我们有多少颗心?

你肯定知道人类和长颈鹿只有一颗心，就像大多数动物一样——但不是全部。章鱼和鱿鱼(动物称为头足类动物)有三颗心。两颗心脏将血液泵入腮以吸收氧气，另一颗心脏将血液泵入全身。图1)．蠕虫也不寻常，它们有五种叫做主动脉弓的结构，相当于基本的心脏。盲鳗，有时被称为黏液鳗，有一个真正的心脏和三个辅助泵来帮助血液流动。就在你以为你已经听到了一切的时候，有些动物是无情的。水母、海星甚至珊瑚没有心脏也能活得很好。海星甚至没有血液，所以这就解释了为什么不需要心脏。相反，它们用一种叫做纤毛的毛发状结构推动海水通过身体，并从水中提取氧气。

对于《神秘博士》的粉丝来说，虚构的时间领主有两颗心脏，但现实中的人类很少有。在极其罕见的情况下，患有心肌病的人会有第二颗心脏被医生连接到他们自己的心脏上。健康的心脏和受损的心脏共同分担负荷。而且，出生时彼此相连的双胞胎(连体双胞胎)可以自然地拥有两颗心脏。

哺乳动物和鸟类心脏

不仅仅是心脏的数量会在物种之间发生变化。这个重要器官的基本结构在不同物种之间可能有很大的不同。心脏主要由肌肉组成，肌肉收缩和放松，使血液通过血管进出肺部和身体各处。图2）¹。作为哺乳动物，我们的心脏有四个主要部分，左心脏和右心脏中庭一个左，一个右心室。这被称为四腔心脏。其他哺乳动物和鸟类都有四腔心脏。其他动物群体，比如爬行动物，两栖动物鱼和昆虫的心脏看起来有点不同(图1)．

爬行动物和恐龙的心脏

爬行动物的心脏有三个腔室，两个心房和一个心室(图1)．鳄鱼是例外，它们有四腔心脏，就像哺乳动物和鸟类一样。然而，鳄鱼腔壁上有一个洞，所以是有三个还是四个心腔还有待讨论。人们经常想知道恐龙是由鸟类还是爬行动物进化而来。发现恐龙心脏是非常罕见的，因为与骨骼不同，心脏是一种软组织，所以它很少被保存下来。一个可能的心脏化石似乎表明恐龙有四个心脏室，更像鸟类而不是爬行动物。遗憾的是，当我们使用更先进的科学技术对这个标本进行进一步研究时，发现它不是恐龙的组织，所以我们对恐龙心脏的了解还不足以预测恐龙是从哪些动物进化而来的。2］．

两栖动物的心

两栖动物是一个有趣的群体，因为它们的心脏变化很大。许多生活在陆地和水中的动物通过肺部获取氧气，但也通过皮肤吸收氧气。大多数两栖动物，包括青蛙和蟾蜍，都有三腔心脏，有两个心房和一个心室(图1)．然而，无肺蝾螈没有一种叫做隔膜的结构，把心房分成两个独立的部分，所以这种动物只有一个心房和一个心室。一些鲜为人知的两栖动物似乎在它们的心室之间有一个隔膜，所以也许古代两栖动物有四室心脏，就像哺乳动物和鸟类一样。

鱼和昆虫的心

鱼的心脏只有两个腔室，一个心房和一个心室(图1)．昆虫通常只有一根泵管血淋巴(昆虫血液的名字)自由地环绕整个身体，有血管帮助它移动。然而，蟑螂有13个心室!

你的心脏有多大?

不用说，不同动物的心脏大小是不同的。毕竟，鲸鱼无法拥有老鼠大小的心脏。成年人心脏的重量约为0.6磅。如果你握拳，那大概是你的心脏的大小。长颈鹿的心脏重达26磅，而蓝鲸的心脏则重达400磅。世界上最小的心脏是属于苍蝇的。这种小动物只有0.2毫米长，需要用显微镜才能看到它的心脏。

心脏通常占动物体重的0.6%左右。与体重相比，狗和狼的心脏相对较大，为0.8%。与此同时，猫的心脏只占猫体重的0.35%。但愿心脏的相对大小和动物感受到的爱的数量没有关系。如果它们是，世界上最小的哺乳动物，伊特鲁里亚鼩鼱，将会有很多爱!这种长得像老鼠的鼩鼱只有2克重，大约4厘米长，但它的心脏只占体重的1.2% [3.］．科学家还发现，鼩鼱的心脏在寒冷的天气下会收缩。这种收缩有助于鼩鼱在恶劣的气候条件下生存，因为它减少了所需的食物量。这种小哺乳动物每天要吃两倍于自己体重的食物，所以冬眠是不可能的。他们甚至很少睡觉。

快速和缓慢的心率

动物心脏的工作方式也因物种而异。的心率，以每分钟节拍(bpm)来衡量，在不同的物种中有所不同。一般来说，体型较大的动物心率较慢。大型蛞蝓的心率约为每分钟55次，而小型蛞蝓的心率为每分钟90次。许多鲸鱼的心率为每分钟10-30次，长颈鹿为40-90次，猫约为150次。即使在更小的动物中，这个数字也会增加:一只成年鸡的心率为259 bpm，一只小鸡的心率为400 (视频1)，而仓鼠的心跳速度为每分钟450次。伊特鲁里亚小鼩鼱的生物钟每分钟835次，比人类快12倍多。史上最高纪录的鼩鼱速度为每分钟1,511次，这是温血动物的世界纪录[3.］．

