Frage:
Warum ist das Herz nicht in der Mitte des Körpers?
DrZ214
2017-06-14 08:19:25 UTC
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Alle Säugetiere, an die ich denken kann, haben ein hohes Maß an bilateraler Symmetrie (tatsächlich ist fast jedes Tier, an das ich denken kann, so).

Warum ist das menschliche Herz also nicht genau in der Körpermitte? Dies hat zur Folge, dass eine Lunge etwas kleiner ist. Gibt es evolutionäre Theorien darüber, warum dies entstanden ist?

Man könnte das nach allen Organen fragen, von denen es nur 1 gibt.
@RichardTingle Nicht genau alle. Das Gehirn, die Speiseröhre, die Nase und sogar die Haut selbst behalten alle eine ziemlich gute bilaterale Symmetrie bei. Der Magen, die Leber, die Milz usw. könnten gute Fragen stellen, aber als zu breit geschlossen werden, wenn alles auf einmal erledigt wird.
Der Grund, warum Sie denken, dass Ihr Herz außermittig ist, ist, dass Sie, wenn Sie Ihre Hand auf Ihre Brust legen und fühlen, wie Ihr Herz schlägt, tatsächlich das Blut spüren, das durch Ihre Aorta pulsiert. Dein eigentliches Herz ist hinter deinem Brustbein versteckt, sodass du es nicht fühlen kannst.
@DrZ214: Es könnte leicht argumentiert werden, dass wir wirklich zwei Gehirne haben, ähnlich wie wir zwei Lungen haben. Aber wir haben nur eine Leber ...
Mögliches Duplikat: https://biology.stackexchange.com/questions/5588/why-is-most-life-symmetrical-externally-but-not-internally?noredirect=1&lq=1
Zwei antworten:
#1
+128
another 'Homo sapien'
2017-06-14 11:57:09 UTC
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Lassen Sie mich zunächst klarstellen, dass sich das Herz in der vertikalen Körpermitte befindet - es ist nicht nach links (oder rechts) verschoben. In den meisten Fällen ist es jedoch leicht nach links geneigt.

heart location

In einigen Fällen ist es nach rechts geneigt und die Bedingung heißt Dextrocardia . Schauen wir uns an, warum das so ist. Unten sehen Sie ein Diagramm der doppelten Zirkulation (von hier).

double circulation

Wie Sie sehen, der höchste Druck muss erzeugt werden, um sauerstoffhaltiges Blut in den Körper zu pumpen. Daher benötigt der linke Ventrikel zu diesem Zweck die dicksten Muskeln. Und aufgrund dieser zusätzlichen Muskeln erscheint das Herz gestreckt und nach links verschoben.

In Bezug auf die evolutionäre Perspektive ist es wichtig zu erwähnen, dass der Mensch nicht die einzigen Organismen mit dieser Funktion sind. In der Tat ist die Verschiebung des Herzens nach links bei allen Wirbeltieren ein konserviertes Merkmal ( Fishman et al , 1997). Weitere Informationen finden Sie unter dieser Antwort.

Bei Genen wird die Biegung des Herzens nach einer Seite tatsächlich vom NODAL gesteuert. a> Gen während der Entwicklung. Siehe dieses Diagramm (aus Jensen et al , 2013):

heart development

Das Kippen erfolgt in zwei Phasen, eine während der ersten viereinhalb Monate des intrauterinen Lebens und die andere, die tatsächlich eine 45 ° -Drehung zur Medianebene später ist. Während der frühen Entwicklung des Herzens findet ein Prozess statt, der als Herzschleifen bezeichnet wird, und der gerade Herzschlauch entwickelt eine Biegung (siehe Abbildung). Das NODAL-Gen reguliert zusammen mit den Genen Lefty1 und Lefty2 die Geschwindigkeit und Richtung der Kardiomyozytenbewegung während der Entwicklung des Herzens, was zu dieser Asymmetrie führt. Um dies zu bestätigen, schlugen die Forscher das spaw / nodal -Gen eines Zebrafisches aus und fanden als Ergebnis (!) Eine randomisierte Entwicklung des Herzens, sogar des symmetrischen Herzens (siehe Walmsley, 1958 a) > und Rohr et al , 2008).

