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        哺乳動(dòng)物與4億年前的魚共享控制心臟的機(jī)制
        
			
        
				2019-04-26 10:53:46
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        根據(jù)一項(xiàng)新的研究，原始的空氣呼吸魚，其直接祖先最早出現(xiàn)在4億年前，顯示出控制心臟的機(jī)制，這種機(jī)制以前被認(rèn)為只在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)。
        

        哺乳動(dòng)物與4億年前的魚共享控制心臟的機(jī)制
        

        哺乳動(dòng)物呼吸時(shí)心率增加，呼氣時(shí)心率減少 - 稱為呼吸性竇性心律失常(RSA)的心肺呼吸過程。許多科學(xué)家認(rèn)為這個(gè)過程及其潛在的控制機(jī)制只是哺乳動(dòng)物，但目前的研究質(zhì)疑這一假設(shè)。
        

        英國(guó)和巴西的科學(xué)家研究了南美洲的肺魚Lepidosiren paradoxa，發(fā)現(xiàn)在呼吸過程中使這種原始脊椎動(dòng)物控制血流的系統(tǒng)與哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的相似。
        

        龍魚是一群古老的葉鰭魚類(Dipnoi類)的成員，具有源于大??約4億年前的泥盆紀(jì)時(shí)期的連續(xù)化石記錄。這是第一批脊椎動(dòng)物爬上陸地以產(chǎn)生兩棲動(dòng)物和成千上萬(wàn)的爬行動(dòng)物，鳥類和哺乳動(dòng)物的時(shí)代。
        

        肺魚具有原肺和原生四肢，是呼吸空氣脊椎動(dòng)物進(jìn)化過程中最早的階段。它們棲息在熱帶淡水池和緩慢流動(dòng)的河流中，這些河流通常含有非常低水平的溶解氧，并且在干燥季節(jié)可能會(huì)消失。
        

        肺魚與陸地脊椎動(dòng)物具有周期性呼吸模式，定期上升到水面，以使其肺部呼吸器官通風(fēng)，并且在干旱期間完全依賴這些肺來吸收氧氣。
        

        由伯明翰大學(xué)和圣保羅聯(lián)邦大學(xué)(UFSCar)的專家在圣保羅領(lǐng)導(dǎo)，國(guó)際團(tuán)隊(duì)在科學(xué)進(jìn)展中發(fā)表了他們的研究成果。
        

        來自伯明翰大學(xué)的泰德泰勒教授說：“當(dāng)肺魚在水面上吞下空氣時(shí)，它們的心率會(huì)立即增加 - 這表明血液會(huì)轉(zhuǎn)移到生物的肺部。
        

        “這是可能的，因?yàn)閯?dòng)物有一個(gè)不分開的心臟，使得轉(zhuǎn)移到肺部的血液比例變化;與哺乳動(dòng)物不同，因?yàn)槲覀冇幸粋€(gè)完全分開的心臟，每次心跳時(shí)，等量的血液分別泵入肺部和身體。
        

        “我們的研究在肺魚中建立了明確的功能，即在每次空氣呼吸期間最大限度地吸收氧氣，從而增加心率，這在哺乳動(dòng)物中尚未明確證實(shí)RSA。這表明它可能是它們與古代兩棲祖先相關(guān)的遺跡。 “
        

        泰勒教授補(bǔ)充說：“肺魚有一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，可以產(chǎn)生這些呼吸相關(guān)的心率變化，具有預(yù)測(cè)哺乳動(dòng)物所描述的特性。
        

        “我們發(fā)現(xiàn)，這些神經(jīng)細(xì)胞包括多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞位置，這些神經(jīng)細(xì)胞通過絕緣纖維支配心臟神經(jīng)細(xì)胞，導(dǎo)致快速?zèng)_動(dòng)，對(duì)每次呼吸都會(huì)產(chǎn)生瞬間心臟反應(yīng)。”
        

        這個(gè)例子描述了一條魚，它具有控制心率變化的高度進(jìn)化系統(tǒng)的古老譜系，這表明它的進(jìn)化必然與原始脊椎動(dòng)物肺部的空氣呼吸的出現(xiàn)有關(guān)，而不是后來出現(xiàn)的哺乳動(dòng)物。
        

        這種理解質(zhì)疑了一些生物醫(yī)學(xué)生理學(xué)家和許多心理生物學(xué)家對(duì)哺乳動(dòng)物的首要地位的假設(shè)，證明了早期的“原始”機(jī)制并不一定簡(jiǎn)單。
        
			

			
          
        
			
        
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