Исследование строения сердца проливает свет на эволюцию человека
Международная команда исследователей из Университета Суонси и Университета Британской Колумбии (кампус Оканаган) обнаружила новое понимание эволюции человека, сравнив сердце человека с сердцами других человекообразных обезьян.
Несмотря на общего предка, у человека развился более крупный мозг и способность к прямохождению на двух ногах для преодоления больших расстояний, вероятно, для охоты. Новое сравнительное исследование формы и функции сердца, опубликованное в Communications Biology, раскрывает ещё один элемент эволюционной головоломки.
Учёные сравнили человеческое сердце с сердцами наших ближайших эволюционных родственников: шимпанзе, орангутанов, горилл и бонобо из заповедников Африки и зоопарков Европы.
Во время плановых ветеринарных осмотров с помощью эхокардиографии (УЗИ сердца) были получены изображения левого желудочка — камеры, перекачивающей кровь по телу. В левом желудочке нечеловекообразных обезьян были обнаружены мышечные пучки, выступающие в полость, — трабекулы.
«Левый желудочек здорового человека относительно гладкий, с преимущественно компактной мышцей по сравнению с более трабекулированной, сетчатой структурой у других человекообразных обезьян. Разница наиболее выражена в области верхушки сердца, где мы обнаружили примерно в четыре раза больше трабекуляции у нечеловекообразных обезьян по сравнению с людьми», — пояснила Брайони Карри, аспирант Школы наук о здоровье и физических упражнениях UBCO.
Команда также измерила движение и скорости сердца с помощью эхокардиографии с отслеживанием спекл-паттернов — метода, который отслеживает движение сердечной мышцы при сокращении и расслаблении.
«Мы обнаружили, что степень трабекуляции в сердце связана с величиной деформации, вращения и закручивания. Другими словами, у людей, у которых трабекуляция наименьшая, мы наблюдали сравнительно более высокую сердечную функцию. Это подтверждает нашу гипотезу о том, что человеческое сердце, возможно, эволюционировало в сторону от структуры сердца других человекообразных обезьян, чтобы удовлетворить более высокие потребности уникальной экологической ниши человека», — добавила Карри.
Более крупный мозг и высокая физическая активность человека связаны с повышенными метаболическими потребностями, что требует от сердца способности перекачивать больший объём крови. Усиленный кровоток также способствует способности человека охлаждаться, когда сосуды близко к коже расширяются (что проявляется как покраснение кожи) и отдают тепло в воздух.
«С точки зрения эволюции наши данные позволяют предположить, что на человеческое сердце оказывалось избирательное давление, чтобы адаптироваться к требованиям прямохождения и управления тепловым стрессом. Остаётся неясным, как более трабекулированные сердца других человекообразных обезьян могут быть адаптивными к их собственным экологическим нишам. Возможно, это сохранившаяся структура сердца предка, хотя в природе форма чаще всего служит определённой функции», — отметила доктор Эйми Дрейн, старший преподаватель Медицинского факультета Университета Суонси.
Исследователи выражают благодарность персоналу и волонтёрам заповедников и зоопарков, ухаживающим за животными, участвовавшими в исследовании.