提个问题:世界上最强大的心脏是哪颗?
动力最强劲的心脏,属于体型最大,体重最重的动物,还是属于身高最高,血压也最高的动物?
最强劲的心脏,属于爆发力最强,跑得最快的动物,还是属于心跳最快,新陈代谢也最快的动物?
4位候选人,分别是体型最大的蓝鲸,血压最高的长颈鹿,加速最猛的猎豹,还有心跳最快的蜂鸟,你认为谁的心脏最强悍?
这4种选择,无论你选择哪一颗心脏,都有道理。万千生命中,每一颗心,都有它独特的,能够战胜其他心脏的优势。不过,要比较哪颗心的动力最强劲,倒也不是一件困难的事,只要拿计算器算一下就知道了。
我们从心跳开始,先来看看选手们的心跳频率。心跳从快到慢的排名,依次是蜂鸟,猎豹,长颈鹿,蓝鲸。
翱翔在蓝天上的鸟儿,配置了一身比哺乳动物更强的装备,包括心脏和呼吸系统。鸟儿有一颗更强大的心脏,不仅重量更重,跳动的速度也更快。一只白鹅跟一只同等重量的猫咪在一起,白鹅的心脏比猫咪要重上3倍。猫咪一分钟心跳130次,大白鹅的速度要快1倍,一分钟能跳260次。
不过大白鹅当不上心跳之王,在这个世界上,没有谁能比蜂鸟更懂得心动的感觉了。它在空中悬停时,一分钟心跳能达到1200次,每秒跳动20次的心脏,就像闪烁的光线,速度快到不依靠仪器根本数不清。人类最快的眨眼速度,也只能达到蜂鸟心跳速度的一半。
但是蜂鸟的身体实在太小了,小身体里拼命跳动的小心脏,干的活计也少得可怜。每跳动一次,只能挤出几滴血液,总量还不到1毫升。心脏全力工作时,每分钟最多只能输出1升的血液。
相比之下,猎豹的心脏在全力工作时,输出的血液量超过了蜂鸟的10倍。世界上奔跑速度最快的猎豹,只需要跨越3个步伐,就能把速度从静止提升到最高速度。在冲刺时,它的心跳也达到了最快的速度,每分钟能跳250次。虽然心跳速度只有蜂鸟的1/5,但猎豹的身体比蜂鸟大很多,心脏负担的活计也重很多。追击猎物时的猎豹,每分钟,心脏能提供10升的血液。
跟猎豹相比,长颈鹿的奔跑速度要慢很多,只能追上猎豹的一半速度。它奔跑时的心跳也比猎豹要慢一些,最快心跳是每分钟170次。但是长颈鹿的个头比猎豹要大得多,平均体重是猎豹的12倍,它的心脏负担比猎豹要重很多。
在休息时的长颈鹿,心跳慢了下来,每分钟90次,这时候心脏的输出血量是60升。长颈鹿平静时的心脏输出量,比猎豹奔跑时的最大输出量还要高6倍。除了输出血量比猎豹要多之外,长颈鹿的血压也比猎豹的要高很多。
关于血压的比较,我们放到后面再说。现在来看一颗,世界上输出最多血量的心脏,世界上最大的心脏属于身体最大的动物--蓝鲸。
你可能听说过一个传言,蓝鲸的心脏比拖拉机还大,血管特别粗,你能在它的主动脉中游泳。不过传言不可信,图片是世界上第一颗蓝鲸心脏的标本,来自于一头成年的蓝鲸。
这颗心脏只有200公斤重,等于一只装满汽油的油桶那么重。长宽高尺寸分别是1.2米,1.2米和1.5米,比拖拉机小多了,就算是跟尺寸最小的smart车子相比,也只有smart的一半大。它的主动脉直径是23厘米,小巧玲珑的你可以钻进去,但是不可能在里面游泳。
这么大的一颗心,每分钟能跳动多少次?大心脏比小心脏跳动的速度要慢很多,不过蓝鲸心跳变化的范围很广,最快时的心跳比最慢时要快上18倍。斯坦福大学团队给蓝鲸安装了吸盘式心率传感器,传感器监测到,蓝鲸心跳速度跟它潜水的位置密切相关。蓝鲸在水下安逸地闲游时,心跳每分钟15次,浮到水面上呼吸空气时心跳会加快,达到37次。当它换了一口气,重返海底,心跳开始减缓,下潜的深度越深,心跳越慢。在海面下180米处,大心脏每分钟只跳2次。
