglicherweise das erste war, das ein fast vollständig säugerliches Mittelohr hatte: Es fehlt die Mulde an der Rückseite des Unterkiefers, über die sich das Trommelfell bei Therapsiden und früheren Säugetieren erstreckte . Das Fehlen dieser Mulde deutet darauf hin, dass Hadrokodiums Ohr ein Teil des Schädels war, wie es bei Säugetieren der Fall ist, und dass das frühere Gelenk und das Quadrat zum Mittelohr gewandert waren und zu Hammer und Amboss geworden waren. Hadrokodium's Dentary hat hinten eine "Bucht", die Säugetieren fehlt, ein Hinweis darauf, dass der Dentary-Knochen die gleiche Form beibehielt, als ob das Gelenk und das Quadrat Teil des Kiefergelenks geblieben wären. [39] Mehrere Studien haben jedoch Zweifel aufkommen lassen, ob Hadrokodium besaß tatsächlich ein definitives Mittelohr bei Säugetieren Hadrokodium hatte wahrscheinlich eine verknöcherte Verbindung zwischen Mittelohr und Kiefer, die aufgrund der begrenzten Erhaltung in den Fossilien nicht sichtbar ist. [40] [41] Forscher stellen nun die Hypothese auf, dass das definitive Mittelohr bei Säugetieren nicht früher als im späten Jura entstanden ist (

Teinolophos Bearbeiten

Es wurde vermutet, dass eine relativ große Mulde im Kieferknochen des Monotrems der frühen Kreidezeit Teinolophos weist auf ein präsäugerliches Kiefergelenk hin, denn Therapsiden und viele Säugetierformen hatten solche Tröge, in denen die Gelenk- und Winkelknochen "andockten". Daher, Teinolophos hatte ein prä-Säugetier-Mittelohr, was darauf hindeutet, dass sich die Mittelohr-Ossikel von Säugetieren unabhängig voneinander in Monotremen und in anderen Säugetieren entwickelt haben. [42] Eine neuere Analyse von Teinolophos kam zu dem Schluss, dass der Trog ein Kanal für die großen Vibrations- und elektrischen Sinnesnerven war, die im Schnabel enden (ein bestimmendes Merkmal des modernen Schnabeltiers). Somit ist der Trog kein Beweis dafür, dass Teinolophos hatte ein prä-Säugetier-Kiefergelenk und ein prä-Säugetier-Mittelohr. [43]

Yanoconodon Bearbeiten

Eine kürzlich entdeckte Zwischenform ist das primitive Säugetier Yanoconodon, die vor etwa 125 Millionen Jahren im Mesozoikum lebte. Yanoconodon die Gehörknöchelchen haben sich vom Kiefer gelöst und dienen der Hörfunktion im Mittelohr, halten aber über den verknöcherten Meckelknorpel eine schlanke Verbindung zum Kiefer. [44] [41] Die Aufrechterhaltung einer Verbindung über den verknöcherten Meckel-Knorpel könnte evolutionär vorteilhaft gewesen sein, da die Gehörknöchelchen nicht mit dem Schädel verbunden waren Yanoconodon (wie bei lebenden Säugetieren) und benötigte strukturelle Unterstützung durch Meckel-Knorpel. [45]

Der Frequenzbereich und die Empfindlichkeit des Ohres hängen von der Form und Anordnung der Mittelohrknochen ab. In der Reptilienlinie hängt das Gehör von der Leitung niederfrequenter Schwingungen durch den Boden oder Knochenstrukturen (wie die Columella) ab. Durch die Modifikation des Gelenkknochens, des quadratischen Knochens und der Columella in kleine Gehörknöchelchen konnten Säugetiere ein breiteres Spektrum hochfrequenter Luftschwingungen hören. [46] Das Hören bei Säugetieren wird zusätzlich durch ein Trommelfell im Außenohr und eine neu entwickelte Cochlea im Innenohr unterstützt.


