在自然界中,不同物种的心脏功能和作用存在着差异。比如,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。再比如,斑马鱼20%的心肌受损了,两个月后就可以完全再生心肌。
心脏是动物非常重要的器官,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至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的跳动次数能达到1260次。人类的心脏重约0.3千克,而长颈鹿的心脏重量能够达到11千克,因为心脏必须足够强大才能将血液泵入它长长的脖子。
可见,一个在人类看来大小合适、结构合理的心,并不总是适合每个生命,特别是在动物界。以下说一说自然界奇特的6种心脏。
青蛙:有两个心房、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,四腔心臟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。
鲸:有一颗巨大的心脏
蓝鲸的心脏是现今地球物种中最大的心脏结构,有一辆小型汽车大小,重量约为430千克。和其他哺乳动物一样,鲸的心脏有四个腔室,负责向两倍校车长度的身体输送血液。蓝鲸主动脉壁的厚度与手机长度相近,至少有15厘米,这是一种非常厚的血管壁。
当蓝鲸潜入深海时,它们的心率会降至每分钟4次,这有助于它们延长潜水时间,甚至能缓解潜水减压病。
章鱼、乌贼和墨鱼:长了3个心脏
头足纲生物是长着触角的海洋生物,包括章鱼、乌贼和墨鱼等,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鳃部血管,使血液吸收氧气,身体中心的系统心脏则将含氧血液从鳃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。
蟑螂:一颗心脏有13个腔
像其他昆虫一样,蟑螂拥有一个开放式身体循环系统。这意味着它的血管腔不像哺乳动物那样是和体腔分离的,而是合二为一,体腔就是血腔,所有内脏器官都浸浴在血液中。
蟑螂的血液会通过背血管流经一个有12至13个腔室的单一结构,这就是蟑螂的心脏,它位于身体顶部,血液会被输送进它的各个腔室,但这颗心脏并不负责氧气输送。
这就要说到蟑螂和其他昆虫的独特呼吸方式——它们不像哺乳动物用肺部呼吸,而是通过一种分布在身体两侧的开口结构——通气孔进行呼吸。这种结构能够帮助蟑螂将氧气直接输入身体各组织器官。
蚯蚓:拥有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。
斑马鱼:心脏破了能再生
科学家研究发现,如果斑马鱼20%的心肌受损了,两个月后就可以完全再生心肌。
和这种功能类似,人类可以再生肝脏,两栖动物和一些蜥蜴可以再生尾部。此外,接受特殊药物疗法的青蛙甚至可以再生腿部。但斑马鱼的再生能力更加特别,现在已经成为科学家研究心脏生长的主要模型。
当然,相比人类,像斑马鱼这种硬骨鱼类拥有更加独特的心脏结构。除了一个心房和一个心室,还拥有两个人类不具备的身体结构——静脉窦和动脉球。
静脉窦是位于心房前的一个囊状结构,动脉球是位于心室后的一个管状结构。
鱼和其他动物一样,心脏负责带动血液流经全身,不同的是,缺氧的血液会进入硬骨鱼的静脉窦,然后流入心房,心房将血液泵入心室,心室壁较厚,会将血液泵入动脉球,当血液流经鱼鳃周围的毛细血管时,动脉球会调节血压,让氧气在鳃中顺利地通过细胞膜交换进入血液。
(《飞碟探索》)