Nieznane dotąd białko zapewnia nam przewagę słuchową
My, ludzie – podobnie jak ogólnie rzecz biorąc ssak – zawdzięczamy nasz sukces ewolucyjny również naszemu doskonałemu słuchowi. Biolog Isabelle Lang odkryła właśnie przyczynę tego zjawiska.
W skrócie
- Ludzki słuch – podobnie jak u wszystkich ssaków – jest bardziej czuły, wydajniejszy i obejmuje szerszy zakres częstotliwości niż u innych gatunków.
- Powodem wydajności naszego słuchu jest złożona budowa ślimaka.
- Do tej pory uważano, że potas i wapń są niezbędne do bardzo złożonego procesu słyszenia zachodzącego w uchu wewnętrznym.
- Biolog Isabel Lang odkryła jednak na podstawie badań przeprowadzonych na myszach, że białko o nazwie LRRC52 jest składnikiem komórek zmysłu słuchu i umożliwia im funkcjonowanie niezależnie od napływu wapnia.
Kto nie chce, by wszyscy podsłuchiwali, komunikuje się w zakresach częstotliwości, które słyszą tylko określone osoby. Z tej zasady do dziś korzysta policja w łączności radiowej, podobnie jak wiele służb wywiadowczych i ich przestępczy przeciwnicy – i jest to jeden z powodów ewolucyjnego sukcesu ssaków. W epoce dinozaurów ssaki mogły rozwijać się bez przeszkód, ponieważ komunikowały się między sobą na częstotliwościach, których ich drapieżniki – między innymi dinozaury – nie były w stanie usłyszeć.
Słyszymy więcej niż inne gatunki
Ta niezbędna do życia ochrona była możliwa tylko dlatego, że ssaki słyszą w szerszym zakresie częstotliwości niż inne klasy królestwa zwierząt. Ptaki na przykład mogą odbierać dźwięki tylko do częstotliwości trzech kiloherców (kHz). Ludzki słuch obejmuje szeroki zakres częstotliwości od 20 herców (Hz) do 20 kHz. Wiele mniejszych ssaków słyszy nawet w zakresie ultradźwięków i dzięki temu odbiera sygnały, które nie są już słyszalne nawet dla nas, ludzi. Absolutnymi specjalistami w tej dziedzinie są nietoperze, które słyszą dźwięki o częstotliwości do 200 kHz i wykorzystują swój słuch jako radar do lokalizowania obiektów. Liderami wśród zwierząt o wysokim progu słyszenia są delfiny: odbierają one dźwięki w zakresie ultradźwiękowym powyżej 100 kHz.
Zalecenie: od 45. roku życia co dwa lata badanie słuchu
- Zakres częstotliwości, który słyszymy w młodym wieku, wynosi mniej więcej od 20 Hz do 20 kHz.
- Z kolei wraz z wiekiem zdolność słyszenia wysokich dźwięków stopniowo się pogarsza.
- Dlatego, zwłaszcza wraz z upływem lat, zaleca się regularne badania słuchu, aby wcześnie wykryć pogorszenie słuchu i odpowiednio je skompensować.
- Specjaliści ds. słuchu zalecają jednak, aby po ukończeniu 45 lat poddawać się badaniu słuchu co dwa lata.
To też może Cię zainteresować
Wir entgehen dem Herbstblues
Die Tage werden kürzer und das Wetter ungemütlicher – die besten Voraussetzungen also für wohlige Stunden auf dem Sofa mit einer Tasse Tee und etwas Hörfutter gegen den Herbstblues. Wir stellen heute verschiedene Podcasts vor, die den Herbst noch gemütlicher machen!
Mit gesundem Gehör durch den Herbst
Das nasskalt trübe Wetter der vergangenen Tage lässt keinen Zweifel: Der Herbst ist da. Wir verraten, wie Sie Ihre Ohren am besten schützen – und erklären, wie Sie gesund und aktiv durch den Herbst kommen.
Der Ruf der Wale
Wale nutzen Schallwellen, um sich im Meer zu orientieren und mit ihren Artgenossen zu kommunizieren. Wie funktioniert das Gehör der Unterwasserriesen und was passiert, wenn der Schall gestört wird?
Nasz wysoce rozwinięty zmysł słuchu odgrywa zatem ważną rolę dla sukcesu naszego gatunku jako całości. Słuch służy bowiem nam, ludziom i ssakom, nie tylko do komunikacji, ale także do orientacji przestrzennej i wykrywania zagrożeń. Ssaki morskie, takie jak wieloryby i delfiny, orientują się na przykład wyłącznie za pomocą słuchu w ciemnych głębinach oceanów. Aby móc ocenić głębokość wody i odległości oraz zlokalizować swoją zdobycz, wieloryby dysponują tak zwanym echosondą: Wytwarzają fale dźwiękowe, które – po zetknięciu się z obiektem – powracają do nich i w mgnieniu oka dostarczają im dokładnego obrazu otoczenia. Za pomocą tych krótkich kliknięć lub długich, głębokich dźwięków morskie giganty komunikują się ze sobą również na zupełnie własnych częstotliwościach.