Das Diagramm zeigt die Form und Position der meisten dieser Komponenten:

  • Antihelix bildet eine 'Y'-Form, wobei die oberen Teile:
    • Superior Crus (links neben dem Fossa triangularis im Diagramm)
    • Minderwertige Crus (rechts neben dem Fossa triangularis im Diagramm)

    Entwicklung Bearbeiten

    Die sich entwickelnde Ohrmuschel macht sich beim menschlichen Fötus erstmals um die sechste Schwangerschaftswoche bemerkbar und entwickelt sich aus den Ohrmuschelhügeln, die aus dem ersten und zweiten Rachenbogen stammen. Diese Hügel entwickeln sich zu den Falten der Ohrmuschel und verschieben sich allmählich nach oben und hinten zu ihrer endgültigen Position am Kopf. Unterwegs können zusätzliche Ohrmuscheln (auch bekannt als präaurikuläre Tags) zurückbleiben. Die ersten drei Hügel stammen vom 1. Kiemenbogen und bilden den Tragus, Crus der Helix bzw. Helix. Die kutane Wahrnehmung dieser Bereiche erfolgt über den Trigeminusnerv, den Begleitnerv des 1. Kiemenbogens. Die letzten drei Hügel werden vom zweiten Kiemenbogen abgeleitet und bilden die Anthelix, den Antitragus bzw. den Lobulus. Diese Anteile des Ohres werden vom Plexus cervicalis und ein kleiner Anteil vom Nervus facialis versorgt. Dies erklärt, warum bei Herpesinfektionen des Gesichtsnervs (Ramsay-Hunt-Syndrom Typ II) klassischerweise Bläschen an der Ohrmuschel beobachtet werden. [1]

    Die Funktionen der Ohrmuschel bestehen darin, Schall zu sammeln und in Richtungs- und andere Informationen umzuwandeln. Die Ohrmuschel sammelt Schall und wie ein Trichter verstärkt den Schall und leitet ihn zum Gehörgang. [2] Die Filterwirkung der menschlichen Ohrmuscheln selektiert bevorzugt Töne im Frequenzbereich der menschlichen Sprache.

    Verstärkung und Modulation Bearbeiten

    Die Schallverstärkung durch Ohrmuschel, Trommelfell und Mittelohr bewirkt in einem Frequenzbereich von 1,5 kHz bis 7 kHz eine Pegelerhöhung von ca. 10 bis 15 dB. Diese Verstärkung ist ein wichtiger Faktor bei Innenohrtraumata, die aus erhöhten Schallpegeln resultieren.

    Nicht-elektrische Hörgeräte, die zum Schutz des Gehörs (insbesondere von Musikern und anderen, die in lauter Umgebung arbeiten) entwickelt wurden und eng in die Concha passen, wurden vom Institute of Sound and Vibration Research (ISVR) der University of Southampton in . untersucht Großbritannien [3]

    Kerbe der Ohrmuschel Bearbeiten

    Aufgrund ihrer Anatomie eliminiert die Ohrmuschel einen kleinen Abschnitt des Frequenzspektrums weitgehend, dieses Band wird als bezeichnet pinna kerbe. Die Ohrmuschel funktioniert für nieder- und hochfrequente Töne unterschiedlich. Bei tiefen Frequenzen verhält es sich ähnlich wie eine Reflektorschüssel, die Schall in den Gehörgang lenkt. Für hohe Frequenzen wird sein Wert jedoch als anspruchsvoller angesehen. Während einige der Geräusche, die in das Ohr eintreten, direkt in den Gehörgang gelangen, werden andere zuerst an den Konturen der Ohrmuschel reflektiert: Diese treten mit einer sehr geringen Verzögerung in den Gehörgang ein. Diese Verzögerung verursacht eine Phasenauslöschung, wodurch praktisch die Frequenzkomponente eliminiert wird, deren Wellenperiode das Doppelte der Verzögerungsperiode ist. Auch die Nachbarfrequenzen sinken deutlich. Im betroffenen Frequenzband – der Ohrmuschel-Notch – erzeugt die Ohrmuschel eine Bandsperre oder einen Notch-Filtereffekt. Dieser Filter beeinflusst normalerweise Töne um 10 kHz, kann jedoch alle Frequenzen von 6 – 16 kHz beeinflussen. Es ist auch richtungsabhängig und beeinflusst Geräusche, die von oben kommen, stärker als solche, die von geradeaus kommen. Dies hilft bei der vertikalen Schalllokalisierung. [4]

