心形在全世界人民心中,一直是愛情和浪漫的象征。可是你知道嗎?心形和心臟的形狀其實(shí)半點(diǎn)關(guān)系也沒有。那么真正的心臟是什么形狀呢?嗯,大概就像腰帶面吧。
什么?!心臟是一條寬面?!沒錯,其實(shí)心臟并不是我們大部分人所以為的,由兩心房兩心室的四個獨(dú)立腔室,組合而成的整體,它更像是一根由長長寬面卷起來的一個物體,這個形狀就是莫比烏斯帶,也叫莫比烏斯環(huán)。
喏,就是這東西。中國科技館的經(jīng)典展品。
莫比烏斯帶由,德國數(shù)學(xué)家莫比烏斯和約翰·李斯丁,于1858年發(fā)現(xiàn)。這個結(jié)構(gòu)非常簡單,就是把一根紙條扭轉(zhuǎn)180°后,兩頭再粘接起來做成的紙帶圈。普通的紙帶有兩面,而莫比烏斯帶只有一個面,如果有一只小螞蟻沿著紙帶的中線一直爬一直爬,就能夠不必跨越紙帶的邊緣,而經(jīng)過整個曲面。
莫比烏斯帶是一個非常美妙的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),在生活中也有很多應(yīng)用,比如說機(jī)械傳送帶做成這種形狀,就可以做到均勻的磨損,而不是一直磨損一面。
那么心臟又是怎么卷起來的呢?首先咱們必須更正一下,“寬面”的正確叫法應(yīng)該是“心肌帶”,這條心肌帶并不是只扭轉(zhuǎn)一次,而是扭轉(zhuǎn)了三次之后才形成了我們看到的,一個下邊小、上邊大的一個類圓錐體。而科學(xué)家發(fā)現(xiàn)心臟的秘密,也不過是這數(shù)十年間的事。
早在16世紀(jì)就有人發(fā)現(xiàn)了,心臟整體的圓錐形態(tài)。但是,為什么心臟能跳動?心臟形態(tài)和功能之間的關(guān)系,在之后的500年里一直是個迷,這個難題也曾被稱為,解剖學(xué)的戈耳狄俄斯之結(jié),形容這是比登天還難的一個難題。
到了17世紀(jì),英國醫(yī)生威廉·哈維發(fā)現(xiàn)了循環(huán)系統(tǒng),并將心臟和肺,接入了整個循環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)中。他認(rèn)為,人類的心臟是一塊同質(zhì)的肌肉,包含4個腔室,心肌收縮時排出血液,放松時充滿血液。盡管哈維因此被視為循環(huán)系統(tǒng)之父,他的教條也被寫進(jìn)一代代教科書中,但是他的理論仍有一些矛盾之處。
直到大概50年前,西班牙醫(yī)生Torrent-Guasp,終于解開這個堪比登天難度的“心結(jié)”。他發(fā)現(xiàn),心臟就像一條筋道寬面一樣,通過一些螺旋形態(tài)組成了心臟。這條寬面就是心肌帶。
心肌帶的螺旋結(jié)構(gòu)遍布在,哺乳動物和鳥類的心臟中,而螺旋線本身在大自然中也很常見,貝殼、松果、向日葵都含有螺旋線。這種螺旋線很像我們?nèi)粘5摹皵Q毛巾”,心臟的跳動其實(shí)就是以“擰毛巾”的方式實(shí)現(xiàn)收縮和舒張的。
Torrent-Guasp醫(yī)生
至于為什么我們的心臟是這個樣子的,Torrent-Guasp也給出了假說,認(rèn)為人類心臟的原始版本,是10億年前的一條蟲,沒有心室和心房,只能通過蠕動的方式使體液在全身流動;4億年前,演化成魚的“小蟲”終于有了一顆1.0版本的心臟,這個古老的心臟有一個泵血的心室;2億年前,魚類的心臟系統(tǒng)升級到2.0版本,演化到爬行動物心臟時,出現(xiàn)了心室和心房;再后來出現(xiàn)了哺乳動物那種,絞得更加復(fù)雜的心臟。
更有趣的是,人類胚胎發(fā)育最初的幾十天中,就是從蟲到魚類心臟、到爬行動物心臟、再到哺乳動物心臟的演變。看來我們奇妙的身體,是濃縮了多少年生物演化的精華啊。當(dāng)然榕哥得明確,這個觀點(diǎn)目前還只是假說,還需要更多研究來支持。
從左到右:魚(鯉魚)、兩棲動物(青蛙)、爬行動物(蛇)、鳥類(鴿子)和哺乳動物(兔子)的心臟比較。
不過不管怎么說,心臟作為人體最精密的器官之一,里面有大量秘密需要我們研究,也值得我們研究。沒準(zhǔn)哪天還能仿生出,基于心臟原理的新裝置,徹底改變我們的生活呢。
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