Het krokodillenhart: een uniek ontwerp

Krokodilachtigen hebben een unieke klep in hun hart die het bloed in staat stelt de longen te mijden terwijl ze duiken. Dit kenmerk wordt de opening van Panizza genoemd en helpt ze gedurende lange perioden onder water te blijven wanneer ze door de mens of andere indringers bedreigd worden. De opening van Panizza verbindt de linker en de rechter aorta. Zuurstofarm bloed van de rechter hartkamer kan via de opening van Panizza de rechter aorta instromen. Wanneer het hart rustig is, kan het zuurstofrijke bloed van de linker hartkamer de linker aorta instromen via de opening van Panizza. Sommige krokodillensoorten hebben regulatieve sluitspieren die ongewenste bloedstroming door de opening van Panizza voorkomen terwijl ze zich aan het oppervlak bevinden. Deze verbinding tussen de linker en rechter aorta werpt een lastig te verklaren probleem op voor evolutionisten, aangezien deze een aantal unieke anatomische onderdelen bevat en veel te complex is om gedurende de tijd door middel van kleine mutaties geëvolueerd te zijn. Het vormt ook nog een ander probleem, omdat andere dieren die duiken, waaronder andere reptielen, walvissen en vogels, voordeel zouden hebben van een dergelijke aanpassing, maar deze niet hebben. Eens te meer blijven die hinderlijke feiten het evolutiedogma in de weg staan en zijn de argumenten voor ontwerp duidelijk voor eenieder met een open blikveld.

Het circulatiesysteem van gewervelde dieren is complex en transporteert bloed door het gehele lichaam. Het is een gesloten systeem, waarbinnen het bloed gedurende de reis in de vaten blijft. Contrasterend hebben de meeste niet-gewervelde dieren een open circulatiesysteem en verlaat het bloed de vaten om zich te verspreiden in de lichaamsholten, waarna het uiteindelijk zijn weg terug vindt naar het hart. In beide groepen voorziet de bloedstroom in verscheidene belangrijke functies. Hij transporteert zuurstof van de longen of kieuwen naar de rest van het lichaam en verwijdert kooldioxide. Voedingsstoffen worden vanuit het darmkanaal getransporteerd naar waar ze nodig zijn en afvalstoffen worden door de nieren verwijderd om verdreven te worden. Het stromen van bloed naar de huid helpt de lichaamstemperatuur reguleren bij endotherme (warmbloedige) vogels en zoogdieren door overtollige warmte aan de omgeving af te staan en is beperkt tot het conserveren van lichaamswarmte onder koude omgevingsomstandigheden. De huid voorziet ook in belangrijke warmte-isolatie gedurende koud weer, samen met haar of veren.

Het vroege werk van Scholander liet zien dat bepaalde robben hun hartslag vertragen wanneer ze gedwongen onder water moeten blijven (Scholander, 1940). Hun hartslag nam af van 125 naar 10 slagen per minuut wanneer ze onder water waren. Deze reactie werd al snel ‘duikbradycardie’ genoemd en bleek veelvuldig voor te komen onder mensen, bepaalde slangen, walvissen en andere duikende dieren. De vertraging van het hart werd geacht bij te dragen aan energiebehoud, resulterend in het langer overleven onder water.

De structuur van het hart loopt erg uiteen onder de verschillende groepen gewervelden. Vissen hebben het eenvoudigste hart, met twee pompende kamers, bestaande uit een atrium met een dunne wand en de gespierdere hartkamer. Het bloed komt de hartkamer binnen vanuit de veneuze sinus, waar een bloedvat terugvloeiing voorkomt wanneer het atrium samentrekt om bloed de hartkamer in te sturen. Bloed verlaat de hartkamer via de conus arteriosus en ook hier wordt terugvloeiing voorkomen door bloedvaten. Bloed stroomt vervolgens naar de kieuwen en door naar de rest van het lichaam. Systemische bloeddruk is bij vissen laag, omdat de meeste bloeddruk gereduceerd wordt als het bloed door de kieuwen stroomt. Amfibieën hebben een complexer hart met drie gespierde kamers, bestaande uit twee atria en een enkele hartkamer. Het werd eerder als inefficiënt beschouwd, met zuurstofarm bloed dat vermengd wordt met zuurstofrijk bloed uit de longen. Verder onderzoek liet zien dat een complexe reeks dalen en ribbels in de wand van de hartkamer voorkomt dat zuurstofrijk met zuurstofarm bloed vermengd wordt en het wordt nu als een zeer efficiënt orgaan beschouwd. Krokodilachtigen, vogels en zoogdieren hebben harten met vier kamers, maar het hart van de krokodilachtige is uniek en heeft een speciale eigenschap die de duiktijd gedeeltelijk verlengt door de longen te omzeilen gedurende aanhoudend duiken, wanneer er geen zuurstof voorhanden is. Het is reeds lange tijd bekend dat bij vogels en zoogdieren bloed vanuit het lichaam het atrium binnenkomt en dan rechtstreeks naar de rechter hartkamer en de longen gaat, om terug te keren in het linker atrium, waar dit het lichaam door wordt gepompt. Laten we het unieke hart van de krokodilachtige eens nader beschouwen.