    Bei Tieren ist die Funktion der pinna besteht darin, Schall zu sammeln und spektrale Transformationen an eingehenden Schall durchzuführen, die den Prozess der vertikalen Lokalisierung ermöglichen. [2] Es sammelt Schall, indem es als Trichter fungiert, den Schall verstärkt und zum Gehörgang leitet. Während der Reflexion von der Ohrmuschel durchläuft der Schall auch einen Filterprozess sowie eine frequenzabhängige Amplitudenmodulation, die dem Schall Richtungsinformationen hinzufügt (siehe Schalllokalisierung, vertikale Schalllokalisierung, kopfbezogene Übertragungsfunktion, Ohrmuschelkerbe). Bei verschiedenen Arten kann die Ohrmuschel auch Stimmungen signalisieren und Wärme ausstrahlen.

    Es gibt verschiedene sichtbare Ohranomalien:

    • traumatische Verletzung [5]
    • Infektion [6] , Maulwurf, Muttermal [6] , einschließlich Keloide[6][7][7] , Erfrierungen[6] , oft von einem schlecht sitzenden Hörgerät[6] , fehlende Ohrmuschel [7] , unterentwickelte Ohrmuschel [7 ] , eine Ohrmuschel, die unter der Haut der Kopfhaut bedeckt ist [5]
    • Stahl-Deformität, spitze Ohrmuschel durch eine zusätzliche Knorpelfalte [5]
    • schalenförmige oder eingeschnürte Ohrdeformität, eine mit Kapuze überzogene Helix [5][8][8] , Ausstülpung an der vorderen Helix [6] , einschließlich Hypertrichose lanuginosa acquisita, eine behaarte Ohrmuschel [6] , posttraumatische Knorpeldeformität [6] , Knötchen auf der Ohrmuschel im Zusammenhang mit Gicht [6] (Winkler-Knötchen), ein durch Sonnenschäden ausgelöstes Knötchen [6] und Hauthorn, prämaligne Läsionen durch Sonnenschäden [6]
    • gutartige und bösartige Neubildungen, einschließlich Tumoren, Keratoakanthom, Karzinom [6]

    Sichtbare Ohrmuscheln sind ein häufiges Merkmal bei Säugetieren, insbesondere bei Säugetieren der Plazenta und Beuteltieren, sind jedoch bei Monotremen schlecht entwickelt oder fehlen. Hautabdrücke zeigen bei Spinolestes große, mausartige Ohrmuscheln.


    Tonempfang

    Bei Säugetieren werden Schallwellen vom äußeren, knorpeligen Teil des Ohrs, dem sogenannten , gesammelt pinna, wandern dann durch den Gehörgang und verursachen eine Vibration des dünnen Zwerchfells, das als bezeichnet wird Tympanum oder Trommelfell, der innerste Teil des Ohrmuschel (in Abbildung 2 dargestellt). Das Innere des Trommelfells ist das Mittelohr. Das Mittelohr hält drei kleine Knochen namens Gehörknöchelchen, die Energie vom sich bewegenden Trommelfell zum Innenohr übertragen. Die drei Gehörknöchelchen sind die Hammer (auch als Hammer bekannt), der Amboss (der Amboss) und Steigbügel (der Steigbügel). Der passend benannte Steigbügel sieht einem Steigbügel sehr ähnlich. Die drei Gehörknöchelchen sind einzigartig bei Säugetieren, und jedes spielt eine Rolle beim Hören. Der Hammer heftet sich an drei Punkten an die Innenfläche des Trommelfells. Der Amboss befestigt den Hammer am Steigbügel. Beim Menschen reicht der Steigbügel nicht aus, um das Trommelfell zu erreichen. Ohne Hammer und Amboss würden die Schwingungen des Trommelfells niemals das Innenohr erreichen. Diese Knochen dienen auch dazu, Kraft zu sammeln und Geräusche zu verstärken. Die Gehörknöchelchen sind homolog zu den Knochen in einem Fischmaul: Es wird angenommen, dass die Knochen, die die Kiemen bei Fischen tragen, im Laufe der Evolution für die Verwendung im Wirbeltierohr angepasst wurden. Viele Tiere (zum Beispiel Frösche, Reptilien und Vögel) nutzen den Steigbügel des Mittelohrs, um Schwingungen auf das Mittelohr zu übertragen.

