Ssaki zadomowiły się niemal w każdym zakątku planety. Przyczyniła się do tego niezwykła zdolność adaptacji do różnych środowisk, a każdy gatunek rozwinął unikalne cechy, aby przetrwać i rozwijać się. Jedną z takich cech u ludzi jest budowa serca. Nasze serca są wyjątkowe i wyraźnie różnią się od serc naszych najbliższych krewnych.
Ludzie oddzielili się od szympansów (Pan Troglodytes), naszego ostatniego wspólnego przodka, około 5-6 milionów lat temu. Wyewoluowaliśmy postawą wyprostowaną, w odróżnieniu od innych ssaków, co pozwoliło nam na angażowanie się w większą ilość czynności, takich jak polowania. Rozwinęliśmy też znacznie większe mózgi. Te zmiany wiązały się z większym zapotrzebowaniem metabolicznym, wymagającym pompowania większej ilości krwi do naszych mięśni i mózgu.
W niedawnej publikacji, która ukazała się na łamach pisma „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s42003-024-06280-9) naukowcy wskazują, że ludzkie serce przystosowało się do wspierania naszej wyprostowanej postawy, ruchu i większego mózgu.
Ewolucja serca
Chociaż budowa serca u ssaków jest podobna, to istnieją międzygatunkowe różnice, które mogą odzwierciedlać ewolucyjne rozbieżności między blisko spokrewnionymi gatunkami.
Aimee Drane ze Swansea University w Wielkiej Brytanii wraz z badaczami z innych instytucji ostatnie lata spędziła na badaniach układu sercowo-naczyniowego u małp człekokształtnych na całym świecie. W swoich pracach uczeni wykorzystali m.in. ultrasonografię serca, dzięki której można ocenić strukturę i funkcję serca, jego wielkość oraz sposób, w jaki mięsień pracuje – jak się kurczy, skręca i obraca.
Już poprzednie badania zespołu sugerowały, że struktura ludzkiego serca może różnić się od struktury serca szympansa. Za pomocą ultrasonografii naukowcy odkryli, że lewa komora – główna komora pompująca serca – u szympansów zawiera wiązki mięśni ułożone w siatkę znaną jako beleczki mięśniowe. W ostatnich badaniach potwierdzili, że beleczki mięśniowe występują też u innych małp człekokształtnych, ale nie u ludzi. Ludzie mają bardziej gładką ścianę lewej komory. Ta różnica jest szczególnie widoczna w dolnej części lewej komory.
Większe wymagania
Badania nie tylko ujawniły różnice strukturalne w lewej komorze serca człowieka w porównaniu z małpami człekokształtnymi. Pokazały też ważną różnicę w funkcjonowaniu. Stosując specjalistyczną technikę, która śledzi ruch mięśnia sercowego podczas skurczu i rozkurczu, uczeni zbadali, jak mięsień pogrubia się, skręca, obraca i wydłuża. Okazało się, że udzie, którzy mają najmniej beleczkowatych struktur, wykazali znacznie większe skręcenie i obrót na wierzchołku serca podczas skurczu. Natomiast małpy człekokształtne inne niż ludzie, z ich mocno beleczkowanymi sercami, wykazywały znacznie mniejszy ruchu.
– Wierzymy, że ludzkie serce ewoluowało od beleczkowej struktury widocznej u innych wielkich małp, aby zwiększyć swoją zdolność do skręcania i kurczenia się. Ten zwiększony ruch skrętny, wraz z gładkimi ścianami komór, prawdopodobnie pozwala ludzkiemu sercu pompować większą objętość krwi przy każdym uderzeniu. To spełnia zwiększone wymagania naszej aktywności fizycznej i większych mózgów – przyznała Drane na łamach „The Conversation”.
Badania te podważają założenie, że struktura serca jest jednolita u wszystkich ssaków. Wskazują na subtelne, ale kluczowe różnice w anatomii i funkcji serca, które pojawiły się w odpowiedzi na wyjątkowe wyzwania środowiskowe.
Źródło: The Conversation, Nature Communications, fot. RawPixel/ CC0