Alligators en andere reptielen hebben longen en ademen lucht in. Krokodilachtigen worden geclassificeerd als semi-aquatische dieren en brengen het grootste deel van hun leven in en rond het water door. Ze slapen vaak onder water en komen allen naar het oppervlak om te ademen. Van de nijlkrokodil, Crocodylus niloticus, is waargenomen dat hij twee uur onder water bleef en de Australische zeekrokodil kan zelfs nog langer onder water blijven. De zeekrokodil, Crocodylus porosus, is het grootste levende reptiel met een recordlengte van zes meter veertig en een gewicht van 1075 kilo van een in de Filippijnen gevangen exemplaar. De reactie van het hartritme van verschillende krokodillensoorten is getest in het laboratorium door ze op een plank vast te binden en onder water te dwingen. In elk van de gevallen vertraagde het hart en werd de reactie beschreven als duikbradycardie.

Toevallige ontdekking verschaft inzicht

Verschillende belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen zijn toevallig gedaan. Wellicht is het bekendste voorbeeld de ontdekking van penicilline door Alexander Fleming. Hij observeerde de groei van een vrije zone rond de besmetting met een penicilline schimmel in een bacteriëncultuur. De ontdekking leidde tot het gebruik van antibiotica en er wordt van gezegd dat hij de wereldgeschiedenis voor altijd veranderd heeft. Een andere belangrijke toevallige ontdekking is die van röntgenstraling door Wilhelm Röntgen toen hij werkte met kathodestralen. Die ontdekking veranderde de medische diagnose. Hoewel zeker van minder belang, heb ik ook een toevallige ontdekking gedaan, die onze kijk op wat er gebeurt als dieren onder water duiken veranderd heeft.

Door gedwongen onderdompeling in het laboratorium vertraagt de hartslag van alligators en andere krokodilachtigen aanzienlijk en dit werd gezien als een reactie op het duiken. De reactie werd zelfs ‘duikbradycardie’ genoemd en is geobserveerd bij veel andere duikende dieren, waaronder robben. Ik heb alligators en andere dieren meer dan vijfenveertig jaar bestudeerd (Smith, 1979; Smith, et. al., 1978, Smith et. al., 1984) en de verrassende toevallige ontdekking gedaan dat dit niet het geval is. Met gebruik van radiotelemetrie (Smith, 1974 en Smith, 1975) ontdekte ik dat alligators normaal gesproken onder water duiken zonder significante vertraging van de hartslag. De in het laboratorium geobserveerde reactie was het resultaat van angst en niet van onderdompeling. Ik deed een verrassende toevallige ontdekking die deze simplistische visie veranderde. Ik bestudeerde een grote, zich vrij bewegende alligator onder natuurlijke omstandigheden bij het Welder Wildlife Refuge in Zuid-Texas en de alligator bracht tijd onder water door zonder een significante daling van het hart. De getelemetreerde alligator was ondergedompeld en kwam af en toe boven om te ademen. Hij had dezelfde hartslag die werd waargenomen wanneer hij uit het water was. De hartslag daalde niet wanneer hij vrijwillig onder water ging.

Een mede-postdoctoraal student die het broedsucces van de Amerikaanse woudaap (een vogel uit de familie reigers en roerdompen, red.), benaderde ‘mijn’ ondergedoken alligator met een kano om hem te bestuderen. Ondanks mijn krachtige handgebaren en verbale protesten ging hij verder en kwam direct boven de ondergedoken alligator. De hartslag van de alligator daalde drastisch tot minder dan de helft van het eerdere tempo toen de kanovaarder dichterbij kwam. Het was duidelijk dat de hartslag van de alligator daalde als reactie op angst en niet op duiken. De toevallige observatie werd meerdere keren getest door middel van zorgvuldig ontworpen experimenten. Elke keer vertraagde de alligator zijn hart als reactie op angst of verstoring, maar niet als reactie op vrijwillig duiken. Wat duikbradycardie werd genoemd, was in plaats daarvan een reactie op angst. Mijn ontdekking dwong andere wetenschappers om dat wat ten onrechte ‘duikbradycardie’ was genoemd nader te beschouwen. Deze ontdekking is voor talloze andere soorten gedocumenteerd, waaronder robben, onder natuurlijke omstandigheden en biedt een sterk pleidooi tegen het trekken van conclusies op basis van studies die uitgevoerd worden in de kunstmatige omgeving van het laboratorium.

