Des chercheurs de l’Université de Swansea et de l’UBC Okanagan ont découvert des différences fondamentales dans la structure du cœur entre les humains et les autres grands singes. Leur étude, qui a utilisé l’imagerie cardiaque avancée, suggère que le cœur humain a développé des caractéristiques uniques comme une moindre trabéculation pour mieux soutenir notre cerveau plus gros, nos mouvements verticaux et nos mécanismes de refroidissement.
Une étude comparant les cœurs humains et ceux des grands singes révèle des adaptations évolutives importantes chez les humains, notamment des muscles cardiaques plus lisses et moins trabéculés qui améliorent la fonction cardiaque pour soutenir des demandes métaboliques plus élevées et une thermorégulation efficace.
Une équipe internationale de chercheurs de l’Université de Swansea et de l’Université de la Colombie-Britannique Okanagan a acquis une nouvelle compréhension de l’évolution humaine en étudiant le cœur des humains et d’autres grands singes. Bien qu’ils partagent un ancêtre commun, les humains ont développé un cerveau plus grand et la capacité de marcher ou de courir sur deux jambes, des adaptations qui ont probablement évolué pour les voyages sur de longues distances et la chasse.
Aujourd'hui, grâce à une nouvelle étude comparative de la forme et de la fonction du cœur, publiée dans Biologie des communicationsLes chercheurs pensent avoir découvert une nouvelle pièce du puzzle de l'évolution. L'équipe a comparé le cœur humain à ceux de nos plus proches parents évolutifs, notamment les chimpanzés, les orangs-outans, les gorilles et les bonobos, soignés dans des sanctuaires fauniques en Afrique et dans des zoos à travers l'Europe.
Méthodologie et résultats de la comparaison cardiaque
Lors des procédures vétérinaires de routine de ces grands singes, l'équipe a utilisé l'échocardiographie (une échographie cardiaque) pour produire des images du ventricule gauche, la chambre du cœur qui pompe le sang dans tout le corps. Dans le ventricule gauche des grands singes non humains, des faisceaux de muscles s'étendent dans la chambre, appelés trabéculations.
Photographie d'une mère chimpanzé et de son bébé. Crédit : Dr Robert Shave, UBC Okanagan
Bryony Curry, doctorante à l'École des sciences de la santé et de l'exercice de l'UBCO, a déclaré : « Le ventricule gauche d'un humain en bonne santé est relativement lisse, avec des muscles principalement compacts par rapport au réseau plus trabéculé et en forme de maille des grands singes non humains.
« La différence est plus prononcée au niveau de l’apex, le bas du cœur, où nous avons trouvé environ quatre fois plus de trabéculations chez les grands singes non humains que chez les humains. »
Techniques d'imagerie avancées et implications évolutives
L'équipe a également mesuré le mouvement et la vitesse du cœur à l'aide d'une échocardiographie de suivi des taches, une technique d'imagerie qui retrace le schéma du muscle cardiaque lorsqu'il se contracte et se relâche.
Bryony a déclaré : « Nous avons découvert que le degré de trabéculation du cœur était lié à la quantité de déformation, de rotation et de torsion. En d’autres termes, chez les humains, qui ont le moins de trabéculation, nous avons observé une fonction cardiaque comparativement plus importante. Cette découverte étaye notre hypothèse selon laquelle le cœur humain pourrait avoir évolué en s’éloignant de la structure d’autres grands singes non humains pour répondre aux exigences plus élevées de la niche écologique unique des humains. »
Le cerveau plus gros d’un humain et sa plus grande activité physique par rapport aux autres grands singes peuvent également être liés à une demande métabolique plus élevée, ce qui nécessite un cœur capable de pomper un plus grand volume de sang vers le corps.
De même, un flux sanguin plus élevé contribue à la capacité des humains à se refroidir, car les vaisseaux sanguins proches de la peau se dilatent (ce qui se traduit par une rougeur de la peau) et perdent de la chaleur dans l'air.
Le Dr Aimee Drane, maître de conférences à la Faculté de médecine, de santé et des sciences de la vie de l'Université de Swansea, a déclaré : « En termes d'évolution, nos découvertes peuvent suggérer qu'une pression sélective a été exercée sur le cœur humain pour s'adapter aux exigences de la marche debout et de la gestion du stress thermique.
« Ce qui reste à éclaircir, c’est la manière dont les cœurs plus trabéculés des grands singes non humains peuvent s’adapter à leurs propres niches écologiques. Il s’agit peut-être d’une structure résiduelle du cœur ancestral, même si, dans la nature, la forme remplit le plus souvent une fonction. »
L'équipe de recherche est reconnaissante au personnel et aux bénévoles qui prennent soin des animaux dans le cadre de l'étude, notamment aux équipes du sanctuaire faunique de Tchimpounga (Congo), du sanctuaire faunique de Chimfunshi (Zambie), du sanctuaire des chimpanzés de Tacugama (Sierra Leone), du centre de sauvetage et de réhabilitation des orangs-outans de Nyaru Menteng (Bornéo), de la Société zoologique de Londres (Royaume-Uni), du zoo de Paignton (Royaume-Uni), des jardins du zoo de Bristol (Royaume-Uni), du zoo de Burgers (Pays-Bas) et du zoo de Wilhelma (Allemagne).
