Млекопитающие – от огромного синего кита до крошечной землеройки – обитают почти в каждом уголке нашей планеты. Их удивительная адаптация к различным типам окружающей среды давно завораживает ученых, поскольку каждый вид развил уникальные черты, чтобы выживать и процветать.
Несмотря на такое огромное биологическое разнообразие, до недавнего времени считалось, что структура и функции сердца у всех млекопитающих одинаковы. Однако исследователи из Университета Суонси (Великобритания) доказали: человеческое сердце является исключением, которое существенно отличается от сердец наших ближайших родственников – человекообразных обезьян. В частности, шимпанзе, бонобо, орангутанов и горилл.
Так почему человеческое сердце является исключением?
Люди отделились от шимпанзе (Pan Troglodytes), нашего последнего общего предка, между пятью и шестью миллионами лет назад. Человеческий род эволюционировал, чтобы стоять прямо и заниматься различными видами деятельности, а также развил значительно больший мозг. Эти изменения были связаны с гораздо более высоким метаболическим спросом, который требует больше крови для перекачивания в наши мышцы и мозг, отметила ведущая автор работы Эйми Дрейн, старший преподаватель факультета медицины, охраны здоровья и наук о жизни.
Исследование университетской команды подтвердило, что для поддержания нашего вертикального положения и движения, а также для большего размера мозга человеческое сердце адаптировалось определенным образом.
На протяжении десяти лет команда изучала сердечно-сосудистую систему человекообразных обезьян по всему миру с помощью ультразвукового исследования. Благодаря этому ученые смогли адекватно оценить структуру и функцию сердца этих млекопитающих, его размер и то, как сокращается, скручивается и вращается его мышца.
Команда ранее предполагала, что структура человеческого сердца может отличаться, в частности, от структуры сердца шимпанзе. Используя УЗИ, ученые обнаружили, что в шимпанзе левый желудочек – главная насосная камера сердца – содержит пучки мышц, организованных в сетку с помощью перегородок и пластинок – трабекул.
Теперь ученые решили изучить, существуют ли трабекулы у других человекообразных обезьян. Оказалось, что они есть. А вот у людей стенка левого желудочка гладкая. Это отличие особенно заметно в нижней его части: там гладкость сердца почти вчетверо больше, чем у человекообразных обезьян.
И это еще не все
Но это было не единственное открытие, подтверждающее уникальность человеческого сердца. Команда также обнаружила важное различие в функциях. Используя метод, называемый «эхокардиография с отслеживанием спектров», который отслеживает движение сердечной мышцы во время сокращения и расслабления, ученые изучили, как мышца утолщается, скручивается, вращается и удлиняется.
Результаты были поразительными. У людей, у которых трабекуляция наименьшая, наблюдалось значительно большее скручивание и вращение на кончике сердца во время сокращения. Напротив, нечеловеческие человекообразные обезьяны со своими трабекулярными сердцами показали гораздо меньше движения.
Исследователи пришли к выводу, что человеческое сердце эволюционировало от трабекулярной структуры, которая наблюдается у других человекообразных обезьян, чтобы улучшить свою способность скручиваться и сокращаться более эффективно. Этот усиленный скручивающийся движение и гладкие стенки желудочков, вероятно, позволяют человеческому сердцу перекачивать с каждым ударом больший объем крови.
Это соответствует новым требованиям нашей физической активности и большему размеру мозга, рассказало издание Science Alert.
Таким образом, исследование ставит под сомнение предположение, что структура сердца у млекопитающих одинакова. Тонкие, но важные отличия в анатомии и функционировании человеческого сердца возникли в ответ на уникальные экологические вызовы.
Фото: pixabay.com
