章鱼为什么会有三个心脏?

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51回答·373阅读
科技领航人

2020年03月01日·优质科学领域创作者

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。

  • 图注:章鱼是头足类动物。

为什么它们需要三颗心,而不是一颗单一心脏呢?

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。

  • 图注:章鱼身体结构。

头足类循环中的三个心脏具有不同的功能。有一个主心脏,就像我们人类的心脏一样,叫做全身心脏,将血液泵入全身。另外两个心脏是鳃心,位于每个鳃附近。所有这些结构都位于在头足类动物的头部后面一个肌肉结构中,这个结构还包含其他器官,如消化系统和生殖腺。

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。

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。

  • 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。

当蛋白质不与氧气结合时,它就会变成透明的!你不会看到这种透明的脱氧血,因为在水或空气中接触到氧气时,血液再次变蓝。

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。

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。

  • 图注:鲎也有蓝色血蓝蛋白,但只有一颗心脏。

节肢动物如著名的鲎和一些蝎子也有蓝色的血蓝蛋白。节肢动物血蓝蛋白在结构和蛋白质亚基上与软体动物血蓝蛋白不同。节肢动物可能没有进化出三个心脏,因为它们属于开放循环系统,它们不需要三个心脏。

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。

  • 图注:章鱼喜欢在海底悠闲爬行,而不喜欢剧烈游动。

当章鱼必须游得很快才能捕捉猎物时,它的全身心脏会在一段时间后疲劳并停止跳动,迫使章鱼停下来恢复。这就是为什么你可能看不到一只章鱼在海洋中积极地游来游去。为了保存能量,不让它们的心脏疲惫,它们更喜欢在海底匆匆爬行,不断悠闲地移动,并保持警惕观察。

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!

葛二蛋哈呵嘿

2018年02月09日

因为他是头足纲动物一样拥有两个经由腮中的微血管来输送血液的鳃心,一个经由身体的其他部分输送充氧血的单一系统 心脏 。即三个 心脏 。这样回答可以吗?是不是可以得5次收卡了!怎么评判呐!我是第一次回答!无论对不对!也就只能这样了!呵呵

Boy2903

2018年02月09日

章鱼是一种肉食性动物,它们往往以各种瓣腮类,甲壳类动物为食,这与其它动物不同,章鱼选择这些食物与它喜欢不喜欢没有任何关系,是因为稳定的结构肌红蛋白是章鱼在深海生存的必要条件,我们往往能够看到章鱼和龙虾拼个你死我活,就是为了争夺虾青素资源,虾青素是最强的抗氧化剂,是保证肌红蛋白稳定而不被氧化的必要条件。

除了奇特的食物系统,章鱼还是一个不折不扣的器皿爱好者,章鱼对各种器皿嗜好成痴,它们最大的渴望就是藏身于空心器皿之中,章鱼不仅仅喜欢钻瓶罐,凡是容器,它们都喜欢钻进去容身,往往那些满载陶罐的沉船就会为成千上万的章鱼提供栖身之所,如果将那些沉入海底的陶罐打捞上来,几乎每个陶罐中都有一只章鱼。鉴于章鱼喜欢钻器皿的嗜好,青岛的渔民们在捕捞章鱼的时候往往用瓦罐,瓶子等物进行捕捞,只要每天早上将各种形状的容器拴在长绳子上沉入海底,过一段时间提上来,里面就会有章鱼钻进去,可真是“无本万利”的好买卖。

除了这种奇怪的嗜好,章鱼也是地球上拥有最奇怪生物结构的动物,科学家指出,章鱼是具有“概念思维”的动物,使它们能够解决复杂的问题,同时,章鱼也是地球上曾经出现于现存动物中与人类相差最大的动物,章鱼发达的眼睛是唯一和人类相似的地方,它在其它方面是那么的特跌——章鱼有三个心脏,两个记忆系统(一个是大脑记忆系统,另一个记忆系统则直接与吸盘相连)章鱼大脑中有5亿个神经元,身上还一些非常敏感的化学的和触觉的感受器。这种独特的神经构造使其具有超过一般动物的思维能力。

走丢的阿梁

2018年02月09日

章鱼是具有“概念思维”的动物,使它们能够解决复杂的问题,同时,章鱼也是地球上曾经出现于现存动物中与人类相差最大的动物,章鱼发达的眼睛是唯一和人类相似的地方,它在其它方面是那么的特跌——章鱼有三个心脏,两个记忆系统(一个是大脑记忆系统,另一个记忆系统则直接与吸盘相连)章鱼大脑中有5亿个神经元,身上还一些非常敏感的化学的和触觉的感受器。这种独特的神经构造使其具有超过一般动物的思维能力。

指尖上的芳香

2018年02月20日

1. 50磅重的章鱼可以挤过直径只有2英寸的洞。如果他们的喙适合,他们可以通过。

他们大约90%的肌肉。

3.您可以通过从右侧看第三只手臂的尖端(从眼睛开始,顺时针方向),从女性中分辨出男性章鱼。男性在这个手臂上有一个特殊的提示,在最后几英寸处没有吸盘。即使在未成熟的章鱼中也可以看到这种特殊的技巧。配对时,男性将此特殊手臂插入女性的体腔中。被捕的男性会尽力保护这只手臂。

4.雌性章鱼可以等待几个月后交配以使卵子受精。

5.阿拉斯加的平均女性巨型太平洋章鱼可以产下9万只鸡蛋。

6.渔民喜欢砍掉章鱼胳膊的尖端,并将其用于大比目鱼诱饵,因为它甚至在被切断后仍会继续摆动。

7.八爪鱼经常失去对掠食者的手臂,但他们长大。

8.巨型太平洋章鱼是食人族。他们会快乐地杀死和吃小章鱼。

9.所有种类的章鱼都有毒液。巨型太平洋章鱼的毒液对人类没有危害,但澳大利亚的蓝圈章鱼被认为是毒性最强的海洋动物之一 - 它的毒液对人类是致命的。

10.章鱼实际上有类似于蛤蜊和蜗牛的贝壳。在章鱼的身体内有一对称为风格的小型尖头状结构,它们是一个退化的外壳 - 意味着它确实没有功能。

11.使用“章鱼”作为“章鱼”的复数是诱人的,但不要这样做。“Octopi”将是一个适当的拉丁复数,但“章鱼”这个词有希腊文,而不是拉丁文。正确的用法是使用“章鱼”一词来指一个物种的一个或几个个体; 只有在谈论多种物种时才使用复数“章鱼”。

12.章鱼有三颗心,九颗脑,还有蓝色的血。两只心脏将血液泵送到鳃,而另一只心脏则将血液循环到身体其他部位。神经系统包括中央大脑和控制运动的每个手臂基部的大神经节。他们的血液中含有富含铜的蛋白血蓝蛋白,血红蛋白在非常低的温度和低氧浓度下比氧化血红蛋白更有效。

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