Sprechen wir nun darüber, warum dies überhaupt passiert ist und warum es bei Wirbeltieren so konserviert ist müssen wir uns eine grundlegende Frage stellen: Was nützt ein symmetrisches Herz? Externe Symmetrie wird (wahrscheinlich) bevorzugt, weil sie bei der Fortbewegung hilft; Es wäre ziemlich schwierig, sich mit den beiden Beinen vom Schwerpunkt weg zu bewegen. Wenn wir jedoch über interne Symmetrie sprechen, ändern sich die Bedingungen drastisch. Wir bekommen hier einen großen einschränkenden Faktor: Raum. Und begrenzter Raum dominiert immer andere Faktoren. Da die Struktur des Herzens notwendigerweise nach einer Seite zeigt, wird es schwierig, es symmetrisch zu machen. (Die einzige Möglichkeit, IMO, besteht darin, ein weiteres spitzes Ende auf der rechten Seite zu haben.) Welchen Vorteil würde ein symmetrisches Herz auch in diesem Fall bieten? Keiner. Und es könnte sogar schädlich sein, da ein noch größeres Herz bedeuten würde, beide Lungen kleiner zu machen. Ein symmetrisches Herz würde sich also nur als Verbindlichkeit und nicht als Vermögenswert erweisen. Weitere Informationen finden Sie unter diese Frage.

