Herzen sind zu ikonischen Symbolen des Valentinstags geworden, aber wenn es um Herzen in der realen Welt geht, passt eine Größe nicht für alle – besonders im Tierreich. In Ruhe, das menschliche Herz schlägt zwischen 60 und 80 Mal pro Minute, aber in derselben Zeit schlägt das Herz eines Murmeltiers im Winterschlaf nur fünf Mal und das Herz eines Kolibris erreicht 1.260 Schläge pro Minute beim Motorflug. Das menschliche Herz wiegt ungefähr 0,6 Pfund (0,3 Kilogramm), aber das einer Giraffe wiegt ungefähr 25 Pfund (11 kg), da das Organ stark genug sein muss, um Blut durch den langen Hals des Tieres zu pumpen. Hier sind einige andere Kreaturen mit seltsamen Herzen.
1. Frösche
Säugetiere und Vögel haben vierkammerige Herzen, aber Frösche haben nur drei, mit zwei Vorhöfen und einem Ventrikel, sagte Daniel Mulcahy, ein Forschungsmitarbeiter der Wirbeltierzoologie, der sich auf Amphibien und Reptilien an der Smithsonian Institution, Museum of Natural History in Washington, D.C., spezialisiert hat.
Im Allgemeinen entnimmt das Herz dem Körper sauerstoffarmes Blut und leitet es an die Lunge weiter um Sauerstoff zu bekommen und pumpt es durch den Körper, um die Organe mit Sauerstoff zu versorgen, sagte er. Beim Menschen hält das Vierkammerherz sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Blut in getrennten Kammern. Aber bei Fröschen halten Rillen, Trabekel genannt, das sauerstoffreiche Blut von dem sauerstoffarmen Blut in seinem einen Ventrikel getrennt.
Frösche können Sauerstoff nicht nur aus ihrer Lunge, sondern auch aus ihrer Haut beziehen , sagte Mulcahy. Das Herz des Frosches nutzt diese Evolution Marotte. Wenn sauerstoffarmes Blut in den rechten Vorhof gelangt, gelangt es in die Herzkammer und aus den Lungen und der Haut, um Sauerstoff zu erhalten.
Das mit Sauerstoff angereicherte Blut kommt durch den linken Vorhof zurück zum Herzen, dann in die Herzkammer und hinaus zu den Hauptorganen, sagte Mulcahy.
Noch seltsamer sind die Herzen von frosttoleranten Fröschen, darunter der Waldfrosch (Lithobates /Rana sylvaticus ), dessen Herz laut einer Studie aus dem Jahr 1989 im American Journal of Physiology vollständig stoppt, wenn der Frosch im Winterschlaf einfriert, und innerhalb einer Stunde nach dem Auftauen wieder zu schlagen beginnt .
2. Wale
Der Blauwal Herz ist das größte aller heute lebenden Tiere. "Es hat die Größe eines Kleinwagens und wiegt etwa 430 kg", sagte James Mead, emeritierter Kurator für Meeressäuger in der Abteilung für Wirbeltierzoologie am National Museum of Natural History der Smithsonian Institution . Wie andere Säugetiere hat das Herz des Wals vier Kammern.
Das Organ ist dafür verantwortlich, ein Tier mit einer Länge von zwei Schulbussen mit Blut zu versorgen, sagte Nikki Vollmer, Assistenzwissenschaftlerin des Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies, die mit der NOAA Fisheries' Southeast zusammenarbeitet. „Die Wände der Aorta, der Hauptschlagader, können so dick sein wie ein iPhone 6 Plus lang ist“, oder über 6 Zoll (15 Zentimeter), sagte Vollmer gegenüber WordsSideKick.com. "Das ist ein dickwandiges Blutgefäß!"
Wenn Blauwale tief in den Ozean tauchen, verlangsamt sich ihre Herzfrequenz auf vier Schläge pro Minute, was ihnen hilft, ihre Tauchzeit zu verlängern und sogar die Dekompressionskrankheit, die als Bends bekannt ist, zu lindern. Das liegt daran, dass dieser niedrigere Herzschlag den Blutfluss in die unter Druck stehende Lunge und die in der Hand liegende Reduzierung von Stickstoff verringert Aufnahme kann die Kurven lindern, eine Studie aus dem Jahr 2021 in der Zeitschrift Comparative Biochemistry and Physiology Part A:Molecular &Integrative Physiology gemeldet.
3. Kopffüßer
An Kopffüßern ist nichts halbherzig. Diese tentakulären und bewaffneten Meereslebewesen, darunter der Oktopus , Tintenfisch und Tintenfisch, haben jeweils drei Herzen.
Zwei Brachialherzen auf beiden Seiten des Körpers des Kopffüßers reichern das Blut mit Sauerstoff an, indem sie es durch die Blutgefäße der Kiemen pumpen, und das systemische Herz in der Mitte des Körpers pumpt sauerstoffreiches Blut aus den Kiemen durch den Rest des Organismus, sagte Michael Vecchione. Zoologe für Wirbellose am Smithsonian's National Museum of Natural History.
