北京
一个周三下午，在澳大利亚墨尔本莫纳什大学的实验室里，古生物学家詹姆斯·鲁尔正盯着一组微CT扫描图像。屏幕上显示的，是海豹、海狮耳朵内部一团像血管网一样的海绵状组织。在陆地上，它看起来和普通耳朵差别不大；可一旦潜入水下，这团组织就会迅速充血膨胀——就是这团充血的海绵窦，赋予了鳍足类动物一种独一无二的能力：无论在空气里还是在水下，它们都能听得很清楚。鲁尔把这种两栖听力称为“一种超能力”。“它们是世界上唯一能做到这一点的哺乳动物。”
我们人类的耳朵远没有这么方便。人体中耳——鼓膜和内耳之间那个密闭的小腔——永久充满空气，在陆地上传导声音很理想，但一到水里就不灵了。“水的密度是空气的800多倍，”鲁尔解释，这使得声波很难有效传入内耳。他给出的数字很直观：水下声音的能量，能真正到达我们内耳的还不到1%。这套演化结果，长期以来都让科学家感到好奇：鳍足类的两栖听觉究竟是怎么来的？
为了追溯这个问题的答案，鲁尔和他的同事从全球多家博物馆收集了119个哺乳动物物种的耳朵标本，总共扫描了217件样本。他们用显微CT对每个只有指甲盖大小的耳骨进行三维成像。“就好像你在医院里做的CT扫描，只不过对这么小的物件来说，分辨率要高得多，”鲁尔说。扫描对象覆盖了全部34种现代鳍足类，还有狗、鼬、水獭、浣熊这些关系相近的类群，也包括一批早已灭绝的化石种。在那些早期祖先里，有一种叫做Puijila的半水生淡水食肉动物，耳朵结构和现生的鳍足类比起来还差得远，只能在水面以上听到声音；而被认为是第一种完全适应海洋生活的鳍足类Enaliarctos，则已经出现了一些变化。
研究人员为这些古老耳朵建立了一棵演化树，重点追踪海绵窦组织是什么时候开始出现的。分析结果把答案指向了将近2670万年前——比哺乳动物第一次学会在空气中听声音，晚了差不多1亿年。“在化石记录里，向两栖听觉转变的时间节点居然这么早，这是最让我意外的地方之一。”海洋生态学家史蒂文·本杰明斯这样评价。他没有参与这项研究，但对结果有着很深的兴趣。
不过，这里的“早”与“晚”，不同研究者的解读并不完全一致。本杰明斯来自苏格兰海洋科学协会，他指出，水下听觉的早期出现，表明对声音的精准感知在鳍足类的生存中很可能扮演着极为重要的角色，尤其是在它们逐步走向更深的海域之后。但他同时也提醒，研究中纳入的那些最古老的物种“解剖结构上更像水獭，很可能生活在淡水浅滩中，在那儿水下听力的重要性可能还没有后来那么大”。也就是说，海绵窦结构的演化动机，也许在一开始并不只是为了更好地在水下聆听，更像是一个侧面的副产品。
这一层矛盾恰好指向了研究中最有意思的一个推测：海绵窦充血压均衡从而传导声音的能力，可能是一次演化上的意外。研究人员认为，刚开始时，充血的窦腔很可能让传入中耳的水下声音变得过响，甚至有些刺耳，这给鳍足类带来了全新的听觉挑战。但紧接着一个让人意想不到的转变发生了——鳍足类的中耳结构再次经历演化，逐步调整自身，把这场“事故”慢慢转变成一套精密的两栖听觉系统。正因如此，海豹、海狮和海象才得以既能在沙滩上警觉地抬头，也能在数百米深的海水里分辨出猎物的动静。
从一次可能令人不舒服的听觉过载，到最终演化成清晰的方向辨识和信号过滤能力，鳍足类的故事像是在提醒人们：演化并不总是沿着一条笔直的道路前进。这项发表在《英国皇家学会学报B：生物科学》上的成果，把我们对哺乳动物听觉演化的理解又往前推了一步，也留下了一个开放性的问题——在这些古老耳朵完成水下听觉的初步塑造之后，它们究竟怎么一步步在海洋深处听出了生路。
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