我们有一颗强大的心脏 , 它能将血液泵入全身 。大多数其他哺乳动物和动物都有一个心脏 , 它能在全身循环氧气和营养物质 。
现在我们来看看生活在海洋中的头足类鱿鱼、章鱼和乌贼 。它们非常奇特 , 不想一般的动物只有一颗心脏 , 它们有三颗心脏 。它们的三颗心脏一起为它们灵活的、几乎没有骨头的身体输送血液以供氧 。
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- 图注:章鱼是头足类动物 。
章鱼如何循环血液
头足类动物有一个封闭的循环系统 , 是软体动物门中唯一 一个这样做的种类(这是蜗牛和蛤蜊所属的同一门) 。一个封闭的循环系统意味着它们的血液在血管内流动 , 不像开放的循环系统 , 所有的血液或血淋巴都沐浴在所有的组织中 , 例如在昆虫、对虾和其他软体动物身上 。
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- 图注:章鱼身体结构 。
【章鱼为什么会有三个心脏,章鱼为什么会有四个心脏】血液在三颗心脏中的实际运动并不是那么不寻常 。脱氧血液从身体的其他部位返回到全身心脏 。全身性心脏将血液输送到鳃心 。然后 , 鳃心将血液输送到鳃中的毛细血管以获得氧气 。这种含氧血液被送回全身心脏 , 在这个时候 , 它会进入身体的其他部位 , 为组织补充氧气 。因此 , 这个过程会不断重复 。
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其他动物也有类似的系统 , 但血液不是再输送两个心脏 , 而是直接输送到肺或鳃中获取氧气 。人类的肺动脉起源于心脏 , 它将脱氧血液输送到肺中以获得氧气 。肺静脉将富含氧气的血液带回心脏进行分配 。
头足类动物选择三心路径而不是直接路径的原因可能与它们的血液有关 。
真正的“蓝血”
我们称人类皇室成员为“蓝血动物” , 但真正的“蓝血动物”是头足类 。与我们的血液不同 , 我们的血液是红色的 , 因为我们的含铁氧转运体血红蛋白 , 头足类动物使用一种含铜的蛋白质叫做血蓝蛋白 。当血蓝蛋白与氧气结合时 , 使它们的血液呈蓝色 。
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- 图注:血蓝蛋白是头足类动物的氧气转运蛋白 。被氧化时为蓝色 , 在脱氧状态下为无色 。
血蓝蛋白在运送氧气方面不如血红蛋白有效 。血蓝蛋白的铜与氧非协同结合 , 而血红蛋白的铁与氧协同结合 。
此外 , 当血红蛋白部分氧化时 , 由于蛋白质的构象变化 , 其对氧的亲和力进一步增加 。
然而 , 血红蛋白在低温下环境中输氧能力并不高 , 因为更多的早期头足类动物居住在这里 。在这些低温、低氧的环境中 , 血蓝蛋白占据了上风 。
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血红蛋白与红血球中的血红蛋白不同 , 是头足类血中一种自由浮动的蛋白质复合物 , 使血液更粘稠 。不在细胞内可能有助于它在低温下进行氧气输送 。
为了补偿氧气传输效率降低和粘度增加 , 头足类动物需要在更高的压力下循环血液 。解决办法是培育三颗心脏 。多年来 , 章鱼和鱿鱼上升到温暖的海岸 , 使它们的三颗心脏以更高的压力泵血非常重要 。
尽管如此 , 并不是所有有蓝色血液的生物都需要三颗心 。头足类鹦鹉螺是一种令人着迷的螺旋壳海洋动物 , 它只有一颗能泵血的心脏 , 不像它的三心亲戚 。它可能不需要两个额外的心脏 , 因为它们相对较小的尺寸和不好动的生活方式 。
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- 图注:鲎也有蓝色血蓝蛋白 , 但只有一颗心脏 。
结论
即使有了这三颗心 , 章鱼和鱿鱼也不能无忧无虑地四处游荡 。事实上 , 章鱼更喜欢悠闲的生活方式 , 因为它们的全身心脏不能进行剧烈的有氧运动 。
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- 图注:章鱼喜欢在海底悠闲爬行 , 而不喜欢剧烈游动 。
已故的头足类研究者、爱好者和老师马丁·威尔斯博士曾经说过 , 章鱼是外星人 。好吧 , 有三颗心 , 蓝色的血 , 和那些奇怪的有感觉的眼睛 , 它们很另类 , 也许它们就是外星人!
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