私たちにはなぜ耳たぶがあるのでしょうか? 進化論的にはまったく意味がありません。

お気に入りの曲に合わせてうなずいたり、友達と雑談したりするたびに、複雑なシステムが働いてそれを可能にしています。耳は生物学的な驚異です。耳の中では多くのことが起きています。「それは非常に複雑な構造です」と、オーストリアのコンラート・ローレンツ研究所の進化生物学者、生物人類学者、博士研究員であるアンヌ・ル・メートル氏はポピュラーサイエンス誌に語っています。

その複雑さは、何百万年もの間、よりよく聞こえるように強い選択圧がかかってきた結果です。おそらく、耳の一部、つまり耳たぶを除いては。細かく調整されたすべての部分の中に、うまく合わない部分があります。科学者が私たちの感覚器官を解明する方法は次のとおりです。

私たちの耳の物語

耳は、頭から突き出た軟骨構造で外界からの音を捉え、それを導管を通って膜状の鼓膜に送り、次に一連の小さな中耳骨と蝸牛と呼ばれるカタツムリの形をした迷路に送り、神経パルスを脳まで伝えます。ルメートル氏によると、哺乳類の耳は特に複雑で、爬虫類や鳥類が1つしかない中耳骨ではなく、3つあります。さらに、他の脊椎動物にはない大きな外耳構造（耳介）があります。では、どのようにしてこのような精巧な耳ができたのでしょうか。もちろん、進化によってです。

ルメートル氏によると、数千年の間に、哺乳類ではない私たちの祖先の顎の骨の一部が移動したり分離したりして、中耳の骨のうち2つと鼓膜を支える骨が形成された。中国などで発見された化石は、はるか昔に絶滅した哺乳類（現代の哺乳類の進化の先駆者）において、白亜紀を通じてこの進化のプロセスが始まって終わったことを示している。「（異なる種と化石の間には）さまざまな中間形態が見られますが、哺乳類の形態に向かう傾向があります」とルメートル氏は言う。これらの特別な音伝導骨と、私たち独自の非常に長いコイル状の蝸牛により、哺乳類は他のほとんどの脊椎動物よりも広い範囲の周波数を聞くことができると彼女は付け加えた。

バハマにあるウェスタン・アトランティック大学医学部の解剖学准教授マーク・コールマン氏は、目立つ軟骨と皮膚のひだである外耳も哺乳類に特有で、音を増幅し、人間やその近親者が音の位置を特定できるようにするという、もうひとつの役に立つ役割を担っていると話す。コールマン氏は霊長類と哺乳類の聴覚システムを研究し、さまざまな動物の耳がどのように調整されているか、それが構造とどう関係しているかを比較している。

コールマン氏によると、さまざまな種が、異なる種類の音を拾うのに特化した耳を持っている。たとえば、カンガルーラットは中耳が非常に大きく、体の大きさの割に特に低周波の音を感知し、ガラガラヘビなどの捕食者を避けることができる。人間の耳はチンパンジーの耳に似ているが、わずかな違いがあるため、チンパンジーの聴覚システムは高周波と低周波を最もよく拾うのに対し、人間の聴覚は中音域、つまり約1,000～4,000ヘルツの周波数に最も敏感だとコールマン氏は言う。

また、似たような生息地に生息する動物は、同じ種類の耳に着地することが多いとルメートル氏は言う。地下に生息する種は、どれほど近縁であるかに関わらず、中耳の骨が互いに驚くほど似ている傾向がある。これは水生哺乳類でも同様だ。「哺乳類全体で収斂適応がみられる」とルメートル氏は言う。

耳介の隆起にも、特別に進化した目的がある。耳の地形の山と谷は、音をより正確にフィルタリングして特定する。コウモリやメガネザルのような夜行性のハンターは、暗闇で昆虫を捕まえることができるように、特に凹凸のある外耳を持っているとコールマンは指摘する。人間の耳は比較的単純だが、外耳が変化すると、脳は音源を識別する方法を調整し、再学習する必要がある。

