Очень краткая история жизни на Земле: 4,6 миллиарда лет в 12 лаконичных главах

Колебания воды воспринимает эта же система каналов, посредством тех же микроскопических клеточных волосков, подобных струнам арфы. Колебания воды «перебирают» эти «струны», каждая из которых настроена на определенный тон, и рыба отчетливо различает зловещий рокот преследователя. А пара уже знакомых нам косточек проводит эти вибрации от внешних покровов прямо к внутреннему уху.

У самых ранних тетрапод – например у акантостеги – подвески (которые еще называют «гиомандибулы») были солидными крепкими костями, которые не очень-то хорошо проводили звуки, особенно если тон был выше басовитого рокота, как у отдаленного грома[207].

Окончательно выйдя на сушу, четвероногие оказались на открытом воздухе, акустика которого была совершенно иной. Хрящи жаберных дуг стали поддерживать язык и гортань, но гиомандибулы остались на своем месте. Но отныне они сосредоточились на восприятии звука. Брызгальца перекрылись тонкими мембранами – барабанными перепонками. Гиомандибулы теперь передавали колебания от барабанных перепонок непосредственно к внутреннему уху. Получив новую роль, гиомандибулы получили и новое солидное имя: columella auris – «ушной столбик». Впрочем, чаще ее называют более приземленным именем – «стремечко». Оно расположено между барабанной перепонкой и внутренним ухом в своем собственном маленьком царстве – среднем ухе[208].

Колебания барабанной перепонки, когда до нее доносится звук, передаются через стремечко на внутреннее ухо. Так и сегодня воспринимают звуки земноводные, пресмыкающиеся и птицы. Со временем стремя стало тонким, как игла, и способным передавать даже шепот. Но даже у такой конструкции есть свой предел. Наш мир наполнен чириканьем, карканьем и воркованием – птицы издают одни из самых громких звуков в природе[209]. Но при этом птицы практически не слышат звуков с частотой больше 10 000 колебаний в секунду – 10 кГц[210].

Иначе обстоят дела у млекопитающих. В их среднем ухе не одна-единственная косточка – стремечко, – а целых три. Стремечко по-прежнему соединено с внутренним ухом, а через него – с мозгом, но между ним и барабанной перепонкой встроены еще две косточки – молоточек, прикрепленный к барабанной перепонке, и наковальня, соединяющая молоточек со стремечком[211].

Такое изменение строения радикально отразилось на слухе млекопитающих. Цепочка из трех косточек усиливает звук и повышает чувствительность внутреннего уха к высоким частотам. Люди могут (по крайней мере, в детстве) слышать звуки с частотой до 20 кГц – гораздо выше, чем способен пропеть жаворонок[212]. Но по сравнению с другими млекопитающими люди просто тугоухи: собаки слышат звуки частотой до 45 кГц[213], кошачьи лемуры – до 58 кГц[214], мыши – до 70[215], а кошки – до 85 кГц[216]. Но по сравнению с дельфинами мы вообще глухие – эти морские млекопитающие слышат звуки частотой до 160 кГц[217]. Эволюция связки трех косточек в среднем ухе млекопитающих открыла им совершенно новую вселенную звуков, недоступную остальным позвоночным.

Млекопитающие словно бы нашли дыру в заборе, окружающем их уютный маленький дворик, и увидели через нее удивительные неизведанные просторы.

Откуда же взялись молоточек и наковальня?

Когда челюсти только появились у рыб, спасающихся бегством от других обитателей глубин, сочленение челюстей оказалось прямо под брызгальцем – остатком первой жаберной щели, которое позже затянется барабанной перепонкой. Челюстной сустав лишь по чистой случайности оказался рядом с ухом, а не чем-нибудь еще.

Но челюстной сустав и барабанная перепонка не просто рядом расположены – они в неразрывной связи друг с другом. И в этой неразрывности был ключ к будущему успеху млекопитающих.

Когда нижняя челюсть только появилась, она была хрящевым стержнем – половиной первой жаберной дуги, которая в результате сгибания пополам сформировала челюсти: верхняя ее половина стала верхней челюстью, нижняя – нижней. Со временем хрящи окостенели, хотя остатки сохранились (по крайней мере, на эмбриональной стадии) в виде меккелева хряща – тонкой полоски ткани вдоль внутренней стороны нижней челюсти.

Нижняя челюсть рептилий и динозавров – не единственная кость, а сложная конструкция из нескольких костей, играющих каждая свою роль. Спереди находится зубная кость, на которой, как нетрудно догадаться, расположены зубы. Сзади находится сочленовная, образующая сустав – сочленение – с расположенной в основании черепа квадратной костью. Так же была устроена и нижняя челюсть терапсид – предков млекопитающих.