Сколько сердец у осьминога?

Осьминоги знамениты своими восемью руками. Но сколько сердец у осьминога? Оказывается, у осьминога три сердца. То же самое относится и к их ближайшим родственникам, кальмарам и каракатицам.

Самое большое сердце осьминогов, системное сердце, расположено в середине тела моллюска. Он перекачивает насыщенную кислородом кровь по всему телу, но не к жабрам. Это самое большое и мускулистое из трех сердец. 

Два других сердца называются жаберными сердцами, каждое из которых прикреплено к одной из двух жабр осьминога. Работа каждого жаберного сердца состоит в том, чтобы перекачивать кровь через жабры, к которым оно прикреплено. Эти сердца относительно маленькие и не особенно сильные.

Зачем же осьминогу три сердца? Причина такая же, по которой людям и другим млекопитающим нужны четыре камеры в сердце — решение проблемы низкого кровяного давления. Животным необходимо достаточное кровяное давление, чтобы эффективно доставлять кровь по всему телу.

Жабры осьминога помогают всасывать жизненно важный кислород из воды, а жаберные сердца помогают перекачивать бедную кислородом кровь через жабры. Однако богатая кислородом кровь, которая выходит из жабр, выходит при низком давлении, что не очень хорошо для доставки крови в организм. Таким образом, у осьминогов после жабр есть еще одно сердце, чтобы снова сжимать кровь, чтобы ее можно было эффективно отправить в тело.

У людей аналогичная проблема. Правые две камеры сердца — правое предсердие и правый желудочек — перекачивают бедную кислородом кровь из вен в легкие. Когда богатая кислородом кровь покидает легкие, она выходит под низким давлением. Однако люди затем отправляют эту богатую кислородом кровь обратно в сердце, в частности, в две левые камеры: левое предсердие и левый желудочек. Эти камеры восстанавливают давление крови и направляют ее по артериям к остальным частям тела. 

Другими словами, осьминоги и люди решают одну и ту же проблему двумя совершенно разными способами: у осьминогов многосердие, а у людей многокамерное сердце.

Интересно, что в исследованит 1962 г. ученые предположили, что системное сердце гигантского тихоокеанского осьминога (Enteroctopus dofleini) может полностью останавливаться в течение длительных периодов времени, когда они отдыхают, когда им не так сильно требуется высокое кровяное давление. Вместо этого «жаберные сердца делают всю работу». Кроме того, сердца осьминогов останавливаются на несколько мгновений, когда они плавают, и никто точно не знает, почему.

Возможно, объяснение заключается в том, что плавание оказывает такое сильное давление на их сердца, что лучше просто остановить их на несколько мгновений во время плавания, чем пытаться качать, преодолевая это давление.

Кровеносная система осьминогов отличается от человеческой еще и тем, что их кровь имеет голубой цвет. Это связано с тем, что осьминоги и их родственники - головоногие используют белки на основе меди, называемые гемоцианинами, для переноса кислорода в свою кровь, вместо белка на основе железа, называемого гемоглобином, который делают люди.

Гемоцианины менее эффективны, чем гемоглобин, при связывании с кислородом при комнатной температуре. Тогда можно было бы наивно подумать, что это может быть причиной того, что осьминогу нужно три сердца. Однако гемоцианины переносят больше кислорода, чем гемоглобин, в среде с низким содержанием кислорода и при низких температурах, что делает их более полезными в море.

Кроме того, когда гемоцианин осьминога связывается с одной молекулой кислорода, это повышает вероятность его прилипания к другой. Это свойство, называемое кооперативностью, делает его перенос кислорода намного лучше, чем у большинства гемоцианинов. В целом, в море гемоцианин осьминога является, по крайней мере, сопоставимым, если не лучшим транспортным пигментом кислорода, чем гемоглобин.