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心脏结构研究为人类进化提供了新的理解

本站发布时间:2024-06-20 20:45:54

斯旺西大学和奥卡纳根大学的一个国际研究小组通过将人类的心脏与其他类人猿的心脏进行比较,发现了对人类进化的新见解

尽管人类和非人类类人猿有着共同的祖先,但前者进化出了更大的大脑,能够用双脚直立行走或奔跑进行长途旅行,很可能是为了狩猎

现在,通过发表在《通讯生物学》上的一项关于心脏形状和功能的新的比较研究,研究人员相信他们发现了进化之谜的另一部分

该团队将人类的心脏与我们进化中最亲密的亲属的心脏进行了比较,包括在非洲野生动物保护区和欧洲各地动物园照顾的黑猩猩、猩猩、大猩猩和倭黑猩猩

在这些类人猿的常规兽医程序中,研究小组使用了超声心动图—心脏超声—以产生左心室的图像,左心室是将血液泵送到全身的心脏腔室。在非人类类人猿的左心室内,肌肉束延伸到心室中,称为小梁

UBCO健康与运动科学学院的博士生Bryony Curry说:“与非人类类人猿的小梁化网状网络相比,健康人类的左心室相对光滑,肌肉主要致密。

”这种差异在心脏的顶端和底部最为明显,我们发现非人类类猿的小梁形成量大约是人类的四倍。“

该团队还使用斑点跟踪超声心动图测量了心脏的运动和速度,这是一种追踪心肌收缩和放松时的模式的成像技术。

Curry说,”我们发现心脏的小梁化程度与变形、旋转和扭曲的量有关。换句话说,在小梁形成最少的人类中,我们观察到相对更大的心脏功能。这一发现支持了我们的假设,即人类的心脏可能已经从其他非人类类人猿的结构进化而来,以满足人类独特生态位的更高要求。“

与其他类人猿相比,人类更大的大脑和更大的体力活动也可能与更高的代谢需求有关,这需要一个能够向身体泵送更大体积血液的心脏。

同样,更高的血流量有助于人类的降温能力,因为靠近皮肤的血管扩张,被观察为皮肤潮红,并将热量输给空气。

斯旺西大学医学、健康与生命科学学院高级讲师Aimee Drane博士说:“从进化的角度来看,我们的发现可能表明,人类的心脏受到了选择性的压力,适应直立行走和管理热应力的要求

“目前尚不清楚的是,非人类类人猿的小梁心脏是如何适应自己的生态位的。也许这是祖先心脏的一个剩余结构,尽管在自然界中,形式通常起到一定的作用。”

研究团队感谢在研究中照顾动物的工作人员和志愿者,包括Tchimpounga野生动物保护区(刚果)、Chimfunshi野生动物保护区时(赞比亚)、Tacugama黑猩猩保护区(塞拉利昂)、Nyaru Menteng猩猩救援和康复中心(婆罗洲)、伦敦动物学会(英国)、佩恩顿动物园(英国)的团队、布里斯托尔动物园(英国)、汉堡动物园(荷兰)和威廉动物园(德国)

More information: Bryony A. Curry et al, Left ventricular trabeculation in Hominidae: divergence of the human cardiac phenotype, Communications Biology (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06280-9

Journal information: Communications Biology

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