Estamos a punto de sumergirnos en una emocionante historia, llena de misterio, que comenzó a escribirse hace más de 600 millones de años. Aunque no es una historia de amor tradicional, es igualmente cautivadora, ya que en ella no sólo aparecemos nosotros, sino también diferentes animales que parecerían no estar tan relacionados entre sí, como abejas, pulpos y un montón de animales desconocidos. Hoy hablaremos de la historia del órgano que en este mismo instante se encuentra bombeando sangre en todos nuestros cuerpos.
Hace mucho tiempo, en las profundidades del mar, una población de organismos largos, planos e hinchados vagaban de un lugar a otro. Aunque sus apariencias no fueron las más atractivas dentro del grupo de los animales, esta población fue importante porque fue la tátara, tátara, tátara…tatarabuela de todos los animales actuales. Su corazón, igualmente poco atractivo, estaba conformado por varios tubos pequeños rodeados de células especializadas, conocidas como miocitos, que al contraerse repetidamente permitían mover los fluidos de un lugar a otro a través de sus cuerpos. A este tipo de corazón primitivo se le conoce como bomba peristáltica.
Aunque no tenemos un registro fósil de esta población animal ancestral, ni mucho menos de sus corazones, sabemos que existió porque este tipo corazón es predominante dentro del grupo de los animales (lo presentan diferentes de ellos, incluyendo a los que pertenecen las estrellas de mar, las lombrices de tierra, etc.). Además, todos los animales compartimos genes que se encargan del desarrollo de los diferentes músculos que conforman a nuestros corazones, heredados inicialmente de este grupo ancestral común. La gran diversidad de formas de los corazones que encontramos hoy en día entre los animales es resultado de la adición de nuevas estructuras y funciones a este tipo de corazón primitivo.
La vida se caracteriza por ser diversa y ocurre lo mismo cuando miramos la gran diversidad de formas de los corazones entre los animales. Podemos encontrar la típica forma piramidal del corazón humano, que es característica de los anfibios, mamíferos, aves, etc., y la forma tubular, con la que podemos estar un poco menos familiarizados, pero que es predominante. Lo tienen los resbalosos anélidos, a cuyo grupo pertenecen las lombrices de tierra, así como los artrópodos, uno de los grupos más diversos en la Tierra, y otros grupos más de animales.
El corazón de los artrópodos, que es el grupo al cual pertenecen las abejas, las mariposas, las moscas, etc., es un órgano alargado, con múltiples agujeritos conocidos como ostias, ubicado justo debajo de la “espaldita” del animal. Está compuesto por tres capas, una de las cuales, el miocardio, permite la contracción del órgano. La mayoría de estos animales son pequeños, por lo que un corazón con esta forma es adecuado para satisfacer todas sus necesidades. No ocurre lo mismo con animales más grandes y con estilos de vida más activos.
La vida animal se caracteriza por ser activa. Basta con mirar al cielo y ver parvadas de aves volando o ir al mar y ver a los peces nadar en las turbulentas olas, o incluso acudir a un parque y ver a los niños jugar intensamente bajo el brillante Sol. Todas estas actividades requieren altas demandas de oxígeno y nutrimentos, por lo que un corazón eficiente y sofisticado fue un hecho importante en la evolución de los animales.
De esta manera, un corazón en forma de tubitos, presente en el ancestro de los animales, se ha modificado a lo largo del tiempo y con el paso de generaciones. Mediante la adición de diferentes innovaciones estructurales y funcionales, existe una gran diversidad de corazones entre los vertebrados, el grupo al que pertenecen las aves, los anfibios y los mamíferos. Entre estas innovaciones se encuentra el desarrollo de válvulas, lo que ha favorecido el flujo unidireccional de la sangre para evitar su retroceso; así como la formación de barreras que dividieran el corazón en múltiples compartimentos, conocidos como cámaras, y el desarrollo de un sistema de conducción de la sangre a lo largo de todo el cuerpo.
Posiblemente el corazón con el que más estemos familiarizados sea el nuestro. Sabemos que, como ocurre con el resto de los mamíferos y de las aves, el corazón humano se encuentra conformado por cuatro cámaras: dos aurículas y dos ventrículos. Valdría la pena considerar que el corazón de los dinosaurios no avianos, que es el grupo al cual pertenece el velociraptor, por ejemplo, era igual al nuestro, pues también se encontraba formado por cuatro cámaras.
Por otro lado, el corazón de los peces está conformado por dos cavidades: una aurícula y un ventrículo. Lo curioso de este sistema es que sus cavidades tienen las mismas funciones, como en el caso del corazón humano; pero en vez de que la sangre pobre en oxígeno se dirija hacía los pulmones, ésta pasa por las branquias, en donde se reabsorbe el oxígeno del agua, para dirigirla hacia todos los tejidos del cuerpo.
