Der Oktopus fällt nicht nur durch seine acht weichen Tentakeln und seine hervorragenden Tarnfähigkeiten auf, er versetzt Wissenschaftler auch mit seinem komplexen Kreislaufsystem in Erstaunen: drei gleichzeitig arbeitende Herzen und kupferreiches blaues Blut.
Dies ist eine wundersame Anpassung an die kalten, sauerstoffarmen Ozeane.
3 Herzen: Überlebenslösung im Ozean
Während die meisten Tiere nur ein Herz besitzen, besitzt der Oktopus drei. Laut dem Biologen Kirt Onthank von der Walla Walla University (USA) sind diese drei Herzen in zwei Gruppen mit unterschiedlichen Aufgaben unterteilt.
Kraken haben einen besonderen Körperbau (Foto: Getty).
Das größte Herz – das sogenannte systemische Herz – ist dafür verantwortlich, sauerstoffreiches Blut durch den Körper zu pumpen.
Zwei kleinere Kiemenherzen, die direkt mit jeder Kieme verbunden sind, pumpen sauerstoffarmes Blut zum Gasaustausch durch das Atmungssystem. Diese Funktionstrennung ermöglicht es dem Oktopus, die Blutzirkulation unter den Niederdruck- und Niedrigtemperaturbedingungen des Meeresbodens zu optimieren.
„Diese drei Herzen erfüllen die gleiche Funktion wie das vierkammerige Herz des Menschen. Sie erzeugen einen separaten Druck, um das Blut effizient zu den lebenswichtigen Organen zirkulieren zu lassen“, erklärte Onthank gegenüber Live Science .
Eine Studie aus dem Jahr 1962 über den Pazifischen Riesenkrake ( Enteroctopus dofleini ) brachte ein weiteres merkwürdiges Phänomen ans Licht: Das Herz des Kraken kann beim Ausruhen oder Schwimmen vorübergehend aufhören zu schlagen.
Insbesondere während der Fortbewegung durch das Ausstoßen von Wasser aus dem Körper – ähnlich wie beim Luftdruck in einem Ballon – führt der hohe Druck dazu, dass das Kreislaufsystem vorübergehend seine Arbeit einstellt, um das Herz vor Schäden zu schützen. Daher kriechen Kraken oft mehr, als dass sie schwimmen.
Blaues Blut: Spezielle adaptive Farbe
Nicht nur das Herz-Kreislauf-System ist einzigartig, das Blut des Oktopus hat auch eine charakteristische blaue Farbe, die sich völlig vom roten Blut des Menschen unterscheidet. Die Ursache liegt im Hämocyanin, einem kupferhaltigen Protein, anstelle von eisenhaltigem Hämoglobin wie bei Säugetieren.
Einer in Frontiers in Zoology veröffentlichten Studie zufolge funktioniert Hämocyanin in sauerstoffarmen und temperaturarmen Umgebungen, die für das Leben auf dem Meeresboden geeignet sind, effektiver.
Darüber hinaus ist dieses Molekül auch äußerst kooperativ. Wenn sich ein Hämocyaninmolekül an ein Sauerstoffmolekül bindet, erhöht sich die Fähigkeit, weitere Sauerstoffmoleküle anzubinden, wodurch die Effizienz des Gastransports verbessert wird.
„Kurz gesagt, unter Tiefseebedingungen ist Hämocyanin dem Hämoglobin nicht unterlegen und in Bezug auf die Überlebenschancen sogar überlegen“, sagte Onthank.
Dieser Mechanismus erschwert es Kraken jedoch auch, sich an die terrestrische Umwelt anzupassen. Hämocyanin wird bei Temperatur- und Sauerstoffschwankungen leicht destabilisiert, was seine Anpassungsfähigkeit im Ozean einschränkt.
Lehren für künstliche Intelligenz und Medizin
Kraken faszinieren Forscher schon lange. Sie haben nicht nur drei Herzen, blaues Blut und acht unabhängige Tentakeln, sondern auch ein unglaublich gut entwickeltes Gehirn: Zwei Drittel der Neuronen befinden sich in den Tentakeln. So können sie Entscheidungen für jedes Glied treffen, ohne dass ein zentrales Gehirn sie steuern muss.
Das Magazin „Nature“ bezeichnete den Oktopus einst als „Alien des Ozeans“, nicht nur wegen seiner ungewöhnlichen Form, sondern auch, weil sein biologischer Aufbau fast nichts mit dem von Wirbeltieren gemeinsam hat.
Die dreifache Herzkreislaufstruktur des Oktopus hat zahlreiche Forschungsarbeiten in den Bereichen Medizin und Biotechnik inspiriert.
Laut der Zeitschrift „Biomechanics and Modeling in Mechanobiology“ ist der Mechanismus der Aufteilung des Blutflusses in mehrere Zweige und der Verwendung separater „Pumpen“ zur Druckerhöhung ein optimales Modell für die Entwicklung künstlicher Herzen oder biologischer Pumpsysteme in Robotern.
Darüber hinaus werden die Eigenschaften von Hämocyanin von Wissenschaftlern auch als Anregung für die Entwicklung künstlicher Sauerstoffträger betrachtet, insbesondere in der Herzchirurgie oder in sauerstoffarmen Umgebungen wie dem Weltraum.
Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/3-trai-tim-va-mau-xanh-bi-quyet-sinh-ton-ky-la-cua-bach-tuoc-20250903071654265.htm
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