心脏是心形的?不,是面条形的

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心脏是心形的?不,是面条形的

2周前 · 大众科普

心形在全世界人民心中,一直是爱情和浪漫的象征。可是你知道吗?心形和心脏的形状其实半点关系也没有。那么真正的心脏是什么形状呢?嗯,大概就像腰带面吧。

什么?!心脏是一条宽面?!没错,其实心脏并不是我们大部分人所以为的,由两心房两心室的四个独立腔室,组合而成的整体,它更像是一根由长长宽面卷起来的一个物体,这个形状就是莫比乌斯带,也叫莫比乌斯环

喏,就是这东西。中国科技馆的经典展品。

莫比乌斯带由,德国数学家莫比乌斯和约翰·李斯丁,于1858年发现。这个结构非常简单,就是把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈。普通的纸带有两面,而莫比乌斯带只有一个面,如果有一只小蚂蚁沿着纸带的中线一直爬一直爬,就能够不必跨越纸带的边缘,而经过整个曲面。

莫比乌斯带是一个非常美妙的数学结构,在生活中也有很多应用,比如说机械传送带做成这种形状,就可以做到均匀的磨损,而不是一直磨损一面。

那么心脏又是怎么卷起来的呢?首先咱们必须更正一下,“宽面”的正确叫法应该是“心肌带”,这条心肌带并不是只扭转一次,而是扭转了三次之后才形成了我们看到的,一个下边小、上边大的一个类圆锥体。而科学家发现心脏的秘密,也不过是这数十年间的事。

早在16世纪就有人发现了,心脏整体的圆锥形态。但是,为什么心脏能跳动?心脏形态和功能之间的关系,在之后的500年里一直是个迷,这个难题也曾被称为,解剖学的戈耳狄俄斯之结,形容这是比登天还难的一个难题。

到了17世纪,英国医生威廉·哈维发现了循环系统,并将心脏和肺,接入了整个循环系统的闭环中。他认为,人类的心脏是一块同质的肌肉,包含4个腔室,心肌收缩时排出血液,放松时充满血液。尽管哈维因此被视为循环系统之父,他的教条也被写进一代代教科书中,但是他的理论仍有一些矛盾之处。

直到大概50年前,西班牙医生Torrent-Guasp,终于解开这个堪比登天难度的“心结”。他发现,心脏就像一条筋道宽面一样,通过一些螺旋形态组成了心脏。这条宽面就是心肌带。

心肌带的螺旋结构遍布在,哺乳动物和鸟类的心脏中,而螺旋线本身在大自然中也很常见,贝壳、松果、向日葵都含有螺旋线。这种螺旋线很像我们日常的“拧毛巾”,心脏的跳动其实就是以拧毛巾的方式实现收缩和舒张的

Torrent-Guasp医生

至于为什么我们的心脏是这个样子的,Torrent-Guasp也给出了假说,认为人类心脏的原始版本,是10亿年前的一条虫,没有心室和心房,只能通过蠕动的方式使体液在全身流动;4亿年前,演化成鱼的“小虫”终于有了一颗1.0版本的心脏,这个古老的心脏有一个泵血的心室;2亿年前,鱼类的心脏系统升级到2.0版本,演化到爬行动物心脏时,出现了心室和心房;再后来出现了哺乳动物那种,绞得更加复杂的心脏。

更有趣的是,人类胚胎发育最初的几十天中,就是从虫到鱼类心脏、到爬行动物心脏、再到哺乳动物心脏的演变。看来我们奇妙的身体,是浓缩了多少年生物演化的精华啊。当然榕哥得明确,这个观点目前还只是假说,还需要更多研究来支持。

从左到右:鱼(鲤鱼)、两栖动物(青蛙)、爬行动物(蛇)、鸟类(鸽子)和哺乳动物(兔子)的心脏比较。

不过不管怎么说,心脏作为人体最精密的器官之一,里面有大量秘密需要我们研究,也值得我们研究。没准哪天还能仿生出,基于心脏原理的新装置,彻底改变我们的生活呢。

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