    Abbildung 2. Der Schall wandert durch das Außenohr zum Mittelohr, das außen durch das Trommelfell begrenzt wird. Das Mittelohr enthält drei Knochen, die als Gehörknöchelchen bezeichnet werden und die Schallwelle auf das ovale Fenster, die äußere Begrenzung des Innenohrs, übertragen. Das Corti-Organ, das Organ der Schallübertragung, liegt in der Cochlea.


    155 Säugetiere

    Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

    • Name and describe the distinguishing features of the three main groups of mammals
    • Describe the likely line of evolutionary descent that produced mammals
    • List some derived features that may have arisen in response to mammals’ need for constant, high-level metabolism
    • Identify the major clades of eutherian mammals

    Mammals , comprising about 5,200 species, are vertebrates that possess hair and mammary glands. Several other characteristics are distinctive to mammals, including certain features of the jaw, skeleton, integument, and internal anatomy. Modern mammals belong to three clades: monotremes, marsupials, and eutherians (or placental mammals).

    Characteristics of Mammals

    The presence of hair , composed of the protein keratin , is one of the most obvious characteristics of mammals. Although it is not very extensive or obvious on some species (such as whales), hair has many important functions for most mammals. Mammals are endothermic, and hair traps a boundary layer of air close to the body, retaining heat generated by metabolic activity. Along with insulation, hair can serve as a sensory mechanism via specialized hairs called vibrissae, better known as whiskers. Vibrissae attach to nerves that transmit information about tactile vibration produced by sound sensation, which is particularly useful to nocturnal or burrowing mammals. Hair can also provide protective coloration or be part of social signaling, such as when an animal’s hair stands “on end” to warn enemies, or possibly to make the mammal “look bigger” to predators.

    Unlike the skin of birds, the integument (skin) of mammals, includes a number of different types of secretory glands. Sebaceous glands produce a lipid mixture called sebum that is secreted onto the hair and skin, providing water resistance and lubrication for hair. Sebaceous glands are located over most of the body. Eccrine glands produce sweat, or perspiration, which is mainly composed of water, but also contains metabolic waste products, and sometimes compounds with antibiotic activity. In most mammals, eccrine glands are limited to certain areas of the body, and some mammals do not possess them at all. However, in primates, especially humans, sweat glands are located over most of the body surface and figure prominently in regulating the body temperature through evaporative cooling. Apocrine glands , or scent glands, secrete substances that are used for chemical communication, such as in skunks. Mammary glands produce milk that is used to feed newborns. In both monotremes and eutherians, both males and females possess mammary glands, while in marsupials, mammary glands have been found only in some opossums. Mammary glands likely are modified sebaceous or eccrine glands, but their evolutionary origin is not entirely clear.

    The skeletal system of mammals possesses many unique features. The lower jaw of mammals consists of only one bone, the dentary , and the jaw hinge connects the dentary to the squamosal (flat) part of the temporal bone in the skull. The jaws of other vertebrates are composed of several bones, including the quadrate bone at the back of the skull and the articular bone at the back of the jaw, with the jaw connected between the quadrate and articular bones. In the ear of other vertebrates, vibrations are transmitted to the inner ear by a single bone, the Steigbügel. In mammals, the quadrate and articular bones have moved into the middle ear ((Figure)). The malleus is derived from the articular bone, whereas the incus originated from the quadrate bone. This arrangement of jaw and ear bones aids in distinguishing fossil mammals from fossils of other synapsids.


