Сердца стали культовыми символами Дня святого Валентина, но, когда дело доходит до сердец в реальном мире, один размер не подходит всем, особенно в животном мире. В состоянии покоя человеческое сердце бьется от 60 до 80 раз в минуту, но за это же время сердце зимующего сурка бьется всего пять раз, а сердце колибри достигает 1260 ударов в минуту во время полета. Человеческое сердце весит около 300 граммов, но сердце жирафа весит около 11 кг, поскольку орган должен быть достаточно мощным, чтобы качать кровь по длинной шее животного. Вот еще несколько существ со странными сердцами. (1, 2, 3)
1. Лягушки
Органы стеклянной лягушки видны снаружи. (Изображение предоставлено: Торстен Шперляйн / Getty Images)
У млекопитающих и птиц сердце четырехкамерное, а у лягушек сердце имеет всего три камеры, с двумя предсердиями и одним желудочком.
Сердце забирает из организма деоксигенированную кровь, направляет ее в легкие, чтобы получить кислород, и прокачивает ее по телу, чтобы насытить кислородом органы. У человека четырехкамерное сердце удерживает оксигенированную и деоксигенированную кровь в отдельных камерах. Но у лягушек обогащенную кислородом кровь от деоксигенированной крови в одном желудочке отделяют перегородки, называемые трабекулами.
По словам ученых, лягушки могут получать кислород не только из легких, но и из кожи. Сердце лягушки пользуется этой эволюционной причудой. Когда деоксигенированная кровь поступает в правое предсердие, она попадает в желудочек и выходит в легкие и кожу, чтобы насытиться кислородом.
Насыщенная кислородом кровь возвращается к сердцу через левое предсердие, затем в желудочек и выходит к основным органам.
Еще более странными являются сердца морозоустойчивых лягушек, в том числе лесной лягушки (Lithobates/Rana sylvatica), чье сердце полностью останавливается, когда лягушка замерзает во время зимней спячки, а затем снова начинает биться в течение одного часа после оттаивания. (4)
2. Киты
Эта модель в натуральную величину демонстрирует размеры сердца синего кита. (Изображение предоставлено © AMNH/D. Finnin)
Сердце синего кита – самое большое из всех ныне живущих животных. Оно размером с небольшой автомобиль и весит около 430 кг. Как и у других млекопитающих, сердце кита имеет четыре камеры.
Этот орган отвечает за снабжение кровью животного длиной 26 метров. Стены аорты, главной артерии, могут иметь толщину 15 сантиметров. Это очень толстостенный кровеносный сосуд!
Когда синие киты погружаются глубоко в океан, их сердечный ритм замедляется до четырех ударов в минуту, что помогает им увеличить время погружения и может даже смягчить декомпрессионную болезнь, известную как кессонная болезнь. Это связано с тем, что это более медленное сердцебиение снижает прохождение крови в легкие под давлением, а уменьшение поглощения азота в руках может облегчить кессонную болезнь. (5)
3. Головоногие
Порадуйтесь за три сердца кальмара Taonius borealis. (Изображение предоставлено: Майкл Веккьоне)
У головоногих, включая осьминогов, кальмаров и каракатиц, по три сердца.
Два плечевых сердца по обеим сторонам тела головоногих насыщают кровь кислородом, перекачивая ее через кровеносные сосуды жабр, а системное сердце в центре тела перекачивает обогащенную кислородом кровь из жабр через остальную часть организма.
Головоногие также буквально голубокровные, потому что в их крови есть медь. Кровь человека красная из-за железа в гемоглобине. Точно так же, как ржавчина красная, железо в нашем гемоглобине красное, когда оно насыщено кислородом. Но у головоногих насыщенная кислородом кровь становится голубой.
4. Тараканы
Сердце таракана бьется примерно с той же частотой, что и сердце человека. (Изображение предоставлено: Пол Староста / Getty Images)
Как и у других насекомых, у таракана открытая кровеносная система, то есть его кровь не заполняет кровеносные сосуды. Вместо этого кровь течет через единую структуру с 12–13 камерами.
