一周热点中的科学 | 人类中耳从鱼鳃演变而来

夏季防火，要当心车内发生易燃物爆炸，例如打火机、老花镜、瓶装喷雾剂、移动电源等最好不要放在车内。下面是本周我们从微博热搜榜为大家挑选的关注度或讨论度较高的科学热点：

#人类中耳从鱼鳃演变而来#

#国产激光雷达是什么水平#

1.人类中耳从鱼鳃演变而来

截至6月24日微博话题阅读量2亿 ★★★★★

首先得说明一下，这个结论并不是凭空“变”出来的，而是科学家通过不断发现的新成果，逐渐拨开了掩盖人类面孔起源的迷雾。早在1822年，法国解剖学家圣西兰在他的经典著作《解剖哲学》中就已经开创性的提出了不同门类脊椎动物相似器官很可能演化自同一原型。实际上，作为脊椎动物的一员，追根溯源，我们都是由硬骨鱼类演化而来，从晚志留世至早泥盆世(4.3～4.0亿年前)是硬骨鱼类活跃的关键时期，在这一地质历史上，地球环境在短时间内发生了多次改变，为了适应环境变化，硬骨鱼类演化出了两大重要支系，即肉鳍鱼类和辐鳍鱼类，前者大约在3.8亿年前的晚泥盆世开始登录陆地，并逐渐演化出包括人类在内的所有陆生脊椎动物，即四足动物。后者则继续生活在水中，经过数亿年的进化，已经拥有了庞大的物种数（目前有32000余种，约占脊椎动物物种总数的一半），并占领了从淡水池塘到深海火山口的各种生态环境，我们日常所见到的各种鱼类，绝大多数都属于辐鳍鱼类。长期以来，科学家在世界范围内寻找肉鳍鱼类和辐鳍鱼类开始“分家”的代表性物种，其中中国学者报道了以罗氏班鳞鱼(Psarolepis romeri)为代表的一系列早泥盆世原始肉鳍鱼类，在北美、欧洲也发现了来自3.9~3.8亿年前的早期辐鳍鱼类——鳕鳞鱼(Cheirolepis)化石，但与两者的共同祖先相比，它们之间还存在相当大的一段空白，直到晨晓弥曼鱼（Meemannia eos，属名献给中国肉鳍鱼类研究开创者张弥曼院士）的发现，科学家发现它同时具备肉鳍鱼类和辐鳍鱼类的部分特征，而在弥曼鱼的脑颅部分发现了一段骨质的封闭管道，称为喷水管或喷水孔，在辐鳍鱼类中，这个喷水孔是用于进水或吸入空气的通道，而肉鳍鱼类向四足动物的演化过程中，吸入空气的器官逐渐由鼻孔主导，这样，失去呼吸功能的喷水孔则经过修饰，演变成我们的中耳腔——鼓膜室。此次最新发现则进一步揭示了喷水孔与鱼鳃演化之间的联系，并发现了4亿多年前鱼类喷水孔经过口腔通向鳃的呼吸通道，也就是咽鼓管，这也解释了我们人类耳朵为什么和口腔是相通的。

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小编有话说：我就说我真的是鱼的记忆！

2.国产激光雷达是什么水平

截至6月24日微博话题阅读量1亿 ★★★★★

随着汽车“新四化”（电动化、网联化、智能化、共享化）的不断深入，现在消费者买车，大多已经从研究油耗过渡到关注自动驾驶和驾驶体验，汽车的自动驾驶趋势已经无可阻止。然而面对车辆密度较高、交叉口错综复杂、人车混合的城市出行环境，要实现L3乃至更高级别的自动驾驶仍然还有很长的路要走，但得益于以激光雷达为主的行车环境感知技术的成熟应用，下一代自动驾驶似乎离我们也不算遥远了。为了实现车辆完全自主驾驶，智能车需要准确地感知和理解周围的环境，而激光雷达具有探测精度高、探测速度快、抗干扰能力强等特点，成为了智能车查看周围路况的好帮手。激光雷达的工作原理与大家熟知的雷达技术相同，但它不是使用无线电波，而是使用紫外、红外或可见电磁波中的光束，对空间中的物体进行定位，并利用激光从传感器系统到目标物之间飞行往返路径的时间差来准确测量距离，相较于传统的相机和毫米级雷达，激光雷达不依赖于外界光照条件或者目标本身的辐射特性，只需要发射自身的激光束，就可以通过探测回波信号来获取目标的信息，因此即便在夜间、下雨、下雪和强照条件下，也能保持正常工作。目前主流智能车（包括国内和国外）大多使用多线束激光雷达，可提供更广的视野，但在十几年前，多线束激光雷达的诸多技术专利掌握在一家名为Velodyne的美国公司手中，这导致多激光器的激光雷达设计难度和制造壁垒很难逾越，加上极高的制造成本，使得国产多线束激光技术发展较慢，直到2016，两家中国企业以迅雷不及掩耳之势快速切入激光雷达市场。据央视网报道，禾赛在高线束（40线、64线、128线等）激光雷达领域推出了Pandar 40，以更小的体积和更远的探测距离打破了Velodyne产品的市场垄断，而速腾则聚焦低线束激光雷达，完成了16线束和32线束的量产，大大减轻了量产车无雷达可用的压力，据统计，仅2022年搭载激光雷达上市的车型就接近20款，中国车企占了一半以上，处于世界前列。

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小编有话说：不谦虚地说，目前不论是技术还是市场都处于“阶段性领跑”！

写在最后：

① 如今的咽鼓管基本上作用不大，但它不仅是曾经鱼类呼吸的主要通道，也是鱼类留给人类演化残迹，在肉鳍鱼类向陆地进军之初，作为开辟新环境的“勇士”，为鱼类登上陆地呼吸空气提供了先决条件；

② 在欧美等国家还在为上不上激光雷达而争议的时候，中国已经在量产车上实现了超越，即便目前激光雷达技术还有待提升，但在实际驾驶中的应用和验证，远比在实验室中来得更有说服力；

参考资料：

[1]朱幼安, 朱敏. 人类的面孔如何从鱼形祖先演化而来?[J]. 科学通报, 2017, 62(15):10.

[2]卢静, 朱幼安, 朱敏. 我们的祖先从水里来——硬骨鱼类起源与早期演化[J]. 自然杂志, 2016, 038(006):391-398.

[3]董士军. 车载激光雷达系统设计与实验研究[D]. 南京理工大学, 2016.

[4]孙朋朋. 城市环境下智能车行车环境精确感知关键技术研究[D]. 2019.