تمتلك الأخطبوطات ثلاثة قلوب لأنها تنقل الأكسجين باستخدام الهيموسيانين ، وهو أقل كفاءة من الهيموجلوبين في نقل الأكسجين.
لدينا قلب واحد قوي يضخ الدم في جميع أنحاء الجسم. تمتلك معظم الثدييات والحيوانات الأخرى قلبًا واحدًا يقوم بتوزيع الأكسجين والمواد المغذية في جميع أنحاء الجسم. كل هذه القلوب الفردية قد لا تبدو أو تعمل بنفس الشكل ، لكنها تنجز المهمة.
الآن سنتكتب عن رأسيات الأرجل - الحبار والأخطبوط (وأيضًا نوتيلويدس ، لكننا سنأتي إليهم لاحقًا) الذين يعيشون في البحر. قديما كانوا يملكون قلباً واحداً ، ولكي يتكيف مع البيئه طور من نفسه ليصبح بثلاثه قلوب . تعمل قلوبهم الثلاثة معًا على ضخ الدم في جميع أنحاء أجسامهم المرنة والخالية من العظم لتزويدهم بالأكسجين.
لماذا يحتاجون إلى ثلاثة قلوب بينما كثيرون آخرين في مملكة الحيوان يمتلكون قلب واحد؟
* كيف تضخ الأخطبوطات دمائهم؟
تمتلك رأسيات الأرجل نظام دوره دمويه مغلق ، وهي الفئة الوحيدة في فصيلة الرخويات (بالإضافه إلي القواقع والمحار). ويعني نظام الدورة الدموية المغلق أن الدم يتدفق داخل الأوعية ، على عكس نظام الدورة الدموية المفتوح ، حيث يغمر الدم أو الدملمف جميع الأنسجة ، كما هو الحال في الحشرات والقريدس والرخويات الأخرى.
القلوب الثلاثة لهم وظائف مختلفة. هناك القلب الرئيسي ، مثل قلب الإنسان الواحد ، يسمى القلب الجهازي الذي يضخ الدم في جميع أنحاء الجسم. أما القلبان الآخران هما القلوب الخيشومية ، وتقع بالقرب من كل خيشوم. وتكون موجودة داخل الوشاح ، وهي بنية عضلية خلف رأس الأخطبوط . يحتوي الوشاح أيضًا على أعضاء أخرى ، مثل الجهاز الهضمي والغدد التناسلية.
حركة الدم الفعلية عبر القلوب الثلاثة ليست غريبة. يعود الدم غير المؤكسج إلى القلب الجهازي من بقية الجسم. يقوم القلب الجهازي بإعادة توجيه هذا الدم إلى القلوب الخيشومية. ثم ترسل القلوب الخيشومية الدم إلى الشعيرات الدموية في الخياشيم للحصول على الأكسجين. يتم إرسال هذا الدم المؤكسج مرة أخرى إلى القلب الجهازي ، وعند هذه النقطة يشق طريقه إلى بقية الجسم لتجديد أنسجته بالأكسجين. وهكذا ، فإن العملية تكرر نفسها.
تمتلك حيوانات أخرى نظامًا مشابهًا ، ولكن بدلاً من قلبين آخرين ، يتم إرسال الدم مباشرةً إلى الرئتين أو الخياشيم للحصول على الأكسجين. البشر لديهم الشريان الرئوي الناشئ من القلب ، والذي يأخذ الدم غير المؤكسج إلى الرئتين للحصول على الأكسجين. يعيد الوريد الرئوي الدم الغني بالأكسجين إلى القلب لتوزيعه.
قد يكون السبب وراء تفضيل الأخطبوط فكره القلوب الثلاثه ، بدلاً من الخياشيم ، له علاقة بدمائهم.
* دم الأخطبوط هو سبب قلوبه الثلاثة.
