ปลาหมึกไม่เพียงโดดเด่นด้วยหนวดนุ่มๆ แปดเส้นและความสามารถในการพรางตัวที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังสร้างความประหลาดใจให้กับ นักวิทยาศาสตร์ ด้วยระบบไหลเวียนโลหิตที่ซับซ้อนอีกด้วย โดยมีหัวใจสามดวงทำงานพร้อมกันและเลือดสีน้ำเงินที่อุดมไปด้วยทองแดง
เป็นการปรับตัวที่น่าอัศจรรย์กับมหาสมุทรที่เย็นและขาดออกซิเจน
3 หัวใจ: ทางออกในการเอาชีวิตรอดในมหาสมุทรลึก
แม้ว่าสัตว์ส่วนใหญ่จะมีหัวใจเพียงดวงเดียว แต่ปลาหมึกยักษ์กลับมีถึงสามดวง เคิร์ต ออนแธนก์ นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยวอลลา วอลลา (สหรัฐอเมริกา) ระบุว่า หัวใจทั้งสามดวงนี้แบ่งออกเป็นสองกลุ่มที่มีหน้าที่แตกต่างกัน
ปลาหมึกมีโครงสร้างลำตัวที่พิเศษ (ภาพ: Getty)
หัวใจที่ใหญ่ที่สุด เรียกว่า หัวใจระบบ ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดที่มีออกซิเจนไปทั่วร่างกาย
หัวใจเหงือกขนาดเล็กสองดวงเชื่อมต่อโดยตรงกับเหงือกแต่ละข้าง ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดที่ขาดออกซิเจนผ่านระบบทางเดินหายใจเพื่อแลกเปลี่ยนก๊าซ การแยกหน้าที่นี้ช่วยให้ปลาหมึกสามารถปรับการไหลเวียนโลหิตให้เหมาะสมที่สุดภายใต้สภาวะความกดอากาศต่ำและอุณหภูมิต่ำที่พื้นทะเล
“หัวใจทั้งสามดวงนี้ทำหน้าที่เช่นเดียวกับหัวใจสี่ห้องในมนุษย์ พวกมันสร้างแรงดันแยกกันเพื่อให้เลือดไหลเวียนไปยังอวัยวะสำคัญได้อย่างมีประสิทธิภาพ” Onthank อธิบายใน Live Science
การศึกษาวิจัยหมึกยักษ์ แปซิฟิก ( Enteroctopus dofleini ) ในปีพ.ศ. 2505 เผยให้เห็นปรากฏการณ์แปลกประหลาดอีกอย่างหนึ่ง นั่นก็คือ หัวใจของหมึกยักษ์จะหยุดเต้นชั่วคราวเมื่อกำลังพักผ่อนหรือว่ายน้ำ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขณะเคลื่อนที่โดยการขับน้ำออกจากร่างกาย ซึ่งคล้ายกับกลไกการอัดอากาศในลูกโป่ง แรงดันสูงจะทำให้ระบบไหลเวียนโลหิตหยุดทำงานชั่วคราวเพื่อป้องกันหัวใจไม่ให้เสียหาย ดังนั้น หมึกยักษ์จึงมักคลานมากกว่าว่ายน้ำ
เลือดสีน้ำเงิน: สีปรับตัวพิเศษ
นอกจากระบบหัวใจและหลอดเลือดจะมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวแล้ว เลือดของปลาหมึกยักษ์ยังมีสีฟ้าที่โดดเด่น ซึ่งแตกต่างจากเลือดสีแดงของมนุษย์อย่างสิ้นเชิง สาเหตุมาจากฮีโมไซยานิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีทองแดง แทนที่จะเป็นฮีโมโกลบินที่มีธาตุเหล็กเหมือนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ตามการวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Frontiers in Zoology พบว่าฮีโมไซยานินทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำและอุณหภูมิต่ำ ซึ่งเหมาะสมกับแหล่งที่อยู่อาศัยใต้ท้องทะเลลึก
ไม่เพียงเท่านั้น โมเลกุลนี้ยังมีความร่วมมือสูงอีกด้วย เมื่อโมเลกุลฮีโมไซยานินจับกับโมเลกุลออกซิเจน ความสามารถในการจับกับโมเลกุลออกซิเจนอื่นๆ จะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการลำเลียงก๊าซ
“โดยสรุปแล้ว ในสภาวะใต้ท้องทะเลลึก ฮีโมไซยานินไม่ด้อยไปกว่าฮีโมโกลบินเลย และยังเหนือกว่าในแง่ของการอยู่รอดอีกด้วย” ออนแธนก์กล่าว
อย่างไรก็ตาม กลไกนี้ยังทำให้ปลาหมึกปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมบนบกได้ยาก ฮีโมไซยานินเสียเสถียรภาพได้ง่ายจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความเข้มข้นของออกซิเจน ซึ่งจำกัดความสามารถในการปรับตัวในมหาสมุทร
บทเรียนสำหรับปัญญาประดิษฐ์และการแพทย์
หมึกยักษ์เป็นหัวข้อที่นักวิจัยให้ความสนใจมานานแล้ว พวกมันไม่เพียงแต่มีหัวใจสามดวง เลือดสีน้ำเงิน และหนวดอิสระแปดเส้นเท่านั้น แต่สมองของพวกมันยังพัฒนาอย่างน่าทึ่ง โดยมีเซลล์ประสาทสองในสามอยู่ภายในหนวด ทำให้พวกมันสามารถตัดสินใจเกี่ยวกับแขนขาแต่ละข้างได้โดยไม่ต้องอาศัยสมองส่วนกลางเพื่อควบคุม
นิตยสาร Nature เคยเรียกปลาหมึกว่าเป็น "เอเลี่ยนแห่งท้องทะเล" ไม่เพียงเพราะรูปร่างที่แปลกประหลาดเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะโครงสร้างทางชีววิทยาของมันแทบจะไม่มีอะไรที่เหมือนกับสัตว์มีกระดูกสันหลังเลยด้วยซ้ำ
โครงสร้างการไหลเวียนโลหิตแบบสามหัวใจของปลาหมึกเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการวิจัยมากมายในสาขาการแพทย์และวิศวกรรมชีวภาพ
ตาม วารสาร Biomechanics and Modeling in Mechanobiology กลไกการแบ่งการไหลเวียนของเลือดออกเป็นหลายแขนงและการใช้ "ปั๊ม" แยกกันเพื่อเพิ่มแรงดันถือเป็นแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการออกแบบหัวใจเทียมหรือระบบสูบฉีดเลือดทางชีวภาพในหุ่นยนต์
ไม่เพียงเท่านั้น คุณสมบัติของฮีโมไซยานินยังได้รับการพิจารณาจากนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นข้อเสนอแนะสำหรับการพัฒนาตัวพาออกซิเจนเทียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผ่าตัดหัวใจ หรือในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจน เช่น อวกาศ
ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/3-trai-tim-va-mau-xanh-bi-quyet-sinh-ton-ky-la-cua-bach-tuoc-20250903071654265.htm
การแสดงความคิดเห็น (0)