กิ้งก่าและเต่าไม่อบอุ่นและน่ากอด แต่พวกมันมีหัวใจ และน่าสนใจตรงที่ ความแตกต่างของโมเลกุลอย่างหนึ่งในหัวใจของสัตว์เลื้อยคลานอาจแบ่งช่องเดี่ยวออกเป็นสองช่อง ทำให้เกิดหัวใจสี่ห้องจากสามห้องเมื่อสายพันธุ์วิวัฒนาการ การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNature ฉบับวันที่ 3 กันยายน ค้นพบ
หัวใจในสองโพรง รายละเอียดโมเลกุลใหม่บ่งชี้ว่าหัวใจเต่าหูแดงมีโพรงสองช่อง เห็นได้จากการสร้างหัวใจเต่าขึ้นใหม่แบบสามมิติ (ซ้าย) ห้องหัวใจพัฒนาในขณะที่เต่ายังเป็นตัวอ่อน (ขวา)
หัวใจ: BOGAC KAYNAK และ BENOIT BRUNEAU ตัวอ่อน: JUDY ZEBRA-THOMAS และ SCOTT GILBERT
การเปรียบเทียบหัวใจ การศึกษาใหม่อาจช่วยไขปริศนา
ที่มีมาอย่างยาวนานเกี่ยวกับการพัฒนาและวิวัฒนาการของหัวใจสัตว์เลื้อยคลาน โดยเปิดเผยว่าหัวใจเต่า (ซ้าย) มีโพรงสองช่อง แต่หัวใจจิ้งจก (ขวา) มีเพียงหนึ่งช่อง
BOGAC KAYNAK และ BENOIT BRUNEAU
“คำถามสำคัญคือ อะไรผลักดันวิวัฒนาการของหัวใจสี่ห้อง” เจมส์ ฮิกส์ นักชีววิทยาวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ ผลลัพธ์จากการศึกษาใหม่ “อาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับปัจจัยพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาหัวใจ” เขากล่าว
สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกมีหัวใจสามห้องซึ่งประกอบด้วยห้องบนสองห้องคือ atria และห้องล่างหนึ่งห้องคือ ventricle สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกมีห้องโถงใหญ่สองห้องและโพรงสองห้อง โดยมีโพรงคั่นด้วยสันกล้ามเนื้อที่เรียกว่ากะบัง
ในทางกลับกัน หัวใจของสัตว์เลื้อยคลานเป็นปริศนามานานแล้ว
Benoit Bruneau ผู้ร่วมวิจัยจากสถาบันโรคหัวใจและหลอดเลือดแกลดสโตนในซานฟรานซิสโกกล่าว Bruneau กล่าวว่าหัวใจของกิ้งก่าและเต่าดูเหมือนจะเป็นรูปแบบกลางโดยมี atria 2 อันและ ventricle กึ่งคั่น สันกล้ามเนื้ออยู่ตรงกลางของช่องท้อง แต่กายวิภาคไม่เปิดเผยว่าเป็นเซปต้าจริงหรือไม่ จากการศึกษาใหม่นี้ “เราต้องการทำให้ความไม่แน่นอนนั้นสงบลง” บรูโนกล่าว
นักวิจัยรู้อยู่แล้วว่าในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก ยีนที่เรียกว่าTBX5ทำงานอยู่ในระหว่างการพัฒนาที่ด้านซ้ายของหัวใจซึ่งช่องซ้ายก่อตัวขึ้น แต่ไม่ใช่ทางด้านขวา