人类的心率约为每分钟60-100次，但儿童的心率通常略高。在一个月大的时候，70-190是相当正常的，3 - 4岁的时候是80-120,10岁的时候是60-100。在母亲体内生长的婴儿在第5周开始每分钟80次，9周开始每分钟155-195次，出生前大约每分钟130次。有趣的是，人类的心脏在19 - 20天大的胚胎中开始是一根管子，很像鱼，但在接下来的6周内逐渐旋转、发育并分离成四个心室。

运动、体温和冬眠都会改变心率

大多数运动动物的心率都会发生变化。奔跑的长颈鹿可以达到每分钟170次，而人类可以达到每分钟220次，但理想情况下应该更低一些。鳄鱼的心率在10°C时为1-8次/分，在28°C时为24-40次/分，一旦超过40°C，心脏就会受损。年轻的雨燕(鸟类)在巢中降低心率，以避免饥饿。冬眠的动物也会降低它们的心率。灰熊的正常生物钟为每分钟84次，在冬眠期间降至每分钟19次;如果心脏降到那么低，通常就会停止工作。情绪，如恐惧、爱和兴奋，以及激素水平、疾病、氧气水平和身体内外的其他因素都可以改变心率。

修补一颗破碎的心

在我们之前的文章《修复破碎的心》中，我们研究了如何修复衰竭的心脏。4，5］．斑马鱼有一个非常重要的能力:它可以再生，所以如果它受伤了或者心脏出了问题，它通常可以自我修复。人类的身体是奇妙的，它们不断地尝试着替换心脏细胞和修复心脏组织，但斑马鱼是修复心碎的真正专业人士。

结论

在这篇文章中，我们研究了不同物种心脏之间的一些异同。由于进化，哺乳动物和鸟类的心脏非常相似，而爬行动物、鱼类、昆虫和其他动物进化出的心脏与哺乳动物的心脏略有不同。每只动物体内和体外的环境都有助于控制心脏的结构和功能，但生活方式的选择，如锻炼和饮食，会对心脏健康产生巨大影响。例如，你朋友的心与你的心比长颈鹿的心更相似，甚至比青蛙或蜘蛛的心更相似，但每个人的心都是独一无二的。你的心脏会不断适应你所处的环境，对食物、锻炼、情绪和疾病做出反应。与鱿鱼不同的是，你只有一个心脏，一生中它会跳动22.1亿次，所以保持健康是值得的。

术语表

头足类动物：↑没有脊骨的动物，包括鱿鱼、章鱼和鹦鹉螺。头足类动物有对称的身体，突出的头部和触手。

中庭：↑心脏的上部腔室或腔室复数形式是atria:例如，你可以有一个心房或两个心房。

心室：↑心脏的下腔或腔室

两栖动物：↑有脊椎的动物需要水或潮湿的环境才能生存。两栖动物包括蟾蜍、青蛙、蝾螈和盲足动物(没有腿或四肢的两栖动物)。

血淋巴：↑液体，类似于血液，一些简单的动物必须在身体周围流动营养物质和氧气。

心率：↑心跳:心脏每分钟跳动的次数

视频1：↑早期，当小鸡在蛋里成长时，它的心脏可以在身体的外面看到。随着时间的推移，心脏会移动到身体内部。这段视频展示了一只雏鸟刚出生几天时的心脏跳动。心脏仍然是一个管子，包含两个腔室，一个心室和一个心房，但随着它的生长，它最终会有四个腔室。你可以看到血液在心室中流动。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

致谢

作者要感谢我们年轻的审稿人，艾琳和约书亚·拉特兰。这项工作的一部分之所以成为可能，是因为解剖学会向卡特林提供了一项名为“解剖学for ALL-Making Anatomy Accessible”的公共参与和外联赠款。我们也要感谢英国科学协会和诺丁汉大学授予卡特林2019年BSA媒体奖学金。

脚注

1.↑有关血液的资料，请参阅论文“显微镜下的血管”[1］．

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参考文献

[1]↑马查多，M，米切尔，C，富兰克林，J，索普，A，拉特兰，C. S. 2020。显微镜下的血管。前面。年轻人8:151。doi: 10.3389 / frym.2019.00151

[2]↑Cleland, T.， Stoskopf, M.， and Schweitzer, M. 2011。对一只晚白垩纪小骨角龙“心脏”的组织学、化学和形态学的重新检查。自然科学期刊。98年,203 - 211。doi: 10.1007 / s00114 - 010 - 0760 - 1

[3]↑尤尔根斯，K. D.，方斯，R.，彼得斯，T.和森德，S. 1996。最小的哺乳动物伊特鲁里亚鼩鼱的心脏和呼吸频率及其对对流氧传输速率的意义2 etruscus。J.实验生物学。199:2579 - 84。

[4]↑克拉克，N.，阿里拜，A.和拉特兰，C. S. 2018。修补破碎的心——心脏病的遗传学。前面。年轻人6:19)。doi: 10.3389 / frym.2018.00019

[5]↑辛普森，S.，拉特兰，P.和拉特兰，C. S. 2017。心肌病的基因组洞察:跨物种的比较回顾。兽医。科学。4:19。doi: 10.3390 / vetsci4010019