在自然界中,不同物種的心臟功能和作用存在著差異。比如,蚯蚓沒有心臟,但它的食道周圍有5個假心臟,這些假心臟不泵血,而是擠壓血管,促進血液在蚯蚓體內(nèi)循環(huán)。再比如,斑馬魚20%的心肌受損了,兩個月后就可以完全再生心肌。
心臟是動物非常重要的器官,在自然界中,不同物種的心臟功能和作用存在著差異。
例如,人類休息時心臟每分鐘跳動60至80次,而土撥鼠冬眠時心臟每分鐘僅跳動5次,蜂鳥飛行時心臟每分鐘的跳動次數(shù)能達到1260次。人類的心臟重約0.3千克,而長頸鹿的心臟重量能夠達到11千克,因為心臟必須足夠強大才能將血液泵入它長長的脖子。
可見,一個在人類看來大小合適、結(jié)構(gòu)合理的心,并不總是適合每個生命,特別是在動物界。以下說一說自然界奇特的6種心臟。
青蛙:有兩個心房、一個心室
哺乳動物和鳥類的心臟都是四腔的(由右心房、右心室、左心房和左心室構(gòu)成),但青蛙的心臟僅有三腔——兩個心房和一個心室。
對人類而言,四腔心臟將含氧血液和脫氧血液分別存儲在不同腔內(nèi),但在青蛙僅有3個腔的心臟中,有一個叫做“小梁”的凹槽,可以將一個心室中的含氧血液和脫氧血液分隔開來。青蛙不僅能從肺部獲得氧氣,還能從皮膚獲得氧氣,青蛙的心臟基于這種怪異的進化現(xiàn)象生存了下來。
依據(jù)1989年發(fā)表在《美國生理學(xué)雜志》上的一項研究報告,擁有最奇怪心臟結(jié)構(gòu)的蛙類是耐寒青蛙,比如樹蛙。當樹蛙冬眠時,身體會凍結(jié),心臟完全停止跳動,但身體解凍后,心臟會重新恢復(fù)跳動。
鯨:有一顆巨大的心臟
藍鯨的心臟是現(xiàn)今地球物種中最大的心臟結(jié)構(gòu),有一輛小型汽車大小,重量約為430千克。和其他哺乳動物一樣,鯨的心臟有四個腔室,負責向兩倍校車長度的身體輸送血液。藍鯨主動脈壁的厚度與手機長度相近,至少有15厘米,這是一種非常厚的血管壁。
當藍鯨潛入深海時,它們的心率會降至每分鐘4次,這有助于它們延長潛水時間,甚至能緩解潛水減壓病。
章魚、烏賊和墨魚:長了3個心臟
頭足綱生物是長著觸角的海洋生物,包括章魚、烏賊和墨魚等,它們都長有3個心臟。
在頭足綱生物的身體兩側(cè),有兩個臂狀心臟,能將血液輸送至它們的鰓部血管,使血液吸收氧氣,身體中心的系統(tǒng)心臟則將含氧血液從鰓部泵送至身體其他部位。
頭足綱生物的血液是藍色的,因為它們的血液中含有銅元素。人類血液是紅色的,因為血紅蛋白中含有鐵元素。就像鐵銹是紅色的一樣,人體血紅蛋白中的鐵元素在與氧分子結(jié)合時,也會呈現(xiàn)出紅色。但在頭足綱生物中,含氧血液會變成藍色。
蟑螂:一顆心臟有13個腔
像其他昆蟲一樣,蟑螂擁有一個開放式身體循環(huán)系統(tǒng)。這意味著它的血管腔不像哺乳動物那樣是和體腔分離的,而是合二為一,體腔就是血腔,所有內(nèi)臟器官都浸浴在血液中。
蟑螂的血液會通過背血管流經(jīng)一個有12至13個腔室的單一結(jié)構(gòu),這就是蟑螂的心臟,它位于身體頂部,血液會被輸送進它的各個腔室,但這顆心臟并不負責氧氣輸送。
這就要說到蟑螂和其他昆蟲的獨特呼吸方式——它們不像哺乳動物用肺部呼吸,而是通過一種分布在身體兩側(cè)的開口結(jié)構(gòu)——通氣孔進行呼吸。這種結(jié)構(gòu)能夠幫助蟑螂將氧氣直接輸入身體各組織器官。
蚯蚓:擁有5個假心臟
蚯蚓沒有心臟,但它的食道周圍有5個假心臟,這些假心臟不泵血,而是擠壓血管,促進血液在蚯蚓體內(nèi)循環(huán)。
同時,蚯蚓也沒有肺,但它通過潮濕的皮膚吸收氧氣。土壤中的空氣或者雨后土壤外潮濕的空氣,會溶解在蚯蚓皮膚的黏液中,其中的氧氣就會被吸入蚯蚓的細胞和血液系統(tǒng),并被泵送到身體各處。
斑馬魚:心臟破了能再生
科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),如果斑馬魚20%的心肌受損了,兩個月后就可以完全再生心肌。
和這種功能類似,人類可以再生肝臟,兩棲動物和一些蜥蜴可以再生尾部。此外,接受特殊藥物療法的青蛙甚至可以再生腿部。但斑馬魚的再生能力更加特別,現(xiàn)在已經(jīng)成為科學(xué)家研究心臟生長的主要模型。
當然,相比人類,像斑馬魚這種硬骨魚類擁有更加獨特的心臟結(jié)構(gòu)。除了一個心房和一個心室,還擁有兩個人類不具備的身體結(jié)構(gòu)——靜脈竇和動脈球。
靜脈竇是位于心房前的一個囊狀結(jié)構(gòu),動脈球是位于心室后的一個管狀結(jié)構(gòu)。
魚和其他動物一樣,心臟負責帶動血液流經(jīng)全身,不同的是,缺氧的血液會進入硬骨魚的靜脈竇,然后流入心房,心房將血液泵入心室,心室壁較厚,會將血液泵入動脈球,當血液流經(jīng)魚鰓周圍的毛細血管時,動脈球會調(diào)節(jié)血壓,讓氧氣在鰓中順利地通過細胞膜交換進入血液。
(《飛碟探索》)