    The adductor muscles that close the jaw comprise two major muscles in mammals: the temporalis und der masseter. Working together, these muscles permit up-and-down and side-to-side movements of the jaw, making chewing possible—which is unique to mammals. Most mammals have heterodont teeth, meaning that they have different types and shapes of teeth (incisors, canines, premolars, and molars) rather than just one type and shape of tooth. Most mammals are also diphyodonts , meaning that they have two sets of teeth in their lifetime: deciduous or “baby” teeth, and permanent teeth. Most other vertebrates with teeth are polyphyodonts, that is, their teeth are replaced throughout their entire life.

    Mammals, like birds, possess a four-chambered heart however, the hearts of birds and mammals are an example of convergent evolution, since mammals clearly arose independently from different groups of tetrapod ancestors. Mammals also have a specialized group of cardiac cells (fibers) located in the walls of their right atrium called the sinoatrial node, or pacemaker, which determines the rate at which the heart beats. Mammalian erythrocytes (red blood cells) do nicht have nuclei, whereas the erythrocytes of other vertebrates are nucleated.

    The kidneys of mammals have a portion of the nephron called the loop of Henle or nephritic loop, which allows mammals to produce urine with a high concentration of solutes—higher than that of the blood. Mammals lack a renal portal system, which is a system of veins that moves blood from the hind or lower limbs and region of the tail to the kidneys. Renal portal systems are present in all other vertebrates except jawless fishes. A urinary bladder is present in all mammals.

    Unlike birds, the skulls of mammals have two occipital condyles, bones at the base of the skull that articulate with the first vertebra, as well as a secondary palate at the rear of the pharynx that helps to separate the pathway of swallowing from that of breathing. Turbinate bones (chonchae in humans) are located along the sides of the nasal cavity, and help warm and moisten air as it is inhaled. The pelvic bones are fused in mammals, and there are typically seven cervical vertebrae (except for some edentates and manatees). Mammals have movable eyelids and fleshy external ears (pinnae), quite unlike the naked external auditory openings of birds. Mammals also have a muscular diaphragm that is lacking in birds.

    Mammalian brains also have certain characteristics that differ from the brains of other vertebrates. In some, but not all mammals, the Zerebraler Kortex, the outermost part of the cerebrum, is highly convoluted and folded, allowing for a greater surface area than is possible with a smooth cortex. The optic lobes, located in the midbrain, are divided into two parts in mammals, while other vertebrates possess a single, undivided lobe. Eutherian mammals also possess a specialized structure, the corpus callosum, which links the two cerebral hemispheres together. The corpus callosum functions to integrate motor, sensory, and cognitive functions between the left and right cerebral cortexes.

    Evolution of Mammals

    Mammals are synapsids, meaning they have a single, ancestrally fused, postorbital opening in the skull. They are the only living synapsids, as earlier forms became extinct by the Jurassic period. The early non-mammalian synapsids can be divided into two groups, the pelycosaurs and the therapsids. Within the therapsids, a group called the cynodonts are thought to have been the ancestors of mammals ((Figure)).


    As with birds, a key characteristic of synapsids is endothermy, rather than the ectothermy seen in many other vertebrates (such as fish, amphibians, and most reptiles). The increased metabolic rate required to internally modify body temperature likely went hand-in-hand with changes to certain skeletal structures that improved food processing and ambulation. The later synapsids, which had more evolved characteristics unique to mammals, possess cheeks for holding food and heterodont teeth, which are specialized for chewing, mechanically breaking down food to speed digestion, and releasing the energy needed to produce heat. Chewing also requires the ability to breathe at the same time, which is facilitated by the presence of a secondary palate (comprising the bony palate and the posterior continuation of the soft palate). The secondary palate separates the area of the mouth where chewing occurs from the area above where respiration occurs, allowing breathing to proceed uninterrupted while the animal is chewing. A secondary palate is not found in pelycosaurs but ist present in cynodonts and mammals. The jawbone also shows changes from early synapsids to later ones. The zygomatic arch, or cheekbone, is present in mammals and advanced therapsids such as cynodonts, but is not present in pelycosaurs. The presence of the zygomatic arch suggests the presence of masseter muscles, which close the jaw and function in chewing.

