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长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密

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倘若要于哺乳动物当中寻觅一个“头号高血压患者”,长颈鹿必定毫无悬念地位列其中。成年长颈鹿于心脏所在位置测量得出的平均动脉血压能够达到二零零至二五零毫米汞柱,要是置于人类身上,这已然属于危及生命的重度高血压状况,然而长颈鹿从幼至长,日复一日始终保持着这般高压,却依旧活得悠然自得、如常顺遂。

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图1)

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图2)

演化出如此之高的血压,全然是被两米多高的头部逼迫所致:血液垂直向上传输之际,每升高1米心脏便需额外增添一段压力以对抗重力,而要将血液稳固地送至高处的大脑,这本身就是一项极其困难的任务。代价十分明显,长颈鹿左心室的静息代谢能耗在全身所占比例达16%,换成体重相同的短脖子哺乳动物,此数字仅为9%。这份负担,连能喘息的机会都不存在:不管长颈鹿处于站着的状态,还是处于走路的情形,亦或是进行奔跑的时候,其血压始终全程处于高位,哪怕是低下头去喝水,体内那根深蒂固的高血压生理结构也绝不可能让压力降低下来。然而,给心脏减轻负担的答案,恰恰就隐藏在它们人人都能够看见的大长腿之中。

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图3)

长颈鹿那修长的四肢,直接将其胸腔以及心脏,“抬”至接近两米的离地高度,这使得心脏到脑部的垂直距离大幅缩短,原本需全力去克服的重力阻力直接减小,如此一来心脏便不用平白多出一份无用功了。研究者们曾虚构出一种结合伊兰羚羊短腿与长颈鹿长脖子的假想生物,若长颈鹿只剩长脖子腿却不长,那么为了把血送到同样的头部高度,平均动脉血压得进一步飙升,左心室的能耗更是会飞升到全身的21%。凭借长腿将心脏抬高,现实生活中的长颈鹿切实省下了全身5%的能量,一年下来等同于少吃1.5吨食物,处于资源紧张的非洲大草原,这份节省下来的能量很多时候便是生存下来至关重要的因素。

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图4)

有的人也许会打算,既然长长的腿能够抬高心脏的位置,那为何不干脆将心脏移到靠近脑袋的脖子那里呢?稍微计算一下就会明白这根本是行不通的:长颈鹿的心肺都必须处于相同水平的胸腔之中,肺毛细血管承受的压力有着明确的上限,只要心脏朝着脑袋的方向再多挪动35厘米,重力所带来的静水压就会突破临界点从而引发致命的肺水肿,长颈鹿会直接被自己的体液“淹”在肺部那里,这个方案从生理根源方面就走不通。

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图5)

对史前生物进行对比,会更具趣味性:有一种巨型蜥脚类恐龙,其脖子长度可达15米,倘若将脖子竖直向上抬起,按照理论推算,所需的血压足以摧毁整个身体系统,最终它们根本无法将脖子抬至远超肩膀,垂直挑战重力所能承受的上限,头部到心脏的垂直距离极限,一直都未超越成年长颈鹿所创造的陆生脊椎动物纪录。

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图6)

长颈鹿血压为何这么高?心脏全年无休打‘硬仗’的秘密(图7)

长脖子长颈鹿,长腿过分修长,喝水时得劈叉,放下上身去低头,这时心脏位置下移半米左右,整个姿势狼狈,还难快速起身,容易被盯上逃走困难;过长肢骨杠杆限制奔跑速度。不过这些小不便有好处,换来了更低心脏长期能耗,换来了独占高处金合欢树叶美食,这场演化交易对长颈鹿很划算。

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