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在黑猩猩的心中发现一块骨头

来源:石蜡 时间:2023/1/12

在黑猩猩的心中发现一块骨头为什么黑猩猩很有趣?

黑猩猩是我们最接近的亲戚(图1A)。我们与他们共享95-98%的DNA。像人类一样,黑猩猩可以使用工具,学习手语,大笑,生气,亲吻和挠痒痒。孤儿黑猩猩经常被其他黑猩猩收养。由于这些相似之处,我们可以与这些动物产生强烈的联系。可悲的是,人和黑猩猩之间的最大区别在于黑猩猩是濒临灭绝的。今天唯一剩下的野生黑猩猩生活在非洲。他们的热带雨林家园正在被砍伐,他们也被猎杀以获取肉类。在野外,黑猩猩平均寿命为15年,但最年长的活到63岁。在动物园和保护区,雄性通常活近32年,雌性活约39年。像人类一样,黑猩猩也会患上某些疾病。人类和黑猩猩都患有心脏病。我们想知道为什么黑猩猩会死于心脏病,以及它们内心发生了什么1。

图1-(A)黑猩猩,(B)黑猩猩心脏和(C)在黑猩猩中发现的oscordis的图纸。

这个oscordis的长度为7.4毫米,宽度为7.6毫米,深度为4.2毫米,因此非常小。

新骨头的惊人发现

为了观察黑猩猩的心脏内部,我们使用了一种高科技的X射线成像方法,称为计算机显微断层扫描

一种成像技术,使用X射线以非常高的放大倍率以3D形式可视化物体。或显微CT(图1B)。这台扫描仪以非常高的放大倍率显示心脏,这是科学家从未见过的。我們驚訝地發現了一些心臟內部的骨頭[1]。这种心骨的学名是oscordis在心脏中发育的骨骼。(图1C)。我们是第一批看到黑猩猩的人,我们对这一新发现感到兴奋。为了尽可能多地了解这些骨头,我们做了进一步的微CT扫描,在显微镜下观察了骨头和心脏,并分析了动物的病史。我们使用了哪些科学技术?

为了检查心脏,将每个心脏放入微型CT扫描仪中。心脏在机器中缓慢旋转,一个特殊的相机从各个方向收集了数百到数千张X射线图像。X射线很有用,因为它们可以检测不同密度的物体[2]。在心脏中,密集的骨头在X射线图像上看起来是白色的,组织和空气呈现灰色或黑色。每个单独的X射线图像被发送到计算机,并用于编译心脏和OScordis的3D图像。我们对每个心脏和脐带进行了精确测量,甚至测量了精细骨骼结构的厚度,计算机在图像中用不同的颜色表示(图2A)。

图2-我们使用两种主要技术研究了黑猩猩的心脏和oscordis。

(A)计算机显微断层扫描使我们能够发现骨骼并了解其结构。(B)组织学允许我们使用染色技术和显微镜观察心脏和骨细胞。卡通电脑屏幕上的图像是oscordis的真实图像。

我们使用的另一个重要技术称为组织学

一个研究领域,其中显微镜用于研究身体的小结构和细胞。.我们用手术刀取出心脏碎片,使心脏组织脱水,并用石蜡包围组织。这使我们能够切割非常薄的组织切片,比人类头发薄十倍,我们将其放在显微镜载玻片上。我们用化学物质染色载玻片上的组织,使细胞在显微镜下可见。使用显微镜和相机,我们可以看到心脏细胞,心脏是否有脐带,以及动物是否患有心脏病(图2B)。

我们还研究了黑猩猩的年龄,检查了它们的心脏结构,并查看了每种动物的病史,看看它们是否有健康问题。这些医疗信息,加上微CT和组织学数据,帮助我们将脐带与疾病联系起来。

关于黑猩猩OSCORDIS,我们还发现了什么?