    In the appendicular skeleton, the shoulder girdle of therian mammals is modified from that of other vertebrates in that it does not possess a procoracoid bone or an interclavicle, and the scapula is the dominant bone.

    Mammals evolved from therapsids in the late Triassic period, as the earliest known mammal fossils are from the early Jurassic period, some 205 million years ago. One group of transitional mammals was the morganucodonts , small nocturnal insectivores. The jaws of morganucodonts were “transitional,” with features of both reptilian and mammalian jaws ((Figure)). Like modern mammals, the morganucodonts had differentiated teeth and were diphyodonts. Mammals first began to diversify in the Mesozoic era, from the Jurassic to the Cretaceous periods. Even some small gliding mammals appear in the fossil record during this time period. However, most of the Jurassic mammals were extinct by the end of the Mesozoic. During the Cretaceous period, another radiation of mammals began and continued through the Cenozoic era, about 65 million years ago.


    Living Mammals

    There are three major groups of living mammals: monotremes (prototheria), marsupials (metatheria), und placental (eutheria) mammals. The eutherians and the marsupials together comprise a clade of therian mammals, with the monotremes forming a sister clade to both metatherians and eutherians.

    There are very few living species of monotremes : the platypus and four species of echidnas, or spiny anteaters. The leathery-beaked platypus belongs to the family Ornithorhynchidae (“bird beak”), whereas echidnas belong to the family Tachyglossidae (“sticky tongue”) ((Figure)). The platypus and one species of echidna are found in Australia, and the other species of echidna are found in New Guinea. Monotremes are unique among mammals because they lay eggs, rather than giving birth to live young. The shells of their eggs are not like the hard shells of birds, but have a leathery shell, similar to the shells of reptile eggs. Monotremes retain their eggs through about two-thirds of the developmental period, and then lay them in nests. A yolk-sac placenta helps support development. The babies hatch in a fetal state and complete their development in the nest, nourished by milk secreted by mammary glands opening directly to the skin. Monotremes, except for young platypuses, do not have teeth. Body temperature in the three monotreme species is maintained at about 30°C, considerably lower than the average body temperature of marsupial and placental mammals, which are typically between 35 and 38°C.


    Over 2/3 of the approximately 330 living species of marsupials are found in Australia, with the rest, nearly all various types of opossum, found in the Americas, especially South America. Australian marsupials include the kangaroo, koala, bandicoot, Tasmanian devil ((Figure)), and several other species. Like monotremes, the embryos of marsupials are nourished during a short gestational period (about a month in kangaroos) by a yolk-sac placenta, but with no intervening egg shell. Some marsupial embryos can enter an embryonic diapause, and delay implantation, suspending development until implantation is completed. Marsupial young are also effectively fetal at birth. Most, but not all, species of marsupials possess a pouch in which the very premature young reside, receiving milk and continuing their development. In kangaroos, the young joeys continue to nurse for about a year and a half.


