Зачем осьминогу три сердца

У осьминога три сердца выполняют разные части одной задачи — обеспечивают движение крови через жабры и ткани тела. Два жаберных сердца направляют кровь к органам дыхания. Третье, системное сердце, продвигает уже насыщенную кислородом кровь по телу. Это связанная система с разделением работы, а не три одинаковых насоса, каждый из которых обслуживает всё животное отдельно.

Сначала через жабры, затем к тканям

Кровь, возвращающаяся от тканей, содержит меньше кислорода. Жаберные сердца помогают провести её через жабры, где происходит поступление кислорода из окружающей воды. После этого системное сердце поддерживает движение крови к частям тела, которым кислород нужен для работы.

Такое расположение помогает понять название каждого сердца. «Жаберное» указывает на участок пути, связанный с жабрами. «Системное» относится к дальнейшей доставке по организму. Когда говорят только о количестве сердец, различие их задач теряется: читатель может ошибочно представить три независимых круга, никак не связанных между собой.

Обыкновенный осьминог имеет замкнутую кровеносную систему. Поэтому наружный поток воды и движение крови внутри тела — разные процессы. Наблюдая, как животное выпускает воду или перемещается, нельзя непосредственно увидеть, сколько крови прошло через определённое сердце. Для этого исследователи применяли специальные измерения.

Почему кровь называют голубой

В переносе кислорода участвует гемоцианин — белок, содержащий медь. С ним связана голубая окраска насыщенной кислородом крови головоногих. Но цвет и число сердец описывают разные особенности: белок связывает кислород, а сокращения сердец обеспечивают перемещение крови.

Поэтому выражение «три сердца из-за голубой крови» слишком сильно сокращает объяснение. Для понимания нужно назвать и переносчик кислорода, и путь через жабры, и дальнейшую доставку к тканям. Один яркий внешний признак не заменяет устройство всей системы и не позволяет оценить эффективность её работы у отдельного животного.

При нагрузке важна не только частота ударов

В физиологическом исследовании у свободно движущихся обыкновенных осьминогов регистрировали частоту сердцебиения и давление крови. Повышенная потребность в кислороде при активности обеспечивалась главным образом увеличением объёма, который сердце выбрасывает за сокращение. Частота при этом менялась сравнительно мало.

Такой объём называют ударным. Представьте два насоса с одинаковым количеством рабочих циклов, но разным количеством жидкости за цикл: общий поток будет различаться. Это пояснение термина, а не точная модель живого сердца. Подсчёт ударов сам по себе не сообщает всего о кровоснабжении.

В той же работе сердечные показатели зависели от температуры и содержания кислорода в воде. Поэтому опубликованные значения для определённых животных и условий нельзя превращать в универсальную норму каждого осьминога. Они также не предназначены для самостоятельной проверки путём ухудшения качества воды или изменения температуры ради наблюдения реакции.

Как поддерживается согласованная работа

Отдельная экспериментальная работа исследовала нервное управление сердцебиением. После прерывания некоторых нервных связей сердца могли продолжать сокращаться. При вмешательстве в сердечные нервные узлы согласованность и сила работы менялись. Полученные данные указывали на важную роль местных механизмов задания ритма, связанных с жаберными сердцами и их нервными узлами.

Этот результат не означает, что нервная система вообще не участвует в кровообращении. В исследовании обсуждалось её влияние на изменения работы при нагрузке и на связь с движениями мантии. Возможность сохранять ритм и возможность перестраивать кровоснабжение — разные задачи.

Три сердца следует понимать через последовательность движения крови и управление этой последовательностью. Жабры обеспечивают получение кислорода, белок переносит его, а сердца поддерживают поток на разных участках пути. Именно совместная работа этих частей объясняет устройство осьминога. Чтобы оценивать кровообращение, важно различать число органов, характер сокращений и условия, при которых исследовали их работу.