Ученым удалось засечь момент, когда у эмбрионов животных начинает биться сердце. И этот факт становится еще более примечательным, учитывая, что удалось это сделать для рыбок данио, сообщает Science Alert.
Сердце рыбок начало биться примерно спустя 20 часов после начала развития их эмбриона. Оно образовалось как единый орган из набора разрозненных клеток.
«Это было похоже на то, как будто кто-то щелкнул выключателем», — заявил биофизик Гарвардского университета Адам Коэн, ведущий автор исследования.
В ходе исследования ученые использовали высокоскоростную микроскопическую визуализацию. Они опирались на многолетние исследования первых сердечных сокращений у кур, крыс и мышей, чтобы заглянуть внутрь эмбрионов рыбок данио.
Из прошлых исследований стало ясно, что первое сердцебиение происходит еще до того, как сформируется первая структура сердца — примитивная трубка. Первые признаки активности наблюдаются в популяциях клеток сердечной мышцы, называемых кардиомиоцитами, которые, как обнаружили ученые, переполнены ионами кальция. В зрелом сердце ионы кальция проникают в кардиомиоциты и выходят из них, генерируя потенциалы действия (всплески электрической активности), которые вызывают сердечные сокращения.
Медленные, редкие волны кальция становились больше и чаще по мере того, как развивающиеся кардиомиоциты собирались в кольцевую форму на средней линии эмбрионов рыбок данио. Затем внезапно уровень кальция резко возрос, и клетки сердца выпустили всплески электрической активности, охватившие ткани.
Первые несколько ударов сердца были нерегулярными, а затем превратились в стабильные сокращения. «Ритмичный, пространственно структурированный ритм возникает задолго до подключения к системе кровообращения и перекачиванию крови», — заметили исследователи.
Они также заявили о том, что клетки сердца перешли в возбужденное состояние примерно за 90 минут до первого удара, будто готовясь к нему.
Волны ионов кальция, которые предшествовали первому сокращению, не всегда возникали в одном и том же месте у разных рыбок. Это позволяет предположить, что в клетках, которые активируются первыми, нет ничего уникального.
Так называемый локус инициации чаще всего возникал в центральной области сердечного кольца, а не на его внешних краях, где располагаются клетки, которые поддерживают биение сердца у взрослых.
Ранее ученые выяснили, что медузы способны к обучению, несмотря на отсутствие мозга. Понимание их когнитивных способностей может помочь ученым проследить эволюцию обучения.