หมึกยักษ์มีหัวใจ 3 ดวง เลือดสีน้ำเงิน และหัวใจดวงหลักหยุดเต้นทุกครั้งที่ว่ายน้ำ

ถ้าพูดถึงสัตว์ที่มีระบบร่างกายแปลกตา หมึกยักษ์ถือเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่น่าสนใจ เพราะมันมีหัวใจถึง 3 ดวง แถมเลือดยังเป็นสีน้ำเงินเมื่อมีออกซิเจนอีกด้วย แต่ความพิเศษทั้งสองอย่างนี้ไม่ได้เกิดขึ้นแยกจากกัน เพราะเกี่ยวข้องกับวิธีที่ร่างกายลำเลียงออกซิเจนไปเลี้ยงส่วนต่าง ๆ โดยตรง

หัวใจหลายดวงและเลือดสีแปลกตาอาจฟังดูเหมือนเรื่องเหนือธรรมชาติ แต่แท้จริงแล้วเป็นระบบที่ทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อช่วยให้หมึกดำรงชีวิตอยู่ใต้น้ำได้อย่างเหมาะสม และยังมีข้อแลกเปลี่ยนที่น่าสนใจ โดยเฉพาะเวลาที่มันต้องว่ายน้ำ

หัวใจ 3 ดวง แบ่งหน้าที่กันอย่างไร

หัวใจของหมึกยักษ์ไม่ได้ทำงานเหมือนหัวใจของมนุษย์ที่มีหน้าที่สูบฉีดเลือดไปทั่วร่างกายเพียงระบบเดียว แต่แบ่งออกเป็นหัวใจเหงือก 2 ดวง และหัวใจหลักอีก 1 ดวง โดยแต่ละส่วนรับผิดชอบงานต่างกันอย่างชัดเจน

หัวใจเหงือกทั้งสองดวงอยู่ใกล้เหงือกแต่ละข้าง ทำหน้าที่ปั๊มเลือดให้ไหลผ่านเหงือก เพื่อรับออกซิเจนจากน้ำที่ไหลผ่านบริเวณนั้น ส่วนหัวใจหลัก หรือ systemic heart ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดที่มีออกซิเจนไปเลี้ยงทั่วร่างกาย

หากเปรียบเทียบให้เห็นภาพ หัวใจเหงือกก็เหมือนปั๊มที่ช่วยส่งเลือดไปยังจุดรับออกซิเจน ขณะที่หัวใจหลักรับหน้าที่ส่งเลือดที่ได้รับออกซิเจนแล้วไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย

ดังนั้น หัวใจทั้งสามดวงจึงไม่ได้ทำหน้าที่ซ้ำกันทั้งหมด แต่ทำงานร่วมกันเป็นระบบ เพื่อให้การหมุนเวียนเลือดและการส่งออกซิเจนดำเนินไปได้อย่างเหมาะสม

ทำไมเลือดของหมึกยักษ์จึงเป็นสีน้ำเงิน

เลือดของมนุษย์มีสีแดงเพราะใช้โปรตีนที่เรียกว่า ฮีโมโกลบิน (hemoglobin) ในการขนส่งออกซิเจน โดยมีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบสำคัญ แต่หมึกยักษ์ใช้โปรตีนคนละชนิด นั่นคือ ฮีโมไซยานิน (hemocyanin) ซึ่งมีธาตุทองแดงเป็นองค์ประกอบ

เมื่อฮีโมไซยานินจับกับออกซิเจน เลือดของหมึกยักษ์จึงปรากฏเป็นสีน้ำเงิน แตกต่างจากเลือดของมนุษย์ที่เป็นสีแดงจากฮีโมโกลบิน

ความแตกต่างนี้ไม่ได้หมายความว่าหมึกมีเลือดผิดปกติ แต่เป็นผลจากระบบขนส่งออกซิเจนที่วิวัฒนาการมาแตกต่างจากสัตว์ที่ใช้ฮีโมโกลบิน สีเลือดจึงเป็นสิ่งที่มองเห็นได้จากความแตกต่างของโปรตีนและองค์ประกอบทางเคมีภายในร่างกาย

เลือดสีน้ำเงินเกี่ยวข้องกับหัวใจ 3 ดวงอย่างไร

จุดที่ทำให้เรื่องนี้น่าสนใจยิ่งขึ้นคือ ฮีโมไซยานินมีข้อจำกัดบางอย่างเมื่อเทียบกับฮีโมโกลบิน โดยสามารถขนส่งออกซิเจนได้มีประสิทธิภาพน้อยกว่า และเลือดที่มีฮีโมไซยานินก็มีความหนืดมากกว่า

เมื่อระบบเลือดมีข้อจำกัดเช่นนี้ ร่างกายจึงต้องอาศัยแรงปั๊มช่วยในการหมุนเวียนเลือด หัวใจเหงือกทั้งสองดวงช่วยปั๊มเลือดผ่านเหงือกเพื่อรับออกซิเจน ก่อนที่หัวใจหลักจะเพิ่มแรงดันเพื่อส่งเลือดไปเลี้ยงทั่วร่างกาย