De opening van Panizza

Krokodilachtigen hebben het meest complexe circulatiesysteem van alle gewervelden. Het omvat een unieke anatomische structuur die de opening van Panizza wordt genoemd, die ervoor zorgt dat bloed de longen omzeilt tijdens het duiken. Hij is voor het eerst beschreven in 1833 door Bartolomeo Panizza. Onder water neemt de druk in de longen toe, waardoor het bloed door de opening van Panizza stroomt en naar de systemische circulatie, zonder de longen in te gaan. De opening van Panizza werkt grotendeels hetzelfde als het foramen ovale in ongeboren zoogdieren door de werkdruk van het hart te verlichten. Voor de geboorte onttrekken zoogdieren zuurstof aan de placenta door de navelstreng. Op dat moment zou het geen nut hebben als al het bloed naar de longen zou gaan. Deze omleiding bespaart energie en verlicht de werkdruk van het hart. Het foramen ovale maakt een weg vrij voor het bloed, zodat het direct van het rechter naar het linker atrium van het hart stroomt, de longen omzeilend. Met de eerste ademhaling van het pasgeboren zoogdier daalt de bloeddruk in de longen en is de druk van het linker artium groter dan die van het rechter artium, waardoor het foramen ovale sluit en al het bloed gedwongen wordt naar de longen te stromen. Kort na de geboorte geneest het foramen ovale in gesloten positie aangezien het niet langer nodig is. In scherp contrast hiermee blijft de opening van Panizza van krokodilachtigen hun hele leven functioneel en helpt deze hen hun unieke ecologische niche te bezetten door ze de mogelijkheid te bieden veilig ondergedoken te blijven, soms urenlang. Veel krokodilachtigen hebben ook een speciale sluitspier die voorkomt dat bloed deze doorgang instroomt als ze niet duiken.

Hier hebben we weer een voorbeeld uit de natuur van ontwerp waarvan evolutionisten voor het ontstaan geen rationele theorie hebben. Wat vooral problematisch is voor evolutionisten, is de uniciteit ervan voor krokodilachtigen. Andere duikende dieren, zoals schildpadden, vogels, robben of zelfs walvissen, hebben al deze bijzondere eigenschappen niet. Aangezien de omleiding een bruikbare eigenschap biedt voor krokodilachtigen, waarom is een dergelijke structuur dan niet geëvolueerd in andere duikende dieren? Evolutionisten weten niet hoe ze de oorsprong ervan in krokodilachtigen moeten verklaren en het gebrek van zo’n bruikbaar middel in andere duikende dieren. Het is duidelijk dat een dergelijke complexe, gespecialiseerde eigenschap niet door willekeurige mutaties ontwikkeld kan zijn.

Met de vloedgolf aan dergelijke nieuwe informatie wordt het steeds moeilijker om een toegewijd evolutionist te blijven! Die hinderlijke feiten blijven een goed evolutionair dogma in de weg staan. De barsten in de fundering van evolutie worden elk jaar groter als we meer ontdekken over de complexiteit, mooiheid en regelrechte wonderlijkheid van Gods schepping. Het vereist een enorme hoeveelheid geloof om een toegewijd evolutionist te blijven. Als christenen weten we in Wie we geloven en begrijpen we dat Hij het was die de wonderen heeft geschapen waaruit alle levende dingen bestaan. In de nabije toekomst zal evolutie naar de vuilnisbak worden verwezen als weer een mislukte theorie. Velen zullen zich verwonderen over het grote aantal wetenschappers en anderen die het niet-ondersteunde dogma meer dan een eeuw lang hebben ondersteund.