我们研究的十六只黑猩猩中有三只有一只黑猩猩(图3),一只黑猩猩的心脏有软骨。软骨

身体中的重要组织,提供支撑,但比骨骼更柔软,更灵活。是体内的支撑组织,比骨骼更柔软,更灵活。我们还在苜蓿骨周围发现了软骨组织。这是一个令人着迷的发现,因为人们对oscordis的生长方式知之甚少。身体中的每块骨头要么自发生长,要么从软骨发育而来。我们发现软骨围绕软骨的事实表明,这种骨骼可能是从软骨发育而来的。我们还看到了脐带内的血管。血管对于为组织提供氧气和营养至关重要,包括生长的骨骼"显微镜下的血管[3]"。

图3-操作系统的图像。

(A)使用计算机显微断层扫描,计算机可以应用显示骨骼厚度的颜色。厚度范围从0.03到0.30毫米(B)使用组织学,我们可以使用显微镜看到骨骼内的细胞和血管。

oscordis存在于雄性和雌性黑猩猩中,以及年轻和年长的黑猩猩中。这很有趣,因为在某些物种中,oscordis只存在于年长的动物中。我们还注意到,oscordis更有可能存在于患有一种心脏病的黑猩猩中。黑猩猩患上许多与人类相同的心脏疾病。其中之一称为特发性心肌纤维化

一种没有已知病因的心脏疾病,可导致心脏组织增厚和瘢痕形成,并可能导致早逝。["特发性"意味着我们不知道原因或为什么会发生。"心肌"定义了与心肌有关的东西。"纤维化"是指心脏组织的增厚和瘢痕形成。特发性心肌纤维化可导致人类和黑猩猩死亡。为什么OSCORDIS在某些动物中,而不是其他动物?

已知只有少数其他动物有心骨。oscordis在奶牛,公牛和水牛中很常见[5]。这种骨头也存在于一些绵羊,山羊,骆驼甚至水獭[6]中,但在大多数其他动物中尚未发现。在一些动物中,oscordis存在于健康的年轻动物中,但有时它只在年长的动物中发展,例如在水牛中。

关于为什么心脏骨可能存在,有很多理论。脐带可能有助于通过心脏传导电流。电传导是允许心脏跳动的原因。不过,其他科学家认为,oscordis可能会阻止导电。我们还不知道这两种想法是否正确。在患有心脏病的黑猩猩身上看到的oscordis可能导致心脏问题,但也可能试图帮助心脏工作。

另一种理论是,脐带可能作为心脏的一种支撑,帮助心脏保持其结构。然而,这并不能解释为什么大多数动物没有心骨。此外,oscordis的尺寸可以小于一厘米,这可能无助于保持大心脏的结构。

一些科学家认为,心脏骨骼可能在几千年前更常见,但随着进化过程,它们已经变得不那么必要了。另一种理论认为,心脏承受的持续压力可能导致心脏骨骼发育,这可能有助于解释为什么心脏骨骼有时在老年动物中更常见。关于oscordis为什么发展,还有更多的理论,可能还有其他理论我们甚至还没有想到!

结论

综上所述,我们的研究表明,一些黑猩猩有心骨,特别是如果它们有心脏纤维化。雄性和雌性以及年轻和年长的黑猩猩都可以有oscordis。我们还发现软骨存在于骨骼周围,表明软骨可能由软骨发育而来。我们的研究帮助我们更好地了解了黑猩猩,黑猩猩心脏和心脏病。

就在我们发表科学论文几天后,另一篇非常令人兴奋的论文报告说,有些人的心脏里有骨细胞[7]。与许多研究一样,我们的发现留下了一些悬而未决的大问题。OScordis是如何以及为什么发展的?为什么某些物种的心脏骨而不是其他物种的心脏骨骼?为什么它们有时存在于年长的动物或有心脏问题的动物身上,但不存在于年轻健康的心脏中?我们未来还有更多的研究要做,以帮助发现答案。在物种中发现新骨头是一个罕见的事件,也是一个令人兴奋的科学发现。它提出了一个问题,即是否还有其他动物,包括一些人类,可能还有其他尚未被发现的神秘骨头!

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