与四足动物亲缘关系最近的鱼类是肉鳍鱼类,现生种类只有四个属(非洲肺鱼、南美肺鱼、澳洲肺鱼与“活化石”拉蒂迈鱼)。科学家研究表明,肺鱼与拉蒂迈鱼同其他的鱼类一样,没有真正的内鼻孔,只有前、后两对外鼻孔。要探讨内鼻孔的起源,必须从化石中寻找证据。
一种观点认为,内鼻孔由外鼻孔演化而来;另一种观点认为,内鼻孔是新生的构造。
上世纪30年代,瑞典著名古生物学家雅尔维克教授认为:内鼻孔是四足动物新生的一个构造,内鼻孔和外鼻孔之间没有任何联系。他们认为,在鱼类的进化过程中,其中有一对外鼻孔逐渐消失,而后新出现了一对内鼻孔。他们所持有的证据是,在孔鳞鱼类化石中发现,它们不仅有一对内鼻孔,还具有两对外鼻孔。这就是著名的“三孔理论”。
与此同时,也有学者提出另外一种观点:鱼类的内鼻孔是由一对外鼻孔演化而来的,其中最难解释的是,孔鳞鱼类化石中的“三对鼻孔”。由于缺少有力的化石证据,这种观点在当时并未得到广泛支持,内鼻孔的起源问题成了一个悬而未决的问题。
80年代初,我国著名古生物学家张弥曼院士在云南曲靖发现一种肉鳍鱼类化石———杨氏鱼,它与孔鳞鱼类有很多相同的地方。这项工作再次引发学术界对内鼻孔起源问题的关注。
按照传统的观点,杨氏鱼也应该有内鼻孔,但张弥曼院士对杨氏鱼吻部仔细研究后发现,“杨氏鱼只有两对外鼻孔,而过去认为的内鼻孔根本不存在”。这一发现立即引起国内外科学家的热烈讨论和反思。研究表明,在有两对外鼻孔的鱼类(比如孔鳞鱼类)中,所谓的“内鼻孔”并不存在。这就为“内鼻孔从外鼻孔起源”学说解开了一个困惑。
虽然否定了“三孔”理论,但是当时的研究仍然没有回答内鼻孔起源的问题。所有外鼻孔在前上颌骨的位置会形成一个颌弓,外鼻孔在颌弓外,内鼻孔则在颌弓内,从外到内的转变很显然需要一个过渡阶段,这就需要找到过渡的有力证据。
我国科学家找到鱼类化石,证实内鼻孔确实由外鼻孔“漂移”形成。
90年代初,在“鱼的故乡”,张院士和朱敏博士又发现了一种古老的鱼化石。它生活在距今3.9亿年前,是最原始的四足形动物,它,就是肯氏鱼。比肯氏鱼更古老的鱼,有两对外鼻孔;而比肯氏鱼更先进的鱼,已经成了一对外鼻孔和一对内鼻孔,这样一来,肯氏鱼的位置就成为鼻孔进化的关键。然而,由于当时化石材料的限制,肯氏鱼的初步研究并没有特别的结果。
2000年以来,朱敏博士领导课题小组连续几次在野外发掘,发现了大批新化石。通过细致的标本修理和研究,他们在对肯氏鱼的研究上获得了重要进展。这一次,他们幸运地发现,肯氏鱼正处于从外鼻孔向内鼻孔过渡的阶段。
过去一直很难解释,外鼻孔如何从头外侧“漂移”到内侧形成内鼻孔的?它们如何跨越鱼类上颌骨和前上颌骨之间的颌弓?有意思的是,肯氏鱼内鼻孔的位置恰好就处在外鼻孔向内鼻孔“漂移”的位置上,漂移的时候正好是前上颌骨和上颌骨裂开的时候,它们之间有个裂口,这个裂口就是肯氏鱼内鼻孔的位置,裂开的阶段正好符合这个漂移特点。这就取得了化石上的一个实证。
这就意味着,在肉鳍鱼类进化中,存在一个上颌骨和前上颌骨裂开然后又重新相接的过程,这为鼻孔的“漂移”提供了通道。肯氏鱼为这一解释提供了实证,并确立了内鼻孔和后外鼻孔之间的同源关系。
和这个道理十分类似,人类在胚胎发育初期,上腭的同样位置也会出现一个缺口,正常的胎儿会在发育后期闭合,如果有的胎儿发育不完整,那么这两个部位就连接不起来,出生后就会呈现兔唇。
鼻由外鼻、鼻腔和鼻窦三部分组成。
(1)外鼻:外鼻是外侧可以看到的鼻子的部分,自眼眉之间的耳根开始,到下端的鼻尖部。在鼻尖的下面左右各有一个外鼻腔。将外鼻腔左右分开的壁是鼻中隔,从壁的根部到上嘴唇中央成纵向走向的是人中。外鼻孔两侧的鼓起部分为鼻翼。外鼻的表面为皮肤所覆盖,由于在鼻翼和鼻尖的很厚的皮肤中有汗腺,所以鼻子也会出汗。鼻尖部和鼻中隔是由软骨组成的,具有弹性,所以即使受到碰撞也不易受伤。
(2)鼻腔:鼻腔是外鼻孔内部的既宽广又复杂的洞腔。这个洞腔在里面再度狭窄,通过左右后鼻孔的孔向咽部张开。鼻腔由鼻中隔的壁左右对称地分开。在左右的鼻腔中,有着从侧壁中对称地突出来的鼻甲和鼻道。鼻道是使呼吸的空气和流动分泌液的通道,由眼睛流出的眼泪也流进下鼻道。鼻腔的内面被黏液所湿润的黏膜所覆盖着。鼻腔的上方有一个黏膜的颜色稍微有所变化的部位,这是感觉气味的重要部位。
(3)鼻窦:鼻窦是被位于鼻腔外侧的骨所包围着的空洞,左右两侧各有4个,成对称性排列。都与鼻腔以细小的通路相连,鼻腔的黏膜通过通路延伸覆盖于空洞的内面。
在鼻腔上方的嗅觉部分布着大量的感知气味的细胞,在呼吸运动中所吸进来的空气中的气味分子接触到嗅细胞以后就会感知。另外,广泛分布于耳黏膜的三叉神经也具有帮助感受味觉的作用。
由外鼻腔吸过来的空气,在通过狭窄而又有许多凹凸的鼻腔时,就会充分吸收由黏膜所分泌出来的黏液的湿气,使其温度接近于体温,变成了湿润的空气以后被送进肺里。另外,空气中的灰尘会吸附在鼻毛和黏液上,从而保证将干净的空气送进肺里。
此外,当人在发声时,软口盖能够自由活动,在发声时所呼出的部分空气进入鼻腔而引起共鸣,从而使声音更加响亮。
另外,还可关闭鼻的深部,使空气不能由鼻通过而清楚地发出某些声音来。
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