บรูโน และเพื่อนร่วมงานมองหา กิจกรรมของยีน TBX5ในหัวใจที่กำลังพัฒนาของเต่าหูแดงและกิ้งก่าก้นกบสีเขียว เพื่อดูว่ามีรูปแบบการแยกตัวของTBX5ในสัตว์เลื้อยคลานหรือไม่ ในช่วงต้นของการพัฒนาTBX5ทำงานอยู่ทั่วทั้งบริเวณโพรงในหัวใจของเต่าและกิ้งก่า แต่ต่อมาในการพัฒนา กิจกรรม TBX5ได้หายไปจากด้านขวาของหัวใจเต่า เหลือเพียงด้านซ้ายเท่านั้น การแยกดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าเต่ามีสองโพรงจริง ๆ บรูโนกล่าว ในหัวใจจิ้งจกTBX5ไม่มีการแบ่งแยก การแพร่กระจายที่สม่ำเสมอของTBX5แนะนำช่องเดียว
“เราสามารถสรุปได้ว่าโครงสร้างขนาดใหญ่ที่พบในกิ้งก่านั้นไม่ใช่ผนังกั้น” บรูโนกล่าว จิ้งจกคิดว่ามีวิวัฒนาการเร็วกว่าเต่า ผู้เขียนเขียนโดยบอกว่า การแยกจากซ้าย-ขวา ของ TBX5และการแยกโพรงที่ตามมานั้นพัฒนาขึ้นในภายหลัง
แต่เพียงเพราะ รูปแบบ TBX5มีความสัมพันธ์กับการก่อตัวของกะบัง – หรือขาดมัน – ไม่ได้หมายความว่าTBX5ทำให้เกิดการแยกตัวของ ventricle “เราไม่ทราบว่า รูปแบบ TBX5 มีความสำคัญเพียง ใด” บรูโนกล่าว
ดังนั้น นักวิจัยจึงปรับเปลี่ยนรูปแบบของTBX5ในการพัฒนาหัวใจของหนู เมื่อนักวิจัยเปลี่ยนระดับการแสดงออกของยีน หัวใจของหนูจะล้มเหลวในการสร้างโพรงสองช่อง ในทำนองเดียวกัน เมื่อTBX5แสดงไปทั่วบริเวณโพรง คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในหัวใจจิ้งจก หัวใจของหนูไม่สามารถสร้างโพรงสองช่องได้
“เราพบว่ากิจกรรมของTBX5มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแยกเชื้อ” บรูโนกล่าว “ฉันสงสัยอยู่เสมอเกี่ยวกับวิวัฒนาการของหัวใจ ความสามารถในการระบุตัวควบคุมที่สำคัญของหัวใจเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น”
หัวใจสี่ห้องที่มีห้องหัวใจห้องล่างสองห้องที่แตกต่างกันช่วยให้หัวใจสร้างความดันโลหิตที่แตกต่างกันสองแบบ: ความดันต่ำสำหรับเลือดที่สูบฉีดไปยังปอดและแรงดันสูงสำหรับเลือดที่อุดมด้วยออกซิเจนที่สูบฉีดออกไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย ระบบความดันคู่นี้เป็นข้อกำหนดหลักสำหรับสัตว์เลือดอุ่น ฮิกส์กล่าว ซึ่งเป็น “เคล็ดลับสำคัญที่ต้องมี” สัตว์เลือดอุ่นอาจมีอัตราการเติบโตที่สูงกว่า การขยายช่อง และความสามารถในการแข่งขันในสภาพแวดล้อมที่สูงกว่า “เมื่อเครื่องมือพร้อมแล้ว เราก็สามารถดูสัตว์เลื้อยคลานได้หลากหลายประเภท” ฮิกส์กล่าว
การศึกษาใหม่นี้ไม่เพียงแต่ชี้ให้เห็นถึงวิวัฒนาการของหัวใจสี่ห้องเท่านั้น แต่ยังอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่มากขึ้นเกี่ยวกับโรคหัวใจพิการแต่กำเนิด ซึ่งสาเหตุส่วนหนึ่งเกิดจากการกลายพันธุ์ ของ TBX5 “เหตุผลสำคัญที่เราสนใจTBX5ก็คือว่ามันเกี่ยวข้องกับโรคหัวใจของมนุษย์” บรูโนกล่าว
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ยูฟ่าสล็อต
