Міжвидове дослідження серця дає нове розуміння еволюції людини

Дослідження, у якому порівнювали серця людини та людиноподібної мавпи, виявило значні еволюційні адаптації в організмі людини, включаючи більш гладкі серцеві м’язи з меншою кількістю трабекулів, які покращують серцеву функцію для підтримки вищих метаболічних потреб і ефективної терморегуляції.

Міжнародна група дослідників з Університету Суонсі та UBC Okanagan отримала нове розуміння еволюції людини, вивчаючи серця людей та інших людиноподібних мавп. Незважаючи на спільного предка, люди розвинули більший мозок і здатність ходити або бігати на двох ногах, пристосування, які, ймовірно, виникли для подорожей на далекі відстані та полювання.

Тепер, завдяки новому порівняльному дослідженню форми та функції серця, опублікованому в Communications Biology , дослідники вважають, що вони виявили ще одну частину еволюційної головоломки. Команда порівняла серце людини з серцем наших найближчих еволюційних родичів, включаючи шимпанзе, орангутангів, горил і бонобо, про яких піклуються в заповідниках дикої природи в Африці та зоопарках по всій Європі.

Методологія та результати порівняння серця

Під час звичайних ветеринарних процедур цих людиноподібних мавп команда використовувала ехокардіографію — ультразвукове дослідження серця — щоб отримати зображення лівого шлуночка — камери серця, яка перекачує кров по всьому тілу. У лівому шлуночку людиноподібної мавпи пучки м’язів простягаються в камеру, що називається трабекуляцією.

Брайоні Каррі, аспірант Школи здоров’я та наук про фізичні вправи в UBCO, сказав: «Лівий шлуночок здорової людини є відносно гладким, з переважно компактними м’язами порівняно з більш трабекулизованою, сітчастою мережею у нелюдини. людиноподібні мавпи.

«Різниця найбільш виражена у верхівці, нижній частині серця, де ми виявили приблизно в чотири рази більшу трабекуляцію у людиноподібних мавп, ніж у людей».

Передові методи візуалізації та еволюційні наслідки

Команда також вимірювала рух і швидкість серця за допомогою спекл-трекінг-ехокардіографії, методу візуалізації, який відстежує структуру серцевого м’яза під час його скорочення та розслаблення.

Брайоні сказав: «Ми виявили, що ступінь трабекуляції в серці пов’язаний зі ступенем деформації, обертання та скручування. Іншими словами, у людей, які мають найменшу трабекуляцію, ми спостерігали порівняно більшу серцеву функцію. Це відкриття підтверджує нашу гіпотезу про те, що людське серце, можливо, еволюціонувало від структури інших людиноподібних мавп, щоб відповідати вищим вимогам унікальної екологічної ніші людини».

Більший мозок людини та більша фізична активність порівняно з іншими людиноподібними мавпами також можуть бути пов’язані з вищим метаболічним попитом, для чого потрібне серце, яке може перекачувати більший об’єм крові до тіла. Подібним чином посилений кровотік сприяє здатності людини охолоджуватися, оскільки кровоносні судини, розташовані поблизу шкіри, розширюються (спостерігається як почервоніння шкіри) і втрачають тепло з повітрям.

Доктор Еймі Дрейн, старший викладач факультету медицини, здоров’я та наук про життя в Університеті Суонсі, сказала: «З точки зору еволюції, наші висновки можуть свідчити про вибірковий тиск на людське серце, щоб адаптуватися до вимог прямоходіння та управління тепловим стресом.

«Що залишається незрозумілим, так це те, як більш трабекуловані серця людиноподібних мавп можуть бути адаптованими до власних екологічних ніш. Можливо, це залишилася структура серця предка, хоча в природі форма найчастіше виконує певну функцію».