最奇特的六種心臟:蚯蚓長著5個“假心臟”
據國外媒體報導,心臟是動物的最重要器官之一,但在自然界中,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60-80次,而土撥鼠冬眠時心臟每分鐘僅跳動5次,與此同時,蜂鳥飛行時心臟每分鐘跳動1260次。以下是自然界最奇特的六種心臟:
1、青蛙
哺乳動物和鳥類擁有四腔心臟(由右心房、右心室、左心房和左心室構成),但青蛙僅有三腔——兩個心房和一個心室。一般而言,心臟從身體吸收缺氧的血液,將其輸送至肺部獲取氧氣,並將其泵入全身各處,為身體器官提供氧氣。對於人類而言,四腔心臟將含氧血液和脫氧血液分別存儲在不同腔內,但在青蛙身體中,有一個叫做“小梁(trabeculae)”的凹槽將心室中的含氧血液和缺氧血液分隔開來。
青蛙不僅能從肺部獲得氧氣,還能從皮膚獲得氧氣,青蛙的心臟基於這種怪異的進化現像生存了下來,當缺氧血液進入右心房,再進入心室,然後再輸出至肺部和皮膚獲取氧氣。含氧血液通過左心房返回心臟,然後進入心室,再輸送到主要器官組織。
依據1989年發表在《美國生理學雜誌》的一項研究報告,蛙類物種中擁有最奇怪心臟結構的是耐寒青蛙,包括樹蛙,當樹蛙冬眠時,身體將凍結,心臟完全停止跳動,但不到1個小時身體解凍後,心臟會重新恢復跳動。
2、鯨
藍鯨心臟是現今地球物種中最大的心臟結構,藍鯨的心臟有一輛小型汽車大小,重量大約430公斤,和其他哺乳動物一樣,鯨的心臟有四個腔室,心臟負責向兩倍校車長度的鯨身體輸送血液,主動脈壁的厚度與一部iPhone 6 Plus手機長度相近,厚度至少有15厘米,這是一種非常厚的血管。
當藍鯨潛入深海時,它們的心率會降至每分鐘4次,該現像有助於它們延長潛水時間,甚至能緩解潛水減壓病。2021年,一項研究報告指出,藍鯨較低的心跳速率減少了進入受壓肺部通道的血液,減少氮攝入可能緩解潛水減壓病。
3、頭足綱生物
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。頭足綱生物身體兩側的兩個臂狀心臟將血液輸送至鰓部血管,使血液吸收氧氣,身體中心的系統心臟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,人類血液是紅色是因為血紅蛋白中的鐵元素,就像鐵鏽是紅色的一樣,人體血紅蛋白中的鐵元素發生氧合反應時也會呈現紅色,但在頭足類動物,含氧血液會變成藍色。
4、蟑螂
像其他昆蟲一樣,蟑螂擁有一個開放的身體循環系統,這意味著它的血液不會充滿血管。蟑螂的血液流經一個有12-13個腔室的單一結構。蟑螂的背竇位於身體頂部,背竇能將含氧血液輸送至心臟各個腔室,但是心臟並不能將含氧血液輸送至身體各處。
蟑螂和其他昆蟲通過通氣孔(身體表面開口結構)而不是哺乳動物的肺部進行呼吸,然後將氧氣傳輸至身體各處,因此蟑螂的血液並不需要將氧氣從某處輸送至其他部位。
相反,蟑螂體內是一種被稱為血淋巴(hemolymph)的血液物質,其含有營養成分,呈現白色或者黃色。蟑螂的心臟不能“獨”跳動,必須通過體腔內肌肉擴張和收縮,從而幫助心臟將血淋巴輸送至身體其他部位。通常無翼蟑螂的心臟比有翼蟑螂的心臟更小,蟑螂的心率與人類十分接近。
5、蚯蚓
蚯蚓沒有心臟,但它的食道周圍有5個假心臟(pseudohearts),這些假心臟不泵血,而是擠壓血管,促進血液在蚯蚓體內循環。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,或者雨後蚯蚓鑽出土壤接觸到潮濕的空氣,會溶解在皮膚粘液中,之後氧氣被吸入細胞和血液系統,並被泵送到身體各處。
蚯蚓的血液是紅色的,含有血紅蛋白,該蛋白質攜帶氧氣,但與人類不同的是,蚯蚓身體擁有一個開放的循環系統,它血液中的血紅蛋白僅處於漂浮狀態。
6、魚
科學家研究發現如果斑馬魚20%心肌受損,兩個月後就可以完全再生心肌。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,接受特殊藥物雞尾酒療法的青蛙甚至可以再生腿部,但斑馬魚的再生能力現已成為科學家研究心臟生長的主要模型。
然而,魚類擁有獨特的心臟,除了一個心房和一個心室,魚類還擁有兩個人類不具備的身體結構——靜脈竇(sinus venosus)和動脈球(bulbus arteriosus),靜脈竇是位於心房前的一個囊狀結構,動脈球是位於心室後的一個管狀結構。它和其他動物一樣,心臟帶動血液流經全身,缺氧的血液進入靜脈竇,然後流入心房,隨後心房會將血液泵入心室,魚的心室壁較厚,會將血液泵入球動脈,當血液流經魚鰓周圍的毛細血管時,球動脈會調節血液的壓力,最終氧氣在鰓中通過細胞膜交換進入血液。
但為什麼魚類需要動脈球來調節血壓呢?因為魚鰓很脆弱,而且是薄壁結構,如果血壓過高,魚鰓就會損傷,與心室肌肉性質相比,動脈球自身顯然是一個具有強彈性的腔室。(葉傾城)