กล่าวได้ว่า หัวใจ 3 ดวงกับเลือดสีน้ำเงินเป็นองค์ประกอบที่เชื่อมโยงกันในระบบเดียว ไม่ใช่เพียงความแปลกของร่างกายสองอย่างที่เกิดขึ้นพร้อมกันโดยไม่มีความเกี่ยวข้อง

แม้ฮีโมไซยานินจะมีข้อจำกัดด้านการขนส่งออกซิเจน แต่ก็มีข้อดีเช่นกัน เพราะทำงานได้ดีในสภาพน้ำเย็นและมีออกซิเจนต่ำ ซึ่งเหมาะกับถิ่นอาศัยของหมึกหลายชนิด ระบบนี้จึงเป็นการปรับตัวที่มีทั้งข้อได้เปรียบและข้อแลกเปลี่ยนในเวลาเดียวกัน

ระบบนี้มีราคาที่ต้องแลก เมื่อหมึกยักษ์ว่ายน้ำ

แม้หมึกยักษ์จะมีระบบหมุนเวียนเลือดที่ซับซ้อน แต่การเคลื่อนที่ด้วยการว่ายน้ำกลับมีข้อจำกัดที่น่าสนใจ เมื่อมันใช้วิธีพ่นน้ำเพื่อขับเคลื่อนตัวเอง หรือที่เรียกว่า jet propulsion หัวใจหลักจะหยุดเต้นชั่วคราว

เมื่อการว่ายน้ำสัมพันธ์กับการหยุดทำงานชั่วคราวของหัวใจหลัก การเคลื่อนที่แบบนี้จึงทำให้หมึกเหนื่อยง่าย นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่หมึกยักษ์มักเลือกเคลื่อนที่ด้วยการคลานไปตามพื้นทะเลมากกว่าว่ายน้ำเป็นระยะทางไกล

ภาพของหมึกยักษ์ที่ใช้หนวดเคลื่อนไปตามพื้นทะเลจึงสอดคล้องกับข้อจำกัดทางสรีรวิทยาของมัน ไม่ใช่ว่ามันไม่มีความสามารถในการว่ายน้ำ แต่การว่ายน้ำมีต้นทุนต่อระบบร่างกายที่ต้องคำนึงถึง

ไม่ได้มีแค่หมึกยักษ์ที่มีหัวใจ 3 ดวง

ระบบหัวใจ 3 ดวงและเลือดสีน้ำเงินไม่ได้พบเฉพาะในหมึกยักษ์เท่านั้น แต่ยังพบในสัตว์กลุ่มเซฟาโลพอด (cephalopod) ซึ่งเป็นญาติใกล้ชิดกันด้วย เช่น หมึกกล้วยและหมึกกระดอง

สัตว์กลุ่มนี้ใช้ฮีโมไซยานินในการขนส่งออกซิเจน และมีหัวใจเหงือกสองดวงร่วมกับหัวใจหลักเช่นเดียวกัน จึงแสดงให้เห็นว่าระบบดังกล่าวเป็นลักษณะร่วมของสัตว์กลุ่มนี้ ไม่ใช่คุณสมบัติเฉพาะตัวของหมึกยักษ์เพียงชนิดเดียว

หัวใจหลายดวง คือคำตอบของการส่งออกซิเจนใต้น้ำ

เมื่อมองภาพรวม หัวใจ 3 ดวง เลือดสีน้ำเงิน และการที่หัวใจหลักหยุดเต้นชั่วคราวขณะว่ายน้ำ ล้วนเชื่อมโยงกับวิธีที่หมึกยักษ์จัดการออกซิเจนและการเคลื่อนไหวของตัวเอง

ฮีโมไซยานินช่วยให้มันขนส่งออกซิเจนได้ดีในสภาพแวดล้อมบางแบบ แต่มีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพและความหนืด ระบบหัวใจที่แบ่งหน้าที่กันจึงเข้ามาช่วยให้เลือดไหลผ่านเหงือกและส่งออกซิเจนไปทั่วร่างกายได้อย่างเหมาะสม ขณะเดียวกัน การว่ายน้ำก็มีข้อแลกเปลี่ยนที่ทำให้การคลานเป็นรูปแบบการเคลื่อนที่ที่พบได้บ่อยกว่าในระยะทางไกล

ความน่าทึ่งของหมึกยักษ์จึงไม่ได้อยู่แค่การมีหัวใจมากกว่ามนุษย์หรือมีเลือดคนละสี แต่คือการที่ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายทำงานเชื่อมโยงกันเป็นระบบ นี่เป็นตัวอย่างของวิวัฒนาการที่แก้โจทย์เดียวกันอย่างการส่งออกซิเจนไปทั่วร่างกาย ด้วยวิธีที่แตกต่างจากสัตว์ที่มีเลือดสีแดงอย่างสิ้นเชิง