历史

鳄鱼的心脏(2/2)

哺乳类的右心室连着肺动脉,左心室连着主动脉,肺循环、体循环分得清清楚楚,但是鳄鱼多出了一条主动脉:它的右心室除了连着肺动脉,还连着一条主动脉。也就是说,鳄鱼的右心室既可以把血送到肺部,也可以送到身体其他部位。在鳄鱼右心室与肺动脉交界的地方,有一片齿状的瓣膜控制血液的流向,它开着的时候,血才被送到肺部,合上时,右心室则把血液压到主动脉,送到其他地方。

    为什么会有这种奇特的构造呢?鳄鱼的大部分时间沉没在水里等待猎物,与空气隔绝,这时候把血送到肺部也不能交换气体,是一种浪费。这时右心室的齿状瓣膜是关闭着的,从身体各部位收集来的静脉血本来要送去肺部进行气体交换,这时却重新被送到身体各部位去了。静脉血虽然含氧量较少,但是还可被重新利用。通过多次体循环充分利用血中的氧,可能是鳄鱼能在水底一待几个小时不用浮到水面换气的一个因素。当鳄鱼浮到水面上时,它会分泌肾上腺素刺激齿状瓣膜打开,这样静脉血才被送到肺部换气。这样的设计是不是比鸟、哺乳类的心脏更先进?

    有意思的是,鳄鱼在胚胎发育过程中,它的心脏是把肺、体循环完全分离的,到发育的后期才出现特殊的构造。这就意味着鳄鱼祖先的心脏很可能和鸟、哺乳类一样,难道鳄鱼祖先也有血压高的问题吗?是的,从化石来看,鳄鱼祖先生活在陆地,有很长的腿,有些种类还用两条腿奔跑,头的位置比较高,所以和鸟、哺乳类一样要有较高的血压和分隔的左右心脏。

    鸟、哺乳类血压高的一个好处是血流量比较大,可以满足较高的新陈代谢率,以维持恒定的体温。因此,我们可以推测,鳄鱼祖先很可能是恒温动物。后来鳄鱼改变了生活方式,对长久静止待在水中的生活来说,体温恒定并无好处,于是鳄鱼又进化成了冷血动物。我们总以为恒温动物是从冷血动物进化来的,其实有时也可以反过来。

    最古老的鳄鱼属于初龙。初龙的后裔除了进化成鳄鱼,还有一支进化成恐龙。有的恐龙的脖子非常长,甚至比长颈鹿还长,它们必定需要很高的血压才能给大脑供血,因此它们的心脏也应该和鸟、哺乳类一样有四个腔,并拥有分离的肺、体循环。1993年,在美国南达科他州首次发现恐龙心脏化石,其构造的确和预料的一样。这也表明恐龙可能是恒温动物。