Zwoje ślimakowe w uchu pozwalają nam lepiej słyszeć
Proces przetwarzania dźwięku w uchu wewnętrznym jest jednak tak złożony, że nie został jeszcze w pełni zbadany w najdrobniejszych szczegółach. Wiadomo natomiast, dlaczego ludzki słuch jest wydajniejszy niż u innych gatunków: wydajność naszych uszu wynika z budowy ślimaka, czyli kochlei. U ssaków jest on zwinięty, stosunkowo długi i, podobnie jak struna gitary, dostrojony mechanicznie. Natomiast ptaki mają w uchu wewnętrznym jedynie jej odpowiednik o stosunkowo prostej budowie, dostrojony elektrycznie, który nie jest w stanie przetwarzać dźwięków o wysokich częstotliwościach.
Gdy fala dźwiękowa uderza w tę ślimakową część ucha, uruchamia to wysoce złożoną reakcję fizjologiczną, która przekształca drgania powietrza w sygnały akustyczne i wysyła je do naszego mózgu: nadchodząca fala dźwiękowa pobudza komórki zmysłu słuchu, tzw. komórki rzęsate. Sygnały te są przekazywane przez komórki nerwowe do mózgu. Tam tzw. kora słuchowa, czyli ośrodek słuchowy mózgu, rozszyfrowuje bodźce, rozpoznaje różne dźwięki, muzykę i rozumie, kiedy ktoś do nas mówi.
Jak działa nasz słuch?
- Fale dźwiękowe pobudzają małżowinę uszną, która przekazuje te drgania do błony bębenkowej.
- Błona bębenkowa zaczyna drgać, przekazując drgania do kosteczek słuchowych.
- W miejscu styku błony bębenkowej z młoteczkiem, kowadłem i strzemieniem ciśnienie akustyczne wzrasta dwudziestokrotnie.
- Ruchoma stopka strzemienia przekazuje ciśnienie akustyczne do ślimaka.
- Wewnątrz ślimaka membrana zostaje wprawiona w drgania.
- Komórki rzęsate znajdujące się w płynie otaczającym ślimak przekształcają te fale w impulsy elektryczne, które nerw słuchowy przekazuje do kory słuchowej w mózgu.
Odkryto białko jako klucz do tajemnicy naszego słuchu
Kluczową rolę odgrywają tu minerały – potas i wapń – które zapewniają przebieg tej reakcji łańcuchowej, a następnie przywracają komórki rzęsate do stanu początkowego, dzięki czemu mogą one ponownie odbierać fale dźwiękowe. Dotychczas naukowcy zakładali, że obie te substancje są niezbędne do przekazywania sygnałów w uchu wewnętrznym – tak jak ma to miejsce na przykład u ptaków. Badania naukowe pokazują, że nerw słuchowy nie wysyła w tym przypadku impulsów do mózgu, jeśli nie ma przepływu wapnia. U ssaków jednak przekaz sygnałów jest aktywowany niezależnie od tego, czy komórki zmysłu słuchu transportują wapń, czy nie. Mechanizm leżący u podstaw tego zjawiska stanowił dotychczas zagadkę dla nauki. Biolog Isabelle Lang z Uniwersytetu w Saarlandzie udzieliła teraz odpowiedzi na to fundamentalne pytanie: udało jej się wykazać, że białko o nazwie LRRC52 odpowiada za to, że słuch ssaków funkcjonuje inaczej niż u ptaków.
Przypadkowe odkrycie rozwiązuje zagadkę naszego słuchu
Naukowczyni odkryła tę przewagę słuchową naszego gatunku, badając komórki rzęsate myszy przed i po dwunastym dniu od urodzenia. Od tego momentu gryzonie są w stanie słyszeć. W komórkach rzęsatych myszy, które jeszcze nie słyszały, nie wykryto białka LRRC52 odpowiedzialnego za słuch. U starszych myszy białko to znajdowało się jednak dokładnie w tym samym miejscu, gdzie znajdowały się kanały transportujące wapń. Dzięki temu Lang mogła wykazać, że białko to jest składnikiem komórek słuchowych, który pozwala im funkcjonować niezależnie od napływu wapnia. W tym sukcesie naukowym badaczce pomógł jednak również przypadek: inne grupy badawcze na całym świecie, próbujące rozwiązać zagadkę wydajności ludzkiego słuchu, nie podejrzewały, że białko to w ogóle odgrywa jakąkolwiek rolę w słuchu. W rzeczywistości to właśnie ono sprawia, że nasz słuch jest bardziej czuły i wydajny, ponieważ szybciej wraca do sprawności niż słuch innych gatunków i obejmuje szerszy zakres częstotliwości.
Nasz niezwykle wydajny i sprawny zmysł słuchu nie tylko wielokrotnie zapewniał nam korzyści w trakcie ewolucji, ale także dziś, na co dzień, pełni funkcje niezbędne do życia. Tutaj znajdą Państwo przydatne informacje na temat tego, jak chronić swoje uszy.