Спинной синус, расположенный на верхней части таракана, помогает направлять насыщенную кислородом кровь в каждую камеру сердца. Но сердце не для того, чтобы перекачивать насыщенную кислородом кровь.
Тараканы и другие насекомые дышат через дыхальца (поверхностные отверстия) в телах, а не через легкие, поэтому крови не нужно переносить кислород из одного места в другое.
Вместо этого кровь, называемая гемолимфой, несет питательные вещества и имеет белый или желтый цвет, сказал он. Сердце тоже не бьется само по себе. Мышцы в полости расширяются и сокращаются, чтобы помочь сердцу отправить гемолимфу в остальные части тела.
По словам ученых, у бескрылых тараканов сердце часто меньше, чем у летающих. Сердце таракана бьется примерно с той же частотой, что и человеческое.
5. Дождевые черви
У дождевых червей пять псевдосердец. (Изображение предоставлено: Гейл Шотлендер / Getty Images)
Дождевой червь не имеет сердца. Вместо этого червь имеет пять псевдосердец, которые обвивают его пищевод. По словам ученых, эти псевдосердца не перекачивают кровь, а сжимают сосуды, помогая циркулировать крови по телу червя.
У него также нет легких, но он поглощает кислород через влажную кожу. Воздух, попавший в почву или над землей после дождя, когда черви могут оставаться влажными, растворяется в кожной слизи, и кислород втягивается в клетки и кровеносную систему, где он перекачивается по всему телу.
У дождевых червей красная кровь, содержащая гемоглобин, белок, переносящий кислород, но, в отличие от людей, у червей открытая кровеносная система. Таким образом, гемоглобин просто плавает среди остальных жидкостей.
6. Рыба
Рыбка данио может регенерировать свое сердце. (Изображение предоставлено: Mirko_Rosenau / Getty Images)
Если у рыбки данио повреждено сердце, она может просто вырастить его заново. Исследование, опубликованное в 2002 году в журнале Science, показало, что рыбки данио могут полностью регенерировать сердечную мышцу всего через два месяца после того, как 20% их сердечной мышцы повреждены. (6)
Люди могут регенерировать свою печень, земноводные и некоторые ящерицы могут регенерировать свои хвосты, а у лягушек, получавших специальный коктейль с лекарствами, даже отросли ноги в исследовании 2022 года, опубликованном в журнале Science Advances, но регенеративные способности рыбок данио делают их главной моделью для изучения роста сердца. (7)
Однако у рыб уникальное сердце. В дополнение к одному предсердию и одному желудочку у рыб также есть две структуры, которых нет у людей. «Венозный синус» представляет собой мешок, который расположен перед предсердием, а «артериальная луковица» представляет собой трубку, расположенную сразу за желудочком.
Как и у других животных, сердце гонит кровь по всему телу. По словам ученых, деоксигенированная кровь поступает в венозный синус и течет в предсердие. Затем предсердие перекачивает кровь в желудочек.
Желудочек имеет более толстые, мускулистые стенки и перекачивает кровь в артериальную луковицу. Артериальная луковица регулирует давление крови, протекающей через капилляры, окружающие жабры рыбы. По словам ученых, именно в жабрах происходит обмен кислорода через клеточные мембраны и в кровь.
Но зачем рыбе для регуляции артериального давления нужна артериальная луковица?
Потому что жабры нежные и тонкостенные – это знает любой рыбак – и могут быть повреждены при слишком высоком кровяном давлении. Сама артериальная луковица, по-видимому, представляет собой камеру с очень эластичными компонентами по сравнению с мышечной природой желудочка.
Научный писатель, профессиональный зоолог и педагог с более чем 10-летним опытом работы со студентами, учеными и государственными экспертами. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