Dies ist eine ziemlich erstaunliche Antwort, die sogar Einzelheiten zur Herzentwicklung im Mutterleib enthält. Vielen Dank! Wenn Sie jemals auf eine Evolutionstheorie stoßen, die dies erklärt, kommen Sie bitte zurück und verlinken Sie darauf.
Was ist der Grund für diese zusätzliche Neigung beim Menschen im Gegensatz zu anderen Wirbeltieren? Ich verstehe, dass es daran liegt, dass ein höherer Druck erforderlich ist, um sauerstoffhaltiges Blut zu pumpen, aber warum genau ist das so?
@another'Homosapien', wie um alles in der Welt wissen Sie so viel darüber?
Du hast richtig verstanden. Aber warum ist der Kippeffekt beim Menschen aus Gründen der Klarheit übertrieben als bei anderen Wirbeltieren? Meine Vermutung hat etwas mit der Menge und Dicke von sauerstoffhaltigem Blut zu tun, aber ich weiß nicht so viel über das Thema.
Unsere zweibeinige Haltung würde ebenfalls ins Spiel kommen. Der Torso befindet sich in einer vertikalen Position in Bezug auf die Schwerkraft im Gegensatz zur regulären horizontalen Position, so dass das Pumpen gegen andere Wirbeltiere unserer Größe schwieriger wäre. Wie ist die Vergiftung bei den Menschenaffen?
Nach fast 10 Jahren in der akademischen Biologie stolpere ich über diese Frage und erfahre, dass sich das Herz mitten im Oberkörper befindet. Danke, mein Verstand ist überwältigt (und natürlich +1).
@another'Homosapien' in Anbetracht dessen, dass alle in Ihrer Antwort genannten Gründe erfüllt werden könnten, ohne die bilaterale Symmetrie zu brechen, wenn das Herz dorsoventral ausgerichtet wäre. Gibt es einen evolutionären Grund, warum das Herz eher lateral als dorsoventral ausgerichtet ist? Ich verstehe, dass Symmetrie an sich kein Merkmal ist, das die Evolution zu erreichen versucht, aber gibt es trotzdem einen Grund dafür? ausgezeichnete Antwort übrigens ......
Ich denke, es ist in gewisser Weise schwer fassbar ... Ich dachte nur, es sollte einen Grund geben, da die Mehrheit, wenn nicht alle Arten mit einer ähnlichen Struktur wie Menschen, die gleiche Orientierung haben. Obwohl jetzt, wo ich darüber nachdenke, die Größe ein plausibler Grund zu sein scheint. Und sicher .. Ich werde meine Stimme bis morgen behalten :)
Sehr gute Antwort. Hier ist eine breitere Ansicht, um den Standort fast in der Mitte zu zeigen: [aus einem cnbc-Artikel] (https://fm.cnbc.com/applications/cnbc.com/resources/img/editorial/2016/02/19/103403134 -GettyImages-99695587.530x298.jpg? V = 1455906916) (Fühlen Sie sich frei, dies in Ihre Antwort aufzunehmen ^^)
"Es ist nicht nach links (oder rechts) verschoben. In den meisten Fällen ist es jedoch leicht nach links geneigt." - Der Schwerpunkt des Herzens ist aufgrund dieser Neigung eindeutig außermittig. Ausreichend, so dass die linke Lunge kleiner als die rechte ist und ein anderes Vaskularisationsmuster aufweist. Ich denke immer noch, dass es zentrierter ist, als die meisten Leute es sich vorstellen, also stimme ich dem Gesamtpunkt zu, und Ihre Beschreibung der Entwicklung ist ausgezeichnet, danke.
Ich bin gerade dieser Seite beigetreten, um diese Antwort zu verbessern. Erstaunliche Antwort! Danke für diese Information. Ich wünschte, ich könnte 1k Upvotes zu dieser Antwort geben.
@bryankrause Ja, sicherlich ist es nicht genau in der Mitte, wenn Sie es von der durchschnittlichen Masse aus sehen, aber es ist auch nicht außermittig, wenn Sie es anatomisch sehen ... es kann sicherlich Verwirrung darüber geben;)
* Um dies zu bestätigen, haben Forscher dieses Gen aus einem Zebrafisch ausgeschaltet und als Ergebnis (!) Ein symmetrisches Herz gefunden (siehe Walmsley, 1958). * Sie haben den falschen Artikel zitiert ...
* Und aufgrund dieser zusätzlichen Muskeln neigt sich das Herz ein wenig nach links. * Haben Sie eine Referenz für diese Aussage? Die asymmetrische Natur des Herzens scheint eher ein Zufall der Entwicklung zu sein, der eine solche Erklärung nicht erfordert oder sogar rechtfertigt.
1) Was ist der Artikel? 1958 ist weit vor jeglicher Kenntnis von Entwicklungsgenen. 2) Mein Punkt ist, dass selbst wenn die Ventrikel gleich groß wären, das Herz immer noch auf der linken Seite wäre.
@canadianer 1. Dann werde ich danach suchen;) 2. Nun ... die größere Größe von LV trägt definitiv zum Erscheinungsbild bei. Ich meine, beschneide einfach den unteren rechten Teil des Bildes eines Herzens und füge es unten links ein ... würde definitiv anders aussehen. Entfernen wir nun diese Kommentare aus offensichtlichen Gründen: P.
Dies ist eine Antwort, die den Kern der Sache betrifft. Gut gemacht!
#2
+1
Mala
2017-06-21 11:21:10 UTC
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1- Bilaterale Symmetrie bedeutet zwei spiegelbildliche Hälften, die dem Sagittalschnitt nur entlang einer Mittelachse folgen. Im Tierreich gibt es Beispiele für keine Symmetrie (Amöbe), radiale Symmetrie (Quallen), Biradial (Kammgelee und bilateral (Mensch -)) obwohl das Herz aufgrund von Herz, Gallenblase und Leber keine perfekte bilaterale Symmetrie aufweist) Das Herz ist aufgrund seiner Funktionen nicht symmetrisch - der linke Ventrikel ist dicker als der rechte). Die kleinere linke Lunge könnte das Ergebnis einer unterschiedlichen funktionellen Belastung sein mit Sauerstoffanreicherung des Blutes.



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