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自然界奇特的六种心脏

2022-12-06叶倾城小琪

奥秘 2022年10期
关键词:含氧蓝鲸蟑螂

●叶倾城 文 小琪 编

心脏是动物的最重要器官之一,但在自然界中,不同物种的心脏功能和作用存在着差异,例如:人类休息时心脏每分钟跳动60-80次,而土拨鼠冬眠时心脏每分钟仅跳动5次,蜂鸟飞行时心脏每分钟跳动1260次。以下说一说自然界奇特的5种心脏

青蛙:两个心房、一个心室

哺乳动物和鸟类的心脏都是四腔的,由右心房、右心室、左心房和左心室构成,但青蛙的心脏仅有三腔——两个心房和一个心室。

对人类而言,四腔心脏将含氧血液和脱氧血液分别存储在不同腔内,但在青蛙仅有3个腔的心脏中,有一个叫做“小梁”的凹槽,可以将一个心室中的含氧血液和脱氧血液分隔开来。青蛙不仅能从肺部获得氧气,还能从皮肤获得氧气,青蛙的心脏基于这种怪异的进化现象生存了下来。

依据1989年发表在《美国生理学杂志》上的一项研究报告,拥有最奇怪心脏结构的蛙类是耐寒青蛙,比如树蛙。当树蛙冬眠时,身体会冻结,心脏完全停止跳动,但身体解冻后,心脏会重新恢复跳动。

章鱼、乌贼和墨鱼:3个心脏

章鱼、乌贼和墨鱼都属于头足纲生物,也就是长着触角的海洋生物,它们都长有3个心脏。

在头足纲生物的身体两侧,有两个臂状心脏,能将血液输送至它们的鲤部血管,使血液吸收氧气,身体中心的系统心脏则将含氧血液从鲤部泵送至身体其他部位。

头足纲生物的血液是蓝色的,因为它们的血液中含有铜元素。人类血液是红色的,因为血红蛋白中含有铁元素。就像铁锈是红色的一样,人体血红蛋白中的铁元素在与氧分子结合时,也会呈现出红色。但在头足纲生物中,含氧血液会变成蓝色。

蓝鲸:地球最大心脏拥有者

蓝鲸心脏是现今地球物种中最大的心脏结构,蓝鲸的心脏有一辆小型汽车大小,重量大约430公斤,和其他哺乳动物一样,鲸的心脏有四个腔室,心脏负责向两倍校车长度的鲸身体输送血液,主动脉壁的厚度至少有15厘米,这是一种非常厚的血管。

当蓝鲸潜入深海时,它们的心率会降至每分钟4次,该现象有助于它们延长潜水时间,甚至能缓解潜水减压病。2021年,一项研究报告指出,蓝鲸较低的心跳速率减少了进入受压肺部通道的血液,减少氮摄入可能缓解潜水减压病。

蟑螂:一颗心脏13个腔

像其他昆虫一样,蟑螂拥有一个开放的身体循环系统,这意味着它的血液不会充满血管。蟑螂的血液流经一个有12-13个腔室的单一结构。蟑螂的背窦位于身体顶部,背窦能将含氧血液输送至心脏各个腔室,但是心脏并不能将含氧血液输送至身体各处。

蟑螂和其他昆虫通过通气孔(身体表面开口结构)而不是哺乳动物的肺部进行呼吸,然后将氧气传输至身体各处,因此蟑螂的血液并不需要将氧气从某处输送至其他部位。

相反,蟑螂体内是一种被称为血淋巴的血液物质,其含有营养成分,呈现白色或者黄色。蟑螂的心脏不能“独”跳动,必须通过体腔内肌肉扩张和收缩,从而帮助心脏将血淋巴输送至身体其他部位。通常无翼蟑螂的心脏比有翼蟑螂的心脏更小,蟑螂的心率与人类十分接近。

蚯蚓:5个假心脏

蚯蚓没有心脏,但它的食道周围有5个假心脏,这些假心脏不泵血,而是挤压血管,促进血液在蚯蚓体内循环。

同时,蚯蚓也没有肺,但它通过潮湿的皮肤吸收氧气。土壤中的空气或者雨后土壤外潮湿的空气,会溶解在蚯蚓皮肤的黏液中,其中的氧气就会被吸入蚯蚓的细胞和血液系统,并被泵送到身体各处。

蚯蚓的血液是红色的,含有血红蛋白,该蛋白质携带氧气,但与人类不同的是,蚯蚓身体拥有一个开放的循环系统,它的血液中的血红蛋白仅处于漂浮状态。

斑马鱼:心脏破了能再生

鱼头小而且尖,鱼身小巧玲珑形似纺锤,身上像斑马一样,布满了一条条金黄色、深蓝色相间的纵纹。这就是斑马鱼,俗称 “花条鱼”“蓝条鱼”,原产于喜马拉雅山南麓的印度、巴基斯坦、孟加拉和尼泊尔等南亚国家。

因为这种热带鱼与人体基因存在高度相似性,且胚胎呈现为透明状,很容易观察到药物对其体内器官的影响等等因素,所以这种鱼备受科学家青睐。其中一些科学家为斑马鱼具有的再生大部分器官和组织(包括心脏)的惊人能力沉迷不已。有科学家在斑马鱼身上发现了一种基因开关,在心脏病发作后,这种开关会自行启动,让细胞进行快速分裂与繁殖,促进受损心肌的完全再生和愈合,在心脏完全愈合后,此开关会再次自动关闭。

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