人間の心臓は、2つの心房と2つの心室という4つの部屋で構成されており、これらの部屋が伸縮することで、酸素や栄養分を含んだ血液を全身に送り出しています。 比較的薄い壁を持つ心房が先に血液を満たし、その後、より強い心室に血液を押し込み、心室が収縮して動脈に血液を流す。 ほとんどの爬虫類は心房が2つ、心室が1つである。
脊椎動物では、心房の1つにあるペースメーカー領域が電気信号を発生させることで各心拍が開始されます。 ペースメーカー領域の構造や正確な位置は種によって異なりますが(Jensen et al., 2017)、常に自律神経系によって神経支配されています。
ペースメーカー領域からの電気信号は、ギャップ結合と呼ばれる構造を介して心房の心筋細胞に急速に広がり、これにより各心房の壁全体がほぼ同時に収縮することになります。 鳥類ではプルキンエ繊維と呼ばれる神経細胞もこのプロセスに関与しているが、一般的に心房を収縮させるメカニズムはほとんどの脊椎動物で類似している。 しかし、心房から心室への電気信号の伝わり方は脊椎動物の間で異なり、この経路の進化が何十年にもわたって注目されてきた（Davies, 1942; Jensen et al, 2012, 2013）。
17世紀に遡り、ウィリアム・ハーベイは、様々な動物において心房が心室よりも先に収縮することに既に気付いていました。 これは、ペースメーカー領域で生成された電気信号が、心房と心室の間の「境界」で何らかの方法で減速されなければならないことを意味していました。 哺乳類でも鳥類でも、心室と心房の間には、電気を通さない繊維状の脂肪組織の層がある。 電気信号が心房から心室に伝わる唯一の方法は、左右の心室を隔てる中隔のすぐ上に位置する房室結節という小さな構造物を経由することである。
しかしながら、鳥類と哺乳類の共通の祖先である現存する爬虫類では、絶縁層や解剖学的に定義されたノードは存在しないようです（Davies, 1942）。 その代わりに、2つの心房と心室の接合部で心筋繊維が複雑に配置されているため、電気信号が遅くなっている。 また、最近の研究では、爬虫類の心室に伝導系があることを示す解剖学的な証拠は得られていない。
爬虫類が環境に依存して体温を維持する（つまり外温性）のに対し、哺乳類は自分で熱を作り出す（つまり内温性）。 十分な体温を作り出すために必要な代謝レベルが高いため、哺乳類や鳥類の安静時および最大時の代謝率は、外温性動物の約10倍にもなります（Bennett and Ruben, 1979）。 心臓血管系は、より多くの酸素を体に供給することで、これらの大きなニーズに応えなければならない。 4室構造の心臓は、酸素を含む血液と含まない血液を分離して効率的に処理します。 また、心臓の収縮回数を増やすことで、体内への酸素供給量を増やすことができる。
アムステルダムを拠点とし、米国とチェコ共和国に研究室を持つジェンセンらは、電気生理学と遺伝子発現技術を組み合わせて、電気インパルスがワニの心臓にどのように広がるかを特定し、各室の分子表現型を特徴づけました。 この実験により、ワニには房室結節が存在することが明確に示された。 現存する爬虫類の中で、ワニは鳥類に最も近い姉妹グループである。 しかし、4室の心臓と房室結節があるにもかかわらず、すべての現存するワニは明らかに外温性で、他の爬虫類と同様に低い心拍数を持っています（Hillman and Hedrick, 2015; Lillywhite et al., 1999; Joyce et al, 2018）。
体を地面から離して歩くことができることや、特異な呼吸筋、鳥類のような肺など様々な特徴を持つワニは、かつては内温性だったのかもしれません（Seymour et al. この仮説によると、ワニが外温性に移行したのは、完全な水生の生活スタイルを採用し、長い絶食期間を挟んで断続的に食事を摂る座敷型の捕食者になってからだと考えられます。 しかし、過去のワニが温かい血液とそれに関連する心臓構造の一部を持っていたとしたら、現存する種はHisとPurkinje繊維を失ったのだろうか？
ワニが房室結節を持っているという事実は、脊椎動物の心臓の進化にも光を当てています。 たとえば、結節と心室の間の分裂があるだけで、電気信号が心房に「再入力」されるのを防ぐのに十分である可能性があります（これは心臓の動作を妨げることになります）。
次のステップは、ワニの房室結節の細胞の電気生理学的特性を明らかにすることです。 また、心電図を記録することで、心臓のイベントの正確なタイミングを理解することができますし、流量や圧力を測定することで、血流のダイナミクスを把握することができます。 ワニの心臓の4つの部屋の中には、まだまだ楽しい発見が待っているかもしれませんね」
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