У осьминога действительно три сердца — и это не преувеличение и не легенда для детских энциклопедий. Два перекачивают кровь через жабры, третье разгоняет её по всему телу, а сама кровь при этом не красная, а голубая. У этой странной на первый взгляд анатомии есть чёткое физиологическое объяснение — и, что особенно интересно, одно из трёх сердец осьминога временно останавливается, когда он плывёт. Разберёмся, как устроена система кровообращения осьминога и почему природа выбрала для него именно такую схему.
Сколько сердец у осьминога и зачем ему три
Два маленьких сердца, которые называют жаберными, перекачивают бедную кислородом кровь через жабры, где она насыщается кислородом. Дальше в дело вступает третье, главное — системное сердце, которое разгоняет уже обогащённую кислородом кровь по остальному телу: мышцам, органам и мозгу. Такое разделение труда характерно не только для осьминога, а вообще для всех головоногих моллюсков — кальмаров и каракатиц тоже устроены по этой же трёхсердечной схеме.
Почему одно из сердец «выключается» во время плавания
Самая неожиданная деталь этой системы — то, что системное сердце осьминога временно перестаёт биться, когда он плывёт с помощью реактивного движения. Ещё в 1987 году исследование М. Дж. Уэллса с коллегами, опубликованное в журнале Journal of Experimental Biology, экспериментально зафиксировало у обыкновенного осьминога (Octopus vulgaris) полную остановку системного сердца в момент резкого сокращения мантии, которое выталкивает воду через сифон и толкает животное вперёд. Сильное сокращение мышц мантии физически пережимает сосуды, ведущие к сердцу, и кровоток временно прекращается. Именно поэтому осьминоги предпочитают ползать по дну, а не плавать на длинные дистанции: заплыв в буквальном смысле выматывает их систему кровообращения сильнее, чем ходьба по грунту на восьми щупальцах.
Почему кровь у осьминога голубая
Цвет крови определяет не форма сосудов, а белок, который переносит кислород. У позвоночных животных, включая человека, это гемоглобин — молекула на основе железа, которая и придаёт крови красный цвет. У осьминогов вместо гемоглобина работает гемоцианин — родственный по функции белок, но построенный на основе меди. Насыщаясь кислородом, атомы меди в его составе дают кровь голубого, а не красного оттенка. У гемоцианина есть и обратная сторона: он заметно хуже гемоглобина переносит кислород, особенно в тёплой и бедной кислородом воде, — отчасти именно поэтому осьминогам и потребовалась целая система из трёх сердец, чтобы компенсировать эту меньшую эффективность.
Правда ли, что у осьминога девять мозгов
Строго говоря, анатомически у осьминога один центральный мозг — но учёные Окинавского института науки и технологий и Университета Вашингтона показали, что его нервная система устроена настолько необычно, что фраза «девять мозгов» стала распространённой научно-популярной метафорой не на пустом месте. У осьминога около 500 миллионов нейронов — примерно столько же, сколько у собаки, — но больше двух третей из них, порядка 350 миллионов, расположены не в голове, а в щупальцах и теле. В каждом щупальце есть собственное скопление нейронов, способное частично обрабатывать сенсорную информацию и управлять движением самостоятельно, без постоянного участия центрального мозга, — именно это и стоит за метафорой «один мозг в голове и по одному в каждом из восьми щупалец».
- Три сердца — не только у осьминога
Такая же схема кровообращения из двух жаберных и одного системного сердца характерна для всех головоногих моллюсков — кальмаров и каракатиц, а не только для осьминогов.
- Щупальце может действовать даже отдельно от тела
Благодаря собственному скоплению нейронов отделённое щупальце осьминога некоторое время способно реагировать на раздражители и совершать скоординированные движения независимо от центрального мозга.
- Голубая кровь помогает выживать в холодной воде
Гемоцианин лучше переносит кислород именно в холодной воде — это одна из причин, почему осьминоги хорошо приспособлены к жизни в прохладных и глубоководных морских районах.
Главное о сердцах и крови осьминога
У осьминога действительно три сердца — два жаберных перекачивают кровь через жабры, а системное разгоняет её по телу, — и кровь у него голубая из-за медьсодержащего белка гемоцианина вместо привычного человеку железосодержащего гемоглобина. При реактивном плавании системное сердце временно останавливается — это экспериментально подтверждено ещё в 1987 году, — поэтому осьминоги предпочитают ползать, а не плавать на длинные дистанции. А широко известная метафора про «девять мозгов» отражает вполне реальную особенность: две трети из примерно 500 миллионов нейронов осьминога находятся не в голове, а распределены по его щупальцам.
Источники: M. J. Wells et al., Journal of Experimental Biology (1987) — исследование остановки системного сердца Octopus vulgaris при реактивном плавании; исследования нервной системы осьминогов Университета Вашингтона (лаборатория Дэвида Гире) и Окинавского института науки и технологий (OIST, д-р Гутник); сравнительная физиология кровообращения головоногих моллюсков.