Kopffüßer sind auch buchstäblich blaublütig, weil sie Kupfer haben in ihrem Blut. Menschliches Blut ist wegen des Eisens rot im Hämoglobin. „So wie Rost rot ist, ist das Eisen in unserem Hämoglobin rot, wenn es mit Sauerstoff angereichert ist“, sagte Vecchione. Aber bei Kopffüßern wird sauerstoffreiches Blut blau.
4. Kakerlaken
Wie andere Insekten hat die Kakerlake ein offenes Kreislaufsystem, was bedeutet, dass ihr Blut keine Blutgefäße füllt. Stattdessen fließt das Blut durch eine einzige Struktur mit 12 bis 13 Kammern, sagte Don Moore III, ein leitender Wissenschaftler am Smithsonian National Zoo in Washington, D.C.
Die Rückenhöhle, die sich oben auf der Kakerlake befindet, hilft dabei, sauerstoffreiches Blut in jede Herzkammer zu leiten. Aber das Herz ist nicht dazu da, sich um sauerstoffreiches Blut zu bewegen, sagte Moore.
„Kakerlaken und andere Insekten atmen durch Stigmen [Oberflächenöffnungen] in den Körpern statt durch Lungen, sodass das Blut keinen Sauerstoff von einem Ort zum anderen transportieren muss“, sagte Moore.
Stattdessen trägt das Blut, Hämolymphe genannt, Nährstoffe und ist weiß oder gelb, sagte er. Das Herz schlägt auch nicht von alleine. Muskeln in der Höhle dehnen sich aus und ziehen sich zusammen, um dem Herzen zu helfen, Hämolymphe an den Rest des Körpers zu senden.
Das Herz ist bei flügellosen Kakerlaken oft kleiner als bei fliegenden, sagte Moore. Das Herz der Kakerlake schlägt ungefähr so schnell wie das menschliche Herz, fügte er hinzu.
5. Regenwürmer
Der Regenwurm kann keinen Mut fassen, weil er keinen hat. Stattdessen hat der Wurm fünf Pseudoherzen, die sich um seine Speiseröhre wickeln . Diese Pseudoherzen pumpen kein Blut, sondern drücken Gefäße zusammen, um das Blut durch den Körper des Wurms zirkulieren zu lassen, sagte Moore.
Er hat auch keine Lungen, sondern nimmt Sauerstoff durch seine feuchte Haut auf. „Luft, die im Boden eingeschlossen ist, oder oberirdisch nach einem Regen, wenn Würmer feucht bleiben können, löst sich im Hautschleim und der Sauerstoff wird in die Zellen und das Blut gezogen System, wo es um den Körper gepumpt wird", sagte Moore.
Regenwürmer haben rotes Blut, das Hämoglobin enthält, das Protein, das Sauerstoff transportiert, aber im Gegensatz zu Menschen haben Würmer ein offenes Kreislaufsystem. "Das Hämoglobin schwimmt also einfach zwischen den anderen Flüssigkeiten", sagte Moore.
6. Fisch
Wenn ein Zebrafisch ein gebrochenes Herz hat, kann ihm einfach eines nachwachsen. Eine 2002 in der Zeitschrift Science veröffentlichte Studie fanden heraus, dass Zebrafische den Herzmuskel vollständig regenerieren können nur zwei Monate, nachdem 20 % ihres Herzmuskels geschädigt sind.
Menschen können ihre Leber regenerieren , Amphibien und einige Eidechsen können ihren Schwanz regenerieren, und Frösche, denen ein spezieller Medikamentencocktail verabreicht wurde, ließen in einer Studie aus dem Jahr 2022 in der Zeitschrift Science Advances sogar Beine nachwachsen , aber die regenerativen Fähigkeiten des Zebrafisches machen ihn zu einem erstklassigen Modell, um das Herzwachstum zu untersuchen, sagte Moore.
Fische haben jedoch einzigartige Herzen. Fische haben neben einem Atrium und einem Ventrikel auch zwei Strukturen, die beim Menschen nicht zu sehen sind. Der „Sinus venosus“ ist ein Sack, der vor dem Atrium sitzt, und der „Bulbus arteriosus“ ist eine Röhre, die sich direkt hinter dem Ventrikel befindet.
Wie bei anderen Tieren treibt das Herz Blut durch den Körper. Sauerstoffarmes Blut tritt in den Sinus venosus ein und fließt in das Atrium, sagte Moore. Das Atrium pumpt dann das Blut in die Herzkammer.
Der Ventrikel hat dickere, muskulösere Wände und pumpt das Blut in den Bulbus arteriosus. Der Bulbus arteriosus reguliert den Druck des Blutes, wenn es durch die Kapillaren fließt, die die Kiemen des Fisches umgeben. Es ist in den Kiemen, wo der Sauerstoffaustausch über die Zellmembranen und ins Blut stattfindet, sagte Moore.
Aber warum braucht der Fisch den Bulbus arteriosus, um den Blutdruck zu regulieren? ?
„Weil die Kiemen empfindlich und dünnwandig sind – das weiß jeder Fischer – und bei zu hohem Blutdruck Schaden nehmen können“, sagt Moore. "Der Bulbus arteriosus selbst ist anscheinend eine Kammer mit sehr elastischen Komponenten im Vergleich zur muskulösen Natur des Ventrikels."
Anmerkung des Herausgebers:Ursprünglich veröffentlicht am 13. Februar 2015 und aktualisiert am 14. Februar 2022.