Bạch tuộc - sinh vật kỳ lạ không chỉ có một trái tim

Bạch tuộc là sinh vật phức tạp với nhiều trái tim bơm máu xanh đi khắp cơ thể và thậm chí chúng có thể ngừng đập trong thời gian dài.

Theo nhà sinh vật học Kirt Onthank tại Đại học Walla Walla của Mỹ, mỗi con bạch tuộc có tới ba trái tim. Điều này cũng đúng với họ hàng gần nhất của chúng là mực ống và mực nang.

Trái tim lớn nhất và mạnh mẽ nhất, được gọi là tim hệ thống, nằm ở giữa cơ thể của bạch tuộc. Nó bơm máu chứa oxy đi khắp cơ thể, nhưng không đến mang.

Hai trái tim còn lại tương đối nhỏ và yếu hơn, được gọi là tim nhánh. Mỗi tim nhánh gắn vào một trong hai mang của bạch tuộc để bơm máu qua mang, vì vậy chúng còn được gọi là tim mang.

Mô phỏng ba trái tim của bạch tuộc. (Ảnh: Raja Lockey).

Tại sao bạch tuộc cần tới ba trái tim? Câu trả lời cũng giống như lý do mà con người và sinh vật có vú khác cần một trái tim 4 ngăn. Đó là để giải quyết vấn đề huyết áp thấp, Onthank giải thích.

"Nếu một người bị huyết áp thấp, họ có thể bị choáng váng hoặc thậm chí bất tỉnh nếu đứng dậy quá nhanh hoặc hoạt động quá sức. Điều này là do áp suất không đủ để đưa máu lên não", nhà sinh vật học cho biết.

Động vật cũng cần đủ huyết áp để đưa máu đi khắp cơ thể một cách hiệu quả. Mang bạch tuộc hút oxy quan trọng từ nước, sau đó hai tim nhánh giúp bơm máu ít oxy qua mang. Tuy nhiên, máu đi qua mang trở nên giàu oxy và có áp suất thấp, "điều này không tốt cho việc đưa máu tới các cơ quan trong cơ thể", Onthank nói thêm. "Vì vậy, bạch tuộc cần một trái tim khác sau mang (tim hệ thống) để tạo áp lực cho máu một lần nữa, giúp đẩy máu giàu oxy đi khắp cơ thể một cách hiệu quả".

Trái tim 4 ngăn của con người cũng hoạt động gần tương tự. Hai ngăn bên phải của tim (tâm nhĩ phải và tâm thất phải) bơm máu ít oxy từ các tĩnh mạch vào phổi. Khi máu giàu oxy rời khỏi phổi, nó thoát ra ở áp suất thấp. Cơ thể sau đó gửi máu giàu oxy này trở lại tim, cụ thể là đến hai ngăn bên (tâm nhĩ trái và tâm thất trái). Các ngăn này điều hòa áp suất máu và đưa nó qua các động mạch đến phần còn lại của cơ thể.

Nói cách khác, bạch tuộc và con người giải quyết cùng một vấn đề theo hai cách khác nhau: bạch tuộc có nhiều trái tim, trong khi con người có trái tim nhiều ngăn.

"Ba trái tim của bạch tuộc hoàn thành nhiệm vụ tương tự như trái tim 4 ngăn của bạn," Onthank nói. "Bạch tuộc là một ví dụ tuyệt vời về cách một sinh vật thân mềm phức tạp và thông minh có thể tiến hóa theo cách hoàn toàn tách biệt với động vật có xương sống. Chúng có cùng vấn đề nhưng đã tìm ra các giải pháp khác nhau".

Ba thợ lặn quan sát một con bạch tuộc Thái Bình Dương khổng lồ ở biển Nhật Bản. (Ảnh: Alexander Semenov).

Một nghiên cứu năm 1962 cho biết, hệ thống tim của loài bạch tuộc khổng lồ Thái Bình Dương (Enteroctopus dofleini) có thể ngừng hoạt động hoàn toàn trong thời gian dài khi chúng nghỉ ngơi. Thay vào đó, tim mang làm tất cả công việc.

Ngoài ra, trái tim của bạch tuộc cũng dừng lại một lúc khi chúng bơi và không ai chắc chắn tại sao. "Tôi nghĩ lời giải thích tốt nhất là bơi lội gây áp lực cao lên tim. Thay vì cố gắng chống lại áp lực đó, hệ thống tim của bạch tuộc sẽ dừng họ lại một lúc khi bơi", Onthank nói thêm.

Một điểm khác ở hệ thống tuần hoàn của bạch tuộc so với con người là máu của chúng có màu xanh lam. Điều này là do bạch tuộc sử dụng protein gốc đồng gọi là hemocyanin để vận chuyển oxy trong máu, thay vì protein gốc sắt gọi là hemoglobin như ở con người.

Hemocyanin kém hiệu quả hơn hemoglobin khi liên kết với oxy ở nhiệt độ phòng, nhưng lại mang nhiều oxy hơn trong môi trường ít oxy và ở nhiệt độ thấp, khiến chúng trở nên hữu ích dưới đại dương. Ngoài ra, khi hemocyanin của bạch tuộc liên kết với một phân tử oxy, nó có nhiều khả năng dính vào một phân tử khác. Đặc tính này làm cho hemocyanin vận chuyển oxy tốt hơn nhiều so với hầu hết các hemocyanin.