Az emlősök hallószervének felépítése
© World Science Festival (A Britannica Publishing Partner)See all videos for this article
Az emlősöknél a fül eléri a legmagasabb fejlettségi szintet, a külső fül, a középfül és a belső fül jól differenciált felosztásával. Néhány tengeri emlős kivételével, amelyekben bizonyos módosulások és degenerációk történtek, ezek a szerkezetek feltűnően szabályosan látják el funkcióikat.
A külső fül a fülnyílás mögött elhelyezkedő, azt részben körülvevő fülkagylóból (vagy fülkagylóból) és a befelé vezető hallójáratból (meatus) áll. A fülkagyló mérete az állat méretéhez képest nagymértékben változik, sok fajnál elég nagy ahhoz, hogy hasznos célt szolgáljon a hangok összegyűjtésében és visszaverésében. Sok emlős képes a fülkagylót előre-hátra mozgatni, hogy bizonyos fokig szabályozza a hangok bejutását a hallójáratba, amely a hangokat befelé, a dobhártyához továbbítja. Egyes emlősöknél, például sok tengeri fajnál a külső nyílás lezárható, hogy az állat búvárkodása során távol tartsa a vizet, és bizonyos denevérfajoknál maga a cső tartalmaz egy szelepet, amely lezárható, hogy megvédje a fület a nemkívánatos hangoktól.
Az emlősök középfülét egy dobhártya, egy három elemből álló csonthártya-lánc és két dobhártya-izom alkotja. A dobhártya befelé domborodik, ellentétben a hüllők és madarak általában kifelé domborodó membránjával. Az ossicularis lánc elemei a malleus (kalapács), az incus (üllő) és a stapes (kengyel), amelyek nevét a csontok e tárgyakhoz való hasonlósága miatt kapták. A malleus a dobhártya belső felületének rostos rétegéhez kapcsolódik és részben abba ágyazódik. Az incushoz csatlakozik, amely viszont a stapeshez csatlakozik, amelynek talplemeze a csiga ovális ablakában fekszik.
Egy dobhártya-izom a koponyán való rögzüléstől a malleuson való behatolásig húzódik. Egy másik izom a kengyel nyakán helyezkedik el. Összehúzódásukkal mindkét izom súrlódást és merevséget ad a csonthártya-láncnak, ezáltal csökkentve annak mozgékonyságát és védve a belső fület a túlzott hangoktól. Az izmok összehúzódása reflexszerű, és mindkét fülben egyszerre történik a hangos hangok hatására.
A belső fület azért nevezik csigaháznak, mert az emberben ez a szerkezet egy bonyolult, körülbelül 2,5 fordulatra feltekeredett cső, így némi hasonlóságot mutat a csigaházzal, ahonnan a kifejezés származik. A cochlea elnevezést mára kiterjesztették a labirintus hallószervi szakaszára minden állatban, még akkor is, ha a szerkezet nem tekeredik, mint a hüllőknél, madaraknál és a tojást tojó emlősöknél. Azokban az emlősökben, amelyekben a cochlea tekervényes, a csiga fordulatainak száma fajonként valamivel kevesebb mint kettőtől akár négyig is változhat. A tengerimalac és rokonai rendelkeznek a legtöbb csigavonallal. Ennek a tekervényes járatnak a belseje mentén húzódik a baziláris membrán, amelynek a felszínén található a Corti-szervnek nevezett érzékszerv, amely a szőrsejteket tartalmazza.
A szőrsejtek hangokkal történő ingerlésében az emlősöknél egységes rendszer működik. Egy viszonylag vastag, egyik szélén a tartószerkezethez (a limbushoz) biztonságosan rögzített tectorialis hártya a szabad részével a szőrsejtek fölött fekszik, és e sejtek csillói szilárdan e rész alsó felületéhez kapcsolódnak. Amikor a bazilláris membrán rezgő mozgása a szőrsejtek testét mozgásra készteti, a csillók hegyét a tectorialis membránhoz való rögzítésük tartja vissza. Ezért a szőrsejtek testei és csillói közötti relatív mozgás stimulálja őket.
A különböző emlősfajoknál számos otikus struktúra mérete, alakja és térbeli viszonya eltérő, de úgy gondolják, hogy ugyanazok az alapvető működési elvek játszanak szerepet. Ez az egységesség ellentétben áll a hüllőknél kialakult helyzetükkel, ahol különböző rendszerek vannak jelen a különböző fajokban és néha egy fülön belül is.
A fajonként változó érzékenység és frekvenciatartomány meghatározásában számos jellemzőnek van különös jelentősége. Mivel a nagy tömegek nagy ellenállással járnak, amikor nagy frekvenciákon mozognak, a mozgó alkatrészek mérete és tömege bizonyos mértékig meghatározza az érzékenység frekvenciával való változásait és a frekvenciahatárokat, amelyeken belül a fül működik. A fülcsontlánc egy mechanikus kar, és a kar aránya, valamint a dobhártya és a szárkapocslemez közötti területkülönbség határozza meg a levegőből a fülkagyló folyadékba történő hangátvitel hatékonyságát. A cochlea mechanikai jellemzői és e jellemzőknek a kiterjedése mentén való változásának mértéke határozza meg a hallás frekvenciatartományát és azt, hogy a különböző hangok milyen mértékben képesek különböző válaszmintákat kiváltani. Végül a szőrsejtek száma és eloszlása a bazilláris membrán mentén, valamint e sejtek innervációjának sűrűsége és specificitása határozza meg azt a finomságot és pontosságot, amellyel periodikus aktivitásukat és térbeli mintázataikat a hallóidegrendszer központi területei regisztrálják.
Ezeket az anatómiai jellemzőket néhány állatban – az emlősök közül elsősorban macskában, tengerimalacban és kisebb mértékben emberben – részletesen tanulmányozták. A hangokra adott válaszokban és a különböző hangok megkülönböztetésében megmutatkozó funkcionális szempontokat elsősorban az embernél, és sokkal kisebb mértékben más emlősöknél vizsgálták. Az ember alatti emlősök néhány hallási jellemzőjét a következő fejezetekben ismertetjük.