En el caso de los anfibios, éste tiene una gran peculiaridad: es un corazón tricavitario, conformado por dos aurículas y un gran ventrículo. La separación de las aurículas se presenta en diferentes grados entre salamandras, sapos y ranas, por lo que puede haber una mezcla parcial entre la sangre oxigenada y desoxigenada, lo que les facilita vivir de forma híbrida entre la tierra y el agua.
Aunque desconocemos el camino exacto que llevó a la evolución de esta gran diversidad de corazones complejos a partir de aquel corazón primitivo, las modificaciones y los cambios en la expresión de un conjunto de genes desempeñaron un papel importante. Dichos genes, que fueron importantes en el desarrollo de las primeras células cardiacas, se heredaron a los diferentes grupos de animales.
Por ejemplo, hay un gen conocido con el nombre de Tbx5 que, durante el desarrollo de nuestro corazón, divide un compartimento, conocido como cámara ventricular, en dos partes. Igualmente, se expresa durante el desarrollo del corazón de tortugas y reptiles pero, a diferencia de los mamíferos, no divide en dos partes esta misma cámara, lo que plantea la posibilidad de que la expresión de dicho gen haya sido determinante en la evolución y formación de las diferentes cámaras que conforman al corazón.
Otro gen, llamado tinman, permite durante el desarrollo del corazón de las moscas la diferenciación de las distintas células que lo conforman. De manera similar, los humanos tenemos un gen conocido como NKX2-5, que igualmente posibilita la diferenciación de las células cardiacas.
Si nos detenemos a observar minuciosamente cada grupo de animales, encontraremos que hay algunos que poseen características únicas. Por ejemplo, cuando una parte está dañada, el pez cebra tiene la habilidad de regenerar su propio corazón durante un periodo de dos meses. Por otro lado, las ballenas poseen el corazón más grande del mundo, llegando a tener una dimensión equivalente a un pequeño automóvil, lo que representa hasta 430 kg. En su contraparte, las avispas hadas, cuyo tamaño es de hasta 0.01 cm, tienen un corazón pequeñísimo —incluso se necesita un microscopio para poderlo observar. Los pulpos y los calamares tienen hasta tres corazones y su sangre es azul debido a que se encuentra formada por cobre —lo que los hace unos verdaderos príncipes.
Sin embargo, no todos los animales poseen un corazón. Los ositos de agua, los platelmintos, las sanguijuelas, los rotíferos, los gastrotricos, los quinorrincos y los nematomorfos carecen de él. Es altamente probable que estos animales no se conmuevan al ver películas que harían llorar incluso al corazón humano más duro. ¿Cómo han logrado sobrevivir sin un corazón? En un principio, es probable que estos animales sí hayan tenido un corazón durante su historia evolutiva, pero que lo han perdido de manera secundaria a lo largo del tiempo. La mayoría de estos animales cuentan con características que les permiten prescindir de este preciado órgano.
Algunos son extremadamente pequeños, con dimensiones microscópicas o milimétricas (como los rotíferos, los entoproctos, etc.), mientras que otros tienen cuerpos muy planos (como algunos platelmintos). Estas características les permiten llevar a cabo un intercambio gaseoso y de nutrimentos eficiente con su entorno, distribuyendo directamente a todas las células de su cuerpo sin la necesidad de un órgano centralizado. Utilizan contracciones musculares o movimientos corporales para impulsar los fluidos y así satisfacer sus necesidades metabólicas básicas.
La historia del corazón es fascinante y se remonta a millones de años atrás. Desde su forma primitiva en un grupo de organismos ancestrales, hasta los corazones altamente especializados que tenemos hoy en día, este órgano ha experimentado modificaciones y adaptaciones a lo largo del tiempo y de las poblaciones, para satisfacer las diferentes formas de vida.
Aunque algunos animales prescinden del corazón y han encontrado otras formas de sobrevivir, sigue siendo un símbolo de vital importancia en la mayoría de los seres vivos, incluido el nuestro, que late en este mismo instante mientras seguimos estas palabras.
Ciara Abigail Chávez Barrera
Estudiante de la carrera de Biología, asombrada de lo apasionante y emocionante que puede llegar a ser el estudio de la vida. Le gusta vivir la vida entre plantas, personas y palabras.
Referencias
Xavier-Neto, J., y otros. “Evolutionary origins of hearts”. En Rosenthal N. y Harvey R. (eds) Heart development and regeneration. Elsevier, London, 2010, pp 3–46.
Olson, E. “Gene regulatory networks in the evolution and development of the heart”, Science, 313(5795), 2006, pp. 1922-1927.
Muy interesante y asombrosa historia.
No sabía que había tantas diferencias entre los corazones de las distintas especies.
Me sorprendió la capacidad que tienen algunos corazones para llevar a cabo sus funciones.
Felicidades . Un artículo bien estructurado e interesante . A mis alumnos de ingenería les pedia analizar el croazon humano como una bomba . que determianran la longitud de «tuberías» que tienen que recorrer la sangre y la presión que requiere . asi mismo el efecto de el sobre peso y el mayor esfuerzo de la «bomba» para hacer llegar la sangre a todo el cuerpo.