    Eutherians (placentals) are the most widespread and numerous of the mammals, occurring throughout the world. Eutherian mammals are sometimes called “placental mammals” because all species possess a complex chorioallantoic placenta that connects a fetus to the mother, allowing for gas, fluid, and nutrient exchange. There are about 4,000 species of placental mammals in 18 to 20 orders with various adaptations for burrowing, flying, swimming, hunting, running, and climbing. In the evolutionary sense, they have been incredibly successful in form, diversity, and abundance. The eutherian mammals are classified in two major clades, the Atlantogenata and the Boreoeutheria. The Atlantogeneta include the Afrotheria (e.g., elephants, hyraxes, and manatees) and the Xenarthra (anteaters, armadillos, and sloths). The Boreoeutheria contain two large groups, the Euarchontoglires and the Laurasiatheria. Familiar orders in the Euarchontoglires are the Scandentia (tree shrews), Rodentia (rats, mice, squirrels, porcupines), Lagomorpha (rabbits and hares), and the Primates (including humans). Major Laurasiatherian orders include the Perissodactyla (e.g., horses and rhinos), the Cetartiodactyla (e.g., cows, giraffes, pigs, hippos, and whales), the Carnivora (e.g., cats, dogs, and bears), and the Chiroptera (bats and flying foxes). The two largest orders are the rodents (2,000 species) and bats (about 1,000 species), which together constitute approximately 60 percent of all eutherian species.

    Abschnittszusammenfassung

    Mammals are vertebrates that possess hair and mammary glands. The mammalian integument includes various secretory glands, including sebaceous glands, eccrine glands, apocrine glands, and mammary glands.

    Mammals are synapsids, meaning that they have a single opening in the skull behind the eye. Mammals probably evolved from therapsids in the late Triassic period, as the earliest known mammal fossils are from the early Jurassic period. A key characteristic of synapsids is endothermy, and most mammals are homeothermic.

    There are three groups of mammals living today: monotremes, marsupials, and eutherians. Monotremes are unique among mammals as they lay eggs, rather than giving birth to young. Marsupials give birth to very immature young, which typically complete their development in a pouch. Eutherian mammals are sometimes called placental mammals, because all species possess a complex placenta that connects a fetus to the mother, allowing for gas, fluid, and nutrient exchange. All mammals nourish their young with milk, which is derived from modified sweat or sebaceous glands.


    Predictions of the Neural Crest Hypothesis

    A primary virtue of the hypothesis advanced above is its simplicity: it posits a unitary underlying cause for the seeming hodgepodge of traits characterizing domesticated species. However, a second important virtue is that it makes a number of predictions that can easily be tested using existing methods. Developmentally, our hypothesis predicts that NCC development will be altered in all domesticated species, relative to their wild-type ancestors. Genetically, we predict reduced expression of multiple genes affecting neural crest development, probably including some of those listed in Table 2.

    In particular, we suggest that all domesticated birds and mammals will show reduction in initial NCC numbers (z.B., as caused by ZEB2 insufficiency in Mowat-Wilson syndrome) and/or delays or alteration of migratory behavior (as caused by diverse genes, including Pax3, MITF, Sox10, und EDNRB, and observed in different types of Waardenburg syndrome) leading to reduction in NCC numbers, or in their efficacy at the final site of action. This general prediction can be most easily tested in model organisms where the wild-type ancestor remains readily available (z.B., mice, rats, guinea pigs, and chickens) but should be possible for most domesticates though not cattle (whose wild-type ancestor, the aurochs, is extinct). For example, GFP-labeled neural crest cells from domestic chickens should be hypoactive when transplanted into wild junglefowl embryos, as should those from laboratory mice or rats in wild-type embryos. If such comparisons show fully normal NCC development and function in domesticated strains, our hypothesis would be falsified.

    It should also be possible to create experimentally, genetically targeted mild reductions in NCC populations in nondomesticated mice and rats, whose consequences could then be examined. In particular, our predictions should be testable with engineered NCC genes that reduce the extent of CNCC migration. We predict quantitative relationships between reductions in NCC migration or proliferation and the various phenotypic traits associated with the DS, in viable animals produced by such experiments. Effects on forebrain development would be among those predicted. Again, a negative result would count heavily against the hypothesis.

    Finally, and not least, if our idea is correct, some of the loci found to be associated with tameness in the recent rat and fox genetic analyses (cited below) will be found to be involved in NCC development, migration, or proliferation. Some of the genes listed in Table 2 might be in this set but there could be many others as well. If no NCC genes are found to be so implicated, our hypothesis can be rejected.