قد نطلق على الأخطبوط أنه من ذوات"الدم الأزرق" ، لأنه يمتلك "دماء زرقاء" . على عكس دمائنا ، التي تكون حمراء بسبب الهيموجلوبين الناقل للأكسجين الذي يحتوي على الحديد ، يستخدم الأخطبوط بروتينًا يحتوي على النحاس يسمى الهيموسيانين. عندما يرتبط الهيموسيانين بالأكسجين ، يعطي دمه اللون الأزرق.
عندما لا يرتبط البروتين بالأكسجين ، يتحول إلى شفاف! وبالتالي لن ترى هذا الدم الشفاف غير المؤكسج ، إلا عند ملامسته للأكسجين في الماء أو في الغلاف الجوي ، يتحول الدم إلى اللون الأزرق مرة أخرى.
الهيموسيانين ليس فعالاً في نقل الأكسجين مثل الهيموغلوبين. يرتبط نحاس الهيموسيانين بالأكسجين بشكل غير تعاوني ، بينما يرتبط حديد الهيموجلوبين بالأكسجين بشكل تعاوني.
علاوة على ذلك ، عندما يتأكسج الهيموجلوبين جزئيًا ، بسبب تغيرات التشكل في البروتين ، تزداد تقاربه للأكسجين بشكل أكبر.
ومع ذلك ، لا يكون الهيموجلوبين جيدًا في درجات الحرارة المنخفضة ، ولأن الأخطبوط يعيش في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة وضغط الأكسجين يكون منخفض ، كان للهيموسيانين اليد العليا والأفضليه.
الهيموسيانين ، على عكس الهيموجلوبين الموجود داخل خلايا الدم الحمراء ، هو مركب بروتيني عائم داخل دم رأسيات الأرجل ، مما يجعل دمهم أكثر لزوجة. قد يساعد عدم تواجد الدم داخل الخلية في قدرتها على نقل الأكسجين في درجات حرارة منخفضة.
للتعويض عن انخفاض كفاءة نقل الأكسجين وزيادة اللزوجة ، كانت رأسيات الأرجل بحاجة إلى تدوير الدم عند الضغط الأعلى. وكان الحل هو تطويرقلبها لثلاثة قلوب. على مر السنين ، ذهبت الأخطبوطات والحبار إلى الشواطئ الأكثر دفئًا ، مما جعل قلوبهم الثلاثة تضخ الدم عند الضغط الأعلى أمرًا مهمًا للغاية.
وليست كل المخلوقات التي لديها دم أزرق تحتاج إلى ثلاثة قلوب. إن رأسي الأرجل نوتيلوس ، الحيوان البحري الساحر ذو القشرة الحلزونية ، لديه قلب واحد فقط يضخ الدم ، على عكس الأخطبوط . ولكن ربما لا يحتاج إلى قلبين إضافيين بسبب حجمه الأصغر نسبيًا ونمط حياته المستقر للغاية.
المفصليات مثل سلطعون حدوة الحصان الشهير وبعض العقارب لديهم دم الهيموسيانين الأزرق. يختلف دم الهيموسيانين المفصلي عن الهيموسيانين الرخوي في التركيب والوحدات الفرعية البروتينية. وربما لم تكن مفصليات الأرجل قد طورت ثلاثة قلوب لأنها مع نظام الدورة الدموية المفتوح ، لم تكن بحاجة إلى ثلاثة قلوب.
* استنتاج.
حتى مع وجود هذه القلوب الثلاثة ، فإن الأخطبوطات لا يستطيعون السباحه كثيراً. في الواقع ، تفضل الأخطبوطات أسلوب حياة أكثر استرخاءً لأن قلبها الجهازي لا يمكنه أداء تمارين القلب المكثفة.
عندما يضطر الأخطبوط إلى السباحة بسرعة للقبض على فريسته ، فإن قلبه الجهازي سيتعب ويتوقف بعد فترة مما يجبر الأخطبوط على التوقف للتعافي. هذا هو السبب في أنك ربما لن ترى أخطبوطًا يتجول بنشاط في المحيط. للحفاظ على الطاقة وعدم إرهاق قلوبهم ، يفضلون الزحف في قاع المحيط والمراقبه ثم الإنقضاض، فهي حيله لتوفير الطاقه!
إرسال تعليق