De HEERE is groot en zeer te prijzen, Zijn grootheid is niet te doorgronden. (Psalm 145:3, HSV) en De dwaas zegt in zijn hart: Er is geen God. (Psalm 14:1a, HSV)

Literatuur

Axelsson, Michael, 2001, The crocodilian heart; more controlled than we thought?, Experimental Physiology 86:6 785-789
Axellsson, M. and C. E. Franklin, 2001, The caliber of the foramen of Panizza in Crocodylus porosus is variable and under adrenergic control, J. Comp. Physiol. B. May 171(4):341-6.
Axelsson, M., C. F. Franklin, C. O. Lofman, S. L. Nilsson and G. C. Grigg, 1996, Dynamic Anatomical Study of Cardiac Shunting in Crocodiles using High-resolution Angioscopy, J. Experimental Biology 199:359-365.
Davies, D., J. L. Thomas and E. N. Smith, 1982, Effect of body temperature on ventilatory control in the alligator, J. Appl. Physiol. 52:114-118.
Bergman, J., 2011a, Slaughter of the Dissidents, Leafcutter Press.
Bergman, J., 2011b, The Dark Side of Charles Darwin, Master Books.
Harding, P. E., D. Roman and R. F. Whelan, 1965, Diving bradycardia in man, J. Physiol. 181(2):401-409.
Heart of a crocodile http://palaeos.com/vertebrates/crocodilia/crocodylomorpha.html
Johansen, K., 1959, Heart activity during experimental diving of snakes, Am. J. Physiol. 197:604-606.
Johnson, C. R., W. G. Voight and E. N. Smith, 1978, Thermoregulation in crocodilians—III, Thermal referenda, voluntary maxima and heating and cooling rates in the American alligator. Alligator mississippiensis, Zool. J. Linn. Soc. 62:179-188.
Lundgren, Claus EG; Ferrigno, Massimo (eds), 1985, Physiology of Breath-hold Diving. 31st Undersea and Hyperbaric Medical Society Workshop, UHMS Publication Number 72(WS-BH)4-15-87.
Murdargh, Jr. H.V., J. C. Seabury and W. L. Mitchelle, 1961, Electrocardiogram of the diving seal, Circ. Res. 9:358-361.
O’Leary, D., 2006, The ID Report – Passive fear response: Alligators not so dumb.
O’Leary, D., 2006, Passive fear response www.arn.org/blogs/index.php/2/2006/09/23/lstrongglemgpassive_fear_response_l_emg
Robertson, S. L. and E. N. Smith, 1979, Thermal indications of cutaneous blood flow in the American alligator, Comp. Biochem. Physiol. 62A:569-572.
Robertson, S. L. and E. N. Smith, 1981, Thermal conductance and its relation to thermal time constants, J. Thermal Biology 6:129-143.
Scholander, P. F., 1940, Experimental investigations in diving animals and birds, Hvalradets Skrifter. 22:1-131.
Smith, E. N., 1974, Multichannel temperature and heart rate telemetry transmitter, J. Appl. Physiol. 36:252-255.
Smith, E. N., 1975, Thermoregulation of the American alligator, Physiol. Zool. 8:117-194.
Smith, E. N., 1975, Oxygen consumption, ventilation and oxygen pulse of the American alligator during heating and cooling, Physiol. Zool. 48:326-337.
Smith, E. N., 1976, Heating and cooling rates of the American alligator: Alligator mississippiensis, Physiol. Zool. 49:37-48.
Smith, E. N., 1976, Cutaneous heat flow during heating and cooling in Alligator mississippiensis, Am. J. Physiol. 230:1205-1210.
Smith, E. N. and S. R. Adams, 1978, Thermoregulation of small American alligators, Herpetological 34:406-408.
Smith, E. N., S. Robertson and D. Davies, 1978, Cutaneous blood flow during heating and cooling in the American alligator, Am. J. Physiol. 235:R160-167.
Smith, E. N., 1979, Behavioral and physiological thermoregulation of crocodilians, Am. Zool. 19:239-247.
Smith, E. N., S. L. Robertson and S. R. Adams, 1981, Thermoregulation of the spiny soft-shelled turtle, Trionyx spinifer, Physiol. Zool. 54:74-80.
Smith, E. N., E. A. Standora and S. L. Robertson, 1984, Physiological thermoregulation of mature alligators, Comp. Biochem. Physiol. 77A:189-193.
Smith, E. N., 2010, Creation or Evolution? Consider the Evidence before deciding, Available at Amazon.com.
Smith, E. N., 2011, Evolution has Failed, Available at Amazon.com.
Thornton, S. J. and P. W. Hochachka, 2004, Oxygen and the diving seal, Undersea Hyperb Med 31(1):81-95.
Wikipedia: diving bradycardia
Wikipedia: Saltwater crocodile
www.worldrecordsacademy.org/nature/largest_crocodile_captured_Lolong_The_Crocodile_sets_world_record_112463.html

Dit artikel is met toestemming van de auteur vertaald en overgenomen van de website Godofcreation. Het originele artikel is hier te vinden.