    While the examples above do not exhaust the possibilities, and many more specific predictions about particular genes, signaling pathways, and NCC subtypes can be made, we hope that the short summary above shows that our hypothesis is not just compatible with a considerable body of existing research and data, but makes many testable predictions that can drive future research.


    Gleichgewicht

    Your brain uses information from your ears as well as your eyes in order to monitor your body's movement and position.

    Semicircular canals, and other parts of the inner ear, also contain sensory cells which respond to movement of the fluid they contain. According to the plane of movement, one or more sets of cells (on each side of the head) will sendf impulses to the brain, which reacts by controlling the appropriate muscles to "keep balance".

    The principle on which the semicircular canals operate is liquid inertia. The fluid inside the canals tends not to move when the head does, so the sensory hairs in the swellings on the canals are stimulated by the relative movement.

    How does this explain giddiness when we spin round and round?
    > the fluid keeps on moving (even after spinning stops), giving a false impression of movement
    How do ballet dancers get round the problem in a pirouette?
    > "spotting" with the eyes to give a point of visual reference

    Many other anatomical models and charts available by following this link.


    How birds get by without external ears

    Unlike mammals, birds have no external ears. The outer ears of mammals play an important function in that they help the animal identify sounds coming from different elevations. But birds are also able to perceive whether the source of a sound is above them, below them, or at the same level. Now a research team from Technische Universität München (TUM) has discovered how birds are able to localize these sounds, namely by utilizing their entire head. Their findings were published recently in the PLUS EINS journal.

    It is springtime, and two blackbirds are having a sing-off. They are both competing for the attentions of a female. But to pick a successful suitor, the female must first be able to find him.

    "Because birds have no external ears, it has long been believed that they are unable to differentiate between sounds coming from different elevations," explains Hans A. Schnyder from the TUM Chair of Zoology. "But a female blackbird should be able to locate her chosen mate even if the source of the serenade is above her."

    Mammals identify sound sources in the vertical plane using their external ears, which absorb, reflect or diffract the sound waves because of their special structure. Their sense of hearing uses this information to determine the elevation of the sound source. But how do birds perceive these differences?

    The head does the work of external ears

    By studying three avian species -- crow, duck and chicken -- Schnyder discovered that birds are also able to identify sounds from different elevation angles. It seems that their slightly oval-shaped head transforms sound waves in a similar way to external ears.

    "We measured the volume of sounds coming from different angles of elevation at the birds' eardrums," relates Schnyder. All sounds originating from the same side as the ear were similarly loud, regardless of their elevation. The ear on the opposite side of the head registered different elevations much more accurately -- in the form of different volume levels.

    Different volume levels reveal sound sources

    It all comes down to the shape of the avian head. Depending on where the sound waves hit the head, they are reflected, absorbed or diffracted. What the scientists discovered was that the head completely screens the sound coming from certain directions. Other sound waves pass through the head and trigger a response in the opposite ear.

    The avian brain determines whether a sound is coming from above or below from the different sound volumes in both ears. "This is how birds identify where exactly a lateral sound is coming from -- for example at eye height," continues Schnyder. "The system is highly accurate: at the highest level, birds can identify lateral sounds at an angle of elevation from -30° to +30°."

    Interaction between hearing and sight improves orientation

    Why have birds developed sound localization on the vertical plane? Most birds have eyes on the sides of their heads, giving them an almost 360° field of vision. Since they have also developed the special ability to process lateral sounds coming from different elevations, they combine information from their senses of hearing and vision to useful effect when it comes to evading predators.

    A few birds of prey like the barn owl have developed a totally different strategy. This species hunts at night, and like humans its eyes are front-facing. The feather ruff on their face modifies sounds in a similar way to external ears. The owl hears sounds coming from in front of it better than the other bird species studied by Schnyder.

    So there is a perfect interaction between the information they hear and the information they see -- as earlier studies were able to demonstrate. "Our latest findings are pointing in the same direction: it seems that the combination of sight and hearing is an important principle in the evolution of animals," concludes Schnyder.