Осьминог не только выделяется своими восемью мягкими щупальцами и великолепной способностью маскироваться, но и поражает ученых своей сложной кровеносной системой: тремя сердцами, работающими одновременно, и голубой кровью, богатой медью.
Это чудесная адаптация к холодным океанам с низким содержанием кислорода.
3 Hearts: решения для выживания в глубинах океана
В то время как у большинства животных только одно сердце, у осьминога их три. По словам биолога Кирта Онтханка из Университета Уолла-Уолла (США), эти три сердца разделены на две группы с разными задачами.
У осьминогов особое строение тела (Фото: Getty).
Самое большое сердце, называемое системным сердцем, отвечает за перекачку богатой кислородом крови по всему организму.
Два небольших жаберных сердца, непосредственно соединённых с каждой жаброй, отвечают за перекачку бедной кислородом крови через дыхательную систему для газообмена. Такое разделение функций позволяет осьминогу оптимизировать кровообращение в условиях низкого давления и низкой температуры на морском дне.
«Эти три сердца выполняют ту же функцию, что и четырёхкамерное сердце у человека. Они создают разное давление, обеспечивая эффективную циркуляцию крови к жизненно важным органам», — пояснил Онтханк в программе Live Science .
Исследование, проведенное в 1962 году на гигантском тихоокеанском осьминоге ( Enteroctopus dofleini ), выявило еще одно странное явление: сердце осьминога может временно перестать биться во время отдыха или плавания.
В частности, при движении, выталкивая воду из тела (подобно механизму накачивания воздуха в воздушный шар), высокое давление заставляет кровеносную систему временно останавливаться, чтобы защитить сердце от повреждений. Поэтому осьминоги чаще ползают, чем плавают.
Голубая кровь: особый адаптивный цвет
Кровь осьминога уникальна не только своей сердечно-сосудистой системой, но и имеет характерный синий цвет, который совершенно отличается от красной крови человека. Причиной этого является гемоцианин – белок, содержащий медь, а не железо, как у млекопитающих.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Frontiers in Zoology , гемоцианин функционирует более эффективно в средах с низким содержанием кислорода и низкой температурой, которые подходят для глубоководных местообитаний.
Более того, эта молекула также обладает высокой кооперативностью. Присоединение молекулы гемоцианина к молекуле кислорода увеличивает её способность присоединять другие молекулы кислорода, что повышает эффективность газопереноса.
«Короче говоря, в глубоководных условиях гемоцианин не уступает гемоглобину, а в плане выживаемости даже превосходит его», — сказал Онтханк.
Однако этот механизм также затрудняет адаптацию осьминогов к наземной среде. Гемоцианин легко дестабилизируется при изменении температуры и концентрации кислорода, что ограничивает его способность адаптироваться в океане.
Уроки искусственного интеллекта и медицины
Осьминоги давно привлекают внимание исследователей. У них не только три сердца, голубая кровь и восемь независимых щупалец, но и невероятно развитый мозг: две трети нейронов расположены в щупальцах, что позволяет им принимать решения относительно каждой конечности без необходимости управления центральным мозгом.
Журнал Nature однажды назвал осьминога «пришельцем океана» не только из-за его необычной формы, но и потому, что его биологическая структура не имеет почти ничего общего с позвоночными.
Тройное сердце осьминога послужило источником вдохновения для множества исследований в области медицины и биоинженерии.
По данным журнала «Биомеханика и моделирование в механобиологии», механизм разделения кровотока на несколько ветвей и использования отдельных «насосов» для повышения давления является оптимальной моделью для проектирования искусственных сердец или биологических насосных систем в роботах.
Более того, свойства гемоцианина также рассматриваются учеными как перспективные для разработки искусственных переносчиков кислорода, особенно при операциях на сердце или в условиях дефицита кислорода, например, в космосе.
Источник: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/3-trai-tim-va-mau-xanh-bi-quyet-sinh-ton-ky-la-cua-bach-tuoc-20250903071654265.htm
Комментарий (0)