Detta djur har tre hjärtan – forskare avslöjar hur det fungerar

Tre hjärtan istället för ett

Vid första anblicken kan det verka harmlöst — rentav lite charmigt. Men bläckfisken gömmer på biologiska lösningar som själva en rymdingenjör skulle avundas. Dess trefalda hjärtsystem är naturens svar på en kall, krävande och syrefattig havsmiljö.

Bläckfiskens tre hjärtan: vem gör vad?

Bläckfisken tillhör gruppen bläckfiskdjur — en klass havsblötdjur som i åratal har förbluffat biologer världen över. Kroppen saknar skelett, men besitter däremot ett komplext nervsystem, en välutvecklad hjärna och ett anmärkningsvärt effektivt kretslopp byggt kring tre hjärtan.

De tre hjärtana fördelar sig som ett systemhjärta och två gälhjärtan, som arbetar tillsammans som ett vältrimmad pumpsystem.

I korthet fungerar systemet på följande sätt:

• Systemhjärtat (det centrala hjärtat) – pumpar syrerikt blod ut till alla kroppens vävnader: armarnas muskler, hjärnan och de inre organen.
• De två gälhjärtana – sitter nära gälarna och pumpar syrefattigt blod fram till gälarna, där det blir ”påfyllt” med syre.

När blodet har passerat gälarna återvänder det syresatta blodet till systemhjärtat. De två delarna arbetar därmed i en sluten kretsloppcykel: gälhjärtana säkerställer syreupptagningen, medan systemhjärtat distribuerar syret till resten av kroppen.

Varför räckte inte ett hjärta till?

Hos däggdjur — däribland människan — klarar ett hjärta hela kretsloppsuppgiften utan problem. För bläckfisken skulle det helt enkelt vara otillräckligt. Dess blod är tjockare, det arbetar i kallt vatten, och mängden tillgängligt syre är ofta begränsad. Det krävs därför en kraftigare ”drivkraft” och extra ”omlastningsstationer” vid gälarna.

Intressant nog sänker systemhjärtat ett ögonblick farten när bläckfisken simmar intensivt. Det är just därför arten föredrar att krypa längs havsbottnen och utföra korta, våldsamma spurter framför att simma kontinuerligt som en fisk.

Blod som inte är rött, utan blåaktigt

Skillnaderna stannar inte vid antalet hjärtan. I bläckfiskens ådror flyter det inte blod baserat på hemoglobin, som hos människor. Den funktionen sköts istället av en annan molekyl — hemocyanin.

Hemocyanin fungerar bättre vid låga temperaturer och i vatten med låg syrekoncentration. Det har dock en svaghet: det transporterar mindre syre än hemoglobin. Och just här kliver de tre hjärtana in — de kompenserar för denna ”brist” genom att pumpa blodet betydligt mer effektivt runt.

Hur havet tvingade fram denna lösning

Bläckfisken lever under mycket varierande förhållanden — från grunt kustområde till djuphavszon, där det är mörkt, kallt och högt tryck. Sådana omgivningar ställer konkreta fysiologiska krav på organismen.

• Kallt vatten gör blodet tjockare och försvårar dess flöde.
• Låg syrekoncentration i vattnet betyder att varje liter blod måste ”pressa” maximalt syre ur omgivningen.
• Starka armmuskler kräver konstant syretillförsel under jakt eller flykt.

De tre hjärtana hjälper till att övervinna alla dessa barriärer. De två gälhjärtana specialiserar sig på att pressa det tjocka blodet genom gälkärlen, medan systemhjärtat fokuserar på att distribuera syret till hela kroppen. Denna arbetsfördelning minskar belastningen på varje enskilt organ och ökar systemets samlade tillförlitlighet.

Fördelen under jakt och flykt

Bläckfisken är ett aktivt rovdjur. Den attackerar från bakhåll, hoppar plötsligt ut från sitt gömställe, överväldiger bytet med sina armar och sitt näbb. Om den skräms kan den på ett bråkdels sekund utsända ett moln av bläck och skjuta sig baklänges framåt med hjälp av vattenstrålen från sin sifon.

Utan snabb syretillförsel till musklerna skulle sådana spurter vara omöjliga. De tre hjärtana fungerar som turboladdning för hela organismen.

Vid plötslig ansträngning behöver bläckfisken en omedelbar ökning av syretillförseln. Tre blodpumpar kan drastiskt öka genomströmningen och upprätthålla hög muskeleffektivitet — även när flera rovdjur lurar i närheten samtidigt.

Evolutionens pussel: varför just denna lösning?

Biologer menar att bläckfiskdjurens ovanliga kretsloppsystem uppstod som svar på mycket specifika ekologiska nischer. Istället för att ändra andningspigmentet till något ”mer effektivt” valde evolutionen en annan väg — den förstärkte blodpumpningen och fördelade funktionerna på flera hjärtan.

• Bättre utnyttjande av syre i kallt vatten gav bläckfisken en fördel över andra blötdjur.
• Snabb reaktion på fara ökade överlevnadschanserna i en rovdjursfylld miljö.
• Möjlighet att besätta olika djup öppnade tillgång till nya födokällor.

De tre hjärtana är alltså inte bara en kuriositet för läroböckerna, utan ett verkligt ”verktyg” som har gjort dessa djur till några av havens mest effektiva jägare.

Är bläckfisken närmare en robot än en fisk?

Bläckfiskens kretsloppsystem påminner om ett genomtänkt ingenjörsprojekt. Här finns en tydlig rollfördelning, specialiserade pumpar och ett välutvecklat nätverk av kärl. Därtill kommer ett avancerat nervsystem med ett enormt antal neuroner i armarna, som kan ”fatta beslut” lokalt.

Ingenjörer som designar mjuka undervattensrobotar låter sig ofta inspireras just av bläckfiskdjur. En flexibel kropp, kraftiga ”armar” och effektiv syretillförsel till vävnaden är egenskaper som fungerar utmärkt i teknik avsedd för arbete på svåråtkomliga platser — exempelvis vid undersökning av skeppsvrak eller undervattenskonstruktioner.

Vad berättar det för oss om livets gränser?

Berättelsen om bläckfiskens tre hjärtan visar att livet inte håller sig till en enda ”mall”. Kretsloppsystem baserade på olika molekyler, med varierande antal hjärtan och olika blodströmningsmönster är fullt möjliga. Det är en värdefull insikt för forskare som söker efter livstecken utanför jorden — men också för läkare och biologer som betraktar den mänskliga kroppen från ett nytt perspektiv.

För den allmänne iakttagaren förändrar kunskapen om bläckfiskens tre hjärtan sättet vi ser på dessa djur. Plötsligt är de inte längre bara ”en märklig havsvarelse” — de blir till bevis på hur kreativ naturen kan vara när den ska lösa ett konkret fysiologiskt problem: hur får man en organism att trivas på en plats där syre, värme och komfort är en bristvara.