
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(gè)假心臟,這些假心臟不泵血,而是擠壓血管,促進(jìn)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(gè)月后就可以完全再生心肌。
心臟是動(dòng)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(shí)心臟每分鐘跳動(dòng)60至80次,而土撥鼠冬眠時(shí)心臟每分鐘僅跳動(dòng)5次,蜂鳥飛行時(shí)心臟每分鐘的跳動(dòng)次數(shù)能達(dá)到1260次。人類的心臟重約0.3千克,而長(zhǎng)頸鹿的心臟重量能夠達(dá)到11千克,因?yàn)樾呐K必須足夠強(qiáng)大才能將血液泵入它長(zhǎng)長(zhǎng)的脖子。
可見,一個(gè)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(gè)生命,特別是在動(dòng)物界。以下說一說自然界奇特的6種心臟。
青蛙:有兩個(gè)心房、一個(gè)心室
哺乳動(dòng)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(gè)心房和一個(gè)心室。
對(duì)人類而言,四腔心臟將含氧血液和脫氧血液分別存儲(chǔ)在不同腔內(nèi),但在青蛙僅有3個(gè)腔的心臟中,有一個(gè)叫做“小梁”的凹槽,可以將一個(gè)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(jìn)化現(xiàn)象生存了下來。
依據(jù)1989年發(fā)表在《美國(guó)生理學(xué)雜志》上的一項(xiàng)研究報(bào)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(dāng)樹蛙冬眠時(shí),身體會(huì)凍結(jié),心臟完全停止跳動(dòng),但身體解凍后,心臟會(huì)重新恢復(fù)跳動(dòng)。
鯨:有一顆巨大的心臟
藍(lán)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(dòng)物一樣,鯨的心臟有四個(gè)腔室,負(fù)責(zé)向兩倍校車長(zhǎng)度的身體輸送血液。藍(lán)鯨主動(dòng)脈壁的厚度與手機(jī)長(zhǎng)度相近,至少有15厘米,這是一種非常厚的血管壁。
當(dāng)藍(lán)鯨潛入深海時(shí),它們的心率會(huì)降至每分鐘4次,這有助于它們延長(zhǎng)潛水時(shí)間,甚至能緩解潛水減壓病。
章魚、烏賊和墨魚:長(zhǎng)了3個(gè)心臟
頭足綱生物是長(zhǎng)著觸角的海洋生物,包括章魚、烏賊和墨魚等,它們都長(zhǎng)有3個(gè)心臟。
在頭足綱生物的身體兩側(cè),有兩個(gè)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(lán)色的,因?yàn)樗鼈兊难褐泻秀~元素。人類血液是紅色的,因?yàn)檠t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(shí),也會(huì)呈現(xiàn)出紅色。但在頭足綱生物中,含氧血液會(huì)變成藍(lán)色。
蟑螂:一顆心臟有13個(gè)腔
像其他昆蟲一樣,蟑螂擁有一個(gè)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(dòng)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(huì)通過背血管流經(jīng)一個(gè)有12至13個(gè)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(huì)被輸送進(jìn)它的各個(gè)腔室,但這顆心臟并不負(fù)責(zé)氧氣輸送。
這就要說到蟑螂和其他昆蟲的獨(dú)特呼吸方式——它們不像哺乳動(dòng)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(jìn)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(gè)假心臟
蚯蚓沒有心臟,但它的食道周圍有5個(gè)假心臟,這些假心臟不泵血,而是擠壓血管,促進(jìn)血液在蚯蚓體內(nèi)循環(huán)。
同時(shí),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(huì)溶解在蚯蚓皮膚的黏液中,其中的氧氣就會(huì)被吸入蚯蚓的細(xì)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(gè)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(dòng)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(zhǎng)的主要模型。
當(dāng)然,相比人類,像斑馬魚這種硬骨魚類擁有更加獨(dú)特的心臟結(jié)構(gòu)。除了一個(gè)心房和一個(gè)心室,還擁有兩個(gè)人類不具備的身體結(jié)構(gòu)——靜脈竇和動(dòng)脈球。
靜脈竇是位于心房前的一個(gè)囊狀結(jié)構(gòu),動(dòng)脈球是位于心室后的一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)。
魚和其他動(dòng)物一樣,心臟負(fù)責(zé)帶動(dòng)血液流經(jīng)全身,不同的是,缺氧的血液會(huì)進(jìn)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(huì)將血液泵入動(dòng)脈球,當(dāng)血液流經(jīng)魚鰓周圍的毛細(xì)血管時(shí),動(dòng)脈球會(huì)調(diào)節(jié)血壓,讓氧氣在鰓中順利地通過細(xì)胞膜交換進(jìn)入血液。
(《飛碟探索》)