大块头的蓝鲸,心跳速度比其他动物要慢很多,还不到蜂鸟的1/30。你是不是在想,个头越大的动物,心跳越慢,个头越小的动物,心跳越快?你的想法是对的,不同种族的哺乳动物,如果生活习性差不多的话,符合这个规律。比如老虎和猫咪,老虎心跳慢,猫咪心跳快。另外,如果在同一种族里,可以根据年龄来判断心跳的快慢,小宝宝的心跳比成年动物的心跳要快很多。
那么,两种不同种族的动物,如果个头差不多大,他们心跳的速度是不是一样呢?这个倒不一定,心跳快慢还跟生活习性有关,比如动作比别人慢的动物,平时的心跳也比别人慢。就像行动非常缓慢的树懒,每分钟只能爬行30厘米,它的个头和体重跟猫咪差不多,但是心跳速度比猫咪要慢很多,每分钟只有83次。不过因为树懒的个头比你小一大截,依据身材和心跳速度成反比的规律,再懒的树懒,心跳也比你的要快一点儿。
现在我们来比较选手们的心脏动能,动力决定身材,虽然个头小的动物心跳快,但是大个子的动物心脏干的活计会更多。另外,心脏除了要输出身体需要的血量外,还要负责把血液运送到全身,这一份运送血液的动力,可以用血压来计量。简单地说,血压越高,心脏运送血液也就越吃力。
来看长颈鹿的心脏,这是世界上压力最大的一颗心了。把长颈鹿的心脏和蓝鲸的心脏放在一起,你能看到,长颈鹿的心脏非常结实,心脏肌肉又厚又硬,主动脉血管也是又厚又硬。而蓝鲸的心脏比长颈鹿的要松软很多,主动脉血管壁很薄,弹性也很好。
两颗不同的心脏,一颗承担世界上最高的血压压力,另一颗输出世界上最多的血液流量,谁的心脏花的力气更大,干的活计更多?我们用水泵功率的计算公式来算一下就能得到答案。
心脏像一台水泵,负责把血液运送到全身。水泵输送自来水流量,相当于心脏输出的血液流量。水泵输水时需要克服的管道阻力,加上提升的高度,有一个综合指标叫水泵的扬程,这个扬程相当于血压里的收缩压。水泵运行时的功率,等于流量乘以扬程,再乘以水泵的效率。心脏工作时的功率计算也相似,相当于血液流量乘以血压,再乘以心脏的工作效率。
假设蓝鲸和长颈鹿的心脏工作效率一致,就可以定量地比较他们的心脏功率。在休息状态下,蓝鲸每分钟心跳15次,输送3300升血液,它的血压是100mmHg。长颈鹿每分钟心跳90次,输送60升血液,血压是280mmHg。我们再多加一个对象,跟人类的心脏也比较一下。你的心跳每分钟70次,输送5.6升血液,血压是120mmHg。
最后计算结果是:在安静休息的情况下,蓝鲸心脏的功率等于长颈鹿的20倍。长颈鹿心脏的功率等于你的25倍。也就是说,蓝鲸心脏干的活,比你心脏干的活,要多500倍。
虽然蓝鲸心脏承担的压力比长颈鹿的要低3倍,但是它的身体太大了,血液流量是长颈鹿的55倍,心脏需要干的活也比长颈鹿的要多得多。
蓝鲸胜出,最大的心脏也是最强的心脏,干活最多的心脏,你猜对了吗?
自然界里,没有白吃的饭,也没有白长的肉。很多时候,动物之间,无论是比试速度,还是比试力气,只要比比身材的大小,体重的高低就能决出胜负。
体重最重的蓝鲸,拥有世界上最强的一颗心。培根经常用这个结果来安慰干啥啥不行,吃饭第一名的自己:“要相信36亿年来,生命演化的宝贵经验:你吃下的每一口饭都算数。”
好了,世界上最强大的心脏就聊到这儿。
关注法兰西is培根,为你讲解自然界的秘密,下集见。