Όταν μολύνθηκα από τον COVID-19, δεν ήταν οι πνεύμονές μου που υπέφεραν. Wasταν η καρδιά μου. Και όταν γεννήθηκε η κόρη μου, ήταν μια κακομορφωμένη καρδιά που απειλούσε τη ζωή της. Γι ‚αυτό το να μαθαίνω για την καρδιά και για τα κυκλοφορικά συστήματα άλλων ειδών και ανθρώπων με ιντριγκάρει.
Στο νέο βιβλίο του Μπιλ Σουτ, «Αντλία: Μια φυσική ιστορία της καρδιάς» περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο το κυκλοφορικό μας σύστημα εξελίχθηκε μέσα σε πολυκύτταρους οργανισμούς που πήγαν πίσω πάνω από 500 εκατομμύρια χρόνια.
Μερικά ενδιαφέροντα γεγονότα που ίσως δεν γνωρίζετε:
- Το καβουράκι πέταλο είναι το πιο κοντινό ζωντανό πράγμα στους τριλοβίτες που πρωτοεμφανίστηκε στις θάλασσες της Καμβρίας πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια. Τα καβουράκια πέταλου βρίσκονται στον πλανήτη εδώ και 425 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό το είδος παρουσιάζει κοινά χαρακτηριστικά ζώων, όπως μάτια, βράγχια ή πνεύμονες, στόμα, πόδια, γεννητικά όργανα και καρδιά. Το τελευταίο είναι μακρύ και σωληνοειδές. και όταν απορροφά οξυγόνο μέσω των βράγχων του, μεταφέρεται μέσω του σώματος με μπλε αίμα, όχι κόκκινο. Αυτό συμβαίνει επειδή τα καβουράκια πέταλου διαθέτουν κυκλοφορικό σύστημα που επεξεργάζεται οξυγόνο και το μεταφέρει χρησιμοποιώντας αιμοκυανίνη, μια πρωτεΐνη με βάση τον χαλκό και όχι αιμοσφαιρίνη με βάση το σίδηρο.
- Τα έντομα είναι άκαρδα. Αυτό δεν είναι ένα σχόλιο για τον τρόπο που αλληλεπιδρούν με τον υπόλοιπο κόσμο, αλλά μάλλον ένα γεγονός για την ανατομία και τη φυσιολογία τους. Δεν έχουν κανένα ισοδύναμο με μια καρδιά μέσα τους. Αντ ‚αυτού, χρησιμοποιούν έναν εξειδικευμένο μυ που εμφανίζει αρκετή συσταλτική κίνηση για να ωθήσει την αιμόλυμφη που μοιάζει με αίμα για να οξυγονώσει το σώμα τους.
- Οι γαιοσκώληκες είναι επίσης άκαρδοι. Όπου τα έντομα έχουν ένα μόνο σύνολο μυών που συστέλλονται, οι γαιοσκώληκες έχουν πέντε διαφορετικά σύνολα που βοηθούν στην κυκλοφορία του οξυγόνου σε όλο το μήκος τους.
- Ένα χταπόδι μοιάζει με ένα καβουράκι πέταλο από μία άποψη. Εξέλιξε επίσης μια πρωτεΐνη μεταφοράς οξυγόνου χαλκού και μπλε αίμα. Αλλά η ομοιότητα τελειώνει εκεί επειδή ένα χταπόδι είναι πολύ πιο κοντά σε συγγένεια με ένα σαλιγκάρι από ένα καβούρι. Και ένα χταπόδι, και τα στενά ξαδέλφια τους, καλαμάρια και σουπιές, έχουν τρεις καρδιές, μία για να κυκλοφορεί αίμα σε όλο το σώμα τους και δύο να αντλούν αίμα από και προς τα βράγχια τους. Οι τρεις καρδιές αντισταθμίζουν το γεγονός ότι η αιμοκυανίνη είναι λιγότερο αποτελεσματική στη μεταφορά οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη. Για αντιστάθμιση, το χταπόδι κυκλοφορεί το αίμα του υπό υψηλότερη πίεση για να διασφαλίσει ότι μπορεί να συνεχίσει τον πιο ενεργό τρόπο ζωής του από αυτόν ενός καβουριού.
- Η καμηλοπάρδαλη, από την άλλη πλευρά, έχει μια καρδιά που παράγει εξαιρετικά υψηλή αρτηριακή πίεση για να διασφαλίσει ότι μπορεί να φτάσει μέχρι το μακρύ λαιμό της στον εγκέφαλο. Η αρτηριακή πίεση καμηλοπάρδαλης είναι διπλάσια από αυτή του μέσου ανθρώπου.