これらすべてが、ある種の謎へとつながります。

進化の例外：耳たぶ

軟骨ではないこれらの柔らかい組織の垂れ下がった部分は、動物の記録に比較的最近登場した。実際に存在するのは人間、チンパンジー、ゴリラだけだとコールマンは言う。今のところ、生物学者はその明確な目的を特定していない。「イヤリングを安全に留めておく場所としての機能だと思います」と彼は冗談を言う。

耳にはたくさんの血管があるので、ゾウの大きな耳が体を涼しく保つのと同じように、耳たぶが体温調節の役割を果たしている可能性は理論的にはある、と彼は言う。しかし、彼とルメートルはどちらも、この理論は推測に過ぎないと指摘している。一方、動物学者のデズモンド・モリスなど一部の科学者は、耳たぶは性感帯として発達し、つがいの絆を深めるのに役立つという考えを以前に提唱しているが、この種の性的選択が私たちの耳を形成したという直接的な証拠はほとんどない。

耳の他のほとんどの部分と異なり、耳たぶは人によってかなり異なります。高校の理科の授業で、親から受け継いだ一組の対立遺伝子から、耳たぶがくっついているか離れているかのどちらかを受け継ぐと習ったかもしれません。そして、極端に単純化することは実際には正しくないことが判明しましたが、私たちの耳たぶは遺伝によって決まるさまざまな形やタイプがあります。その程度のばらつきは、よく研ぎ澄まされた中耳の骨などに比べて、耳たぶが特定の形や目的に合わせるプレッシャーがはるかに少ないことを示唆していると、ル・メートルは言います。

むしろ、私たちの脳葉は、進化が完璧な設計プロセスではないことの単なる証拠なのかもしれない。「進化したすべての形質が適応的というわけではない」とハーバード大学の古人類学者ブリジット・アレックスは言う。どのような特徴が現れるかには、物理​​的および生物学的制約がある。ランダム性は遺伝的浮動を通じて関与しており、これはある集団で偶然に特定の形質が優勢になる現象である。

そして、いわゆる進化論的な「スパンドレル」があります。これは有名な古生物学者スティーブン・ジェイ・グールドが考案した用語で、大聖堂のアーチと天井の間の三角形の空間を指します。これらの三角形は必ずしも設計図の意図的な部分ではなく、むしろ望ましい建築的特徴であるアーチの副産物です。同様に、私たちの体の一部は他の部分の偶然の副産物である可能性があります、とアレックスは説明します。おそらく、耳の他の部分の軟骨の移動によって聴覚が最大化され、意図せずに肉が残ったために耳たぶが形成されたのでしょう。

耳たぶは、進化の、時には粗雑で継続的な作業の唯一の指標ではありません。私たちの耳には、猫のように耳介を回転させたり、突き出したりできた哺乳類の祖先から受け継いだ痕跡筋もあります。これらの筋肉の断片が残っているにもかかわらず、ほとんどの人間は耳をまったく動かすことができません（尾骨が尾につながっていないのと同様です）。他の役に立たない謎も残っています。「人間のあごが進化した理由も、誰もよくわかっていません」とアレックスは言います。「適応なのか、副産物なのか、事故なのか、性選択なのか？」この質問について考えながらあご（または耳たぶ）をなでるかもしれませんが、おそらくそれでは答えはより明確にならないでしょう。

このストーリーは、ポピュラーサイエンスの「何でも聞いてください」シリーズの一部です。このシリーズでは、ありふれたものから突飛なものまで、皆さんの最も突飛で頭を悩ませる質問にお答えします。ずっと知りたいと思っていたことはありますか? ぜひお尋ねください。また、私たちのニュースレターに登録して、毎日私たちの奇妙な世界について何か新しいことを学びましょう。