- Τα κολιμπρί έχουν καρδιές που χτυπούν έως και 1.260 φορές το λεπτό κατά την πτήση. Σε κατάσταση ηρεμίας, ο ρυθμός επιβραδύνεται μεταξύ 50 και 180 παλμών ανά λεπτό. Και τις κρύες νύχτες εισέρχονται σε μια κατάσταση που μοιάζει με κακοκαιρία που μοιάζει με χειμερία νάρκη με την καρδιά να επιβραδύνεται ακόμη περισσότερο.
- Οι νυχτερίδες είναι οι πρωταθλητές των μεταβλητών καρδιακών παλμών, από 200 έως 1.000 παλμούς ανά λεπτό. Η ενέργεια που ξοδεύουν κατά την πτήση και τη σίτιση προκαλεί την αύξηση των καρδιακών τους παλμών. Αλλά όταν βρίσκονται σε ηρεμία έχουν αναπτύξει μια ικανότητα να επιβραδύνουν γρήγορα τις καρδιές τους. Όταν οι νυχτερίδες πέφτουν σε χειμερία νάρκη, ο καρδιακός τους ρυθμός μπορεί να επιβραδυνθεί στους 20 παλμούς ανά λεπτό. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο μεταβλητός καρδιακός ρυθμός καθιστά τις νυχτερίδες έναν καλό ξενιστή δεξαμενών για νέους ιούς και προσπαθούν να βρουν συσχέτιση μεταξύ της ασυνήθιστης φυσιολογικής τους ικανότητας και των ιικών φορτίων.
- Μια ομάδα αμφιβίων που ονομάζονται πλεθοδοντίδια και περιλαμβάνουν σχεδόν 700 είδη σαλαμάνδρας, στερούνται πνευμόνων και βράγχων. Αντ ‚αυτού, απορροφούν οξυγόνο μέσω του δέρματος χρησιμοποιώντας ένα σχεδόν επιφανειακό δίκτυο τριχοειδών αγγείων (μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία) που συλλαμβάνουν το 90% των αναγκών πρόσληψης οξυγόνου και απελευθερώνουν το 97% του αποβλήτου διοξειδίου του άνθρακα. Αυτά τα ζώα χρειάζονται το δέρμα τους να παραμένει υγρό ανά πάσα στιγμή ή αλλιώς θα πνιγούν.
- Στη συνέχεια, υπάρχει ο θαλάσσιος ψεκασμός, ένας ασπόνδυλος ωκεάνιος φίλτρο-τροφοδότης που έχει μια εσωτερική αντλία που μοιάζει με την καρδιά μας κατά κάποιο τρόπο. Είναι απλούστερο σε σχήμα και έχει μόνο έναν θάλαμο που συστέλλεται από το ένα άκρο στο άλλο, και στη συνέχεια αντιστρέφεται προς την κατεύθυνση κάθε δύο έως τρία λεπτά. Το κάνει αυτό τροφοδοτούμενο από εξειδικευμένα κύτταρα βηματοδότη.
Αυτό που είναι τόσο συναρπαστικό στο ταξίδι του Schutt μέσα από τις ρίζες της καρδιάς στους μυς που περιέχονται στον εαυτό μας, είναι το πόσο καλά απεικονίζει τη διαδικασία της φυσικής επιλογής της εξελικτικής σύγκλισης. Η ζωντανή ζωή έχει βρει πολλούς τρόπους για να επιτύχει παρόμοια αποτελέσματα. Η καρδιά μας έχει τέσσερις θαλάμους. Η καρδιά ενός ψαριού έχει δύο. Τα αμφίβια και τα περισσότερα ερπετά έχουν τρία. Καρδιές με τέσσερις θαλάμους όπως η δική μας βρίσκονται σε κροκόδειλους, πουλιά και θηλαστικά.
Η εξελικτική σύγκλιση μπορεί να φανεί εδώ με διαφορετικά είδη να επιτυγχάνουν παρόμοια αποτελέσματα μέσω της ανάπτυξης ανάλογων ανατομικών δομών με την πάροδο του χρόνου, ακόμη και εναλλακτικών χημειών. Είναι ένα συναρπαστικό πεδίο μελέτης που υπερβαίνει κατά πολύ τα παραδείγματα σύγκλισης που βρίσκονται στα εγχειρίδια της επιστήμης που διάβασα: δελφίνια και ψάρια, νυχτερίδες και πουλιά. Και το γαλαζοαίματο αποκτά εντελώς νέο νόημα όταν σκέφτεστε τα καβουράκια και τα χταπόδια.
