鳄鱼的心脏

    我们去体检的时候，通常都要测量血压。它实际上是血液流动时作用在动脉管壁上的压力。心脏收缩时，心室把血液压进动脉，产生一股压力，让血压达到最高。然后心脏舒张，来自心脏的压力没了，动脉血管由于弹性回缩，血液仍然会继续慢慢地流动，还会对血管产生一定的压力。医生在测量血压后会记下两个数据，例如“110/70”，就是分别代表在心脏收缩和舒张时血压让汞柱升高的高度（毫米）。

    如果没有血压，就不能推动血液流遍全身各处，特别是血液往上流的时候，还需要克服重力，需要的血压就更大了，最低也得保证能把血液输送到头部去。对于鳄鱼这样的爬行动物，头部和心脏基本上在同一高度，需要的血压不高，通常只要40毫米汞柱的血压，能把血液压到体表的毛细血管就行了。人的身体就像是鳄鱼转了个90度立起来，通常至少需要100毫米汞柱的血压才能让血液流到头顶，否则就会因为大脑缺血而晕倒——身体变成像鳄鱼一样的姿势，头和心脏处于同一位置，血液又能流到大脑。再想想头高高在上的长颈鹿吧，它需要有一个橄榄球那么大的心脏来产生极高的血压——高达300毫米汞柱。

    心脏不仅要把血液输送到头、脚，还要送到肺，在那里吸收氧气，排出二氧化碳。为此，肺的表面充满了薄薄细细的毛细血管，以便进行气体交换。但这也使得肺的结构非常脆弱，如果以100乃至300毫米汞柱的血压把血液压到肺，肺表面的血管将会破裂。鸟类和哺乳动物采取一个巧妙的方法解决了这个问题：把心脏分割成互不相干的左右两个部分，右边管肺循环，左边管体循环。体循环的静脉血进入右心房，右心室以较低的压力（人的肺动脉收缩压只有大约22毫米汞柱）把血液送到肺部，完成气体交换后，送到左心房。左心室的肌肉比右心室发达得多，产生的压力也大得多，由它把血液压到主动脉，输送到除了肺部以外的全身各处。然后血液又回到右心房，如此周而复始。人的心脏的左右两边实际上可以看成是两个独立的心脏。

    爬行动物则不同，它们的血压本来就低，不必担心会把肺压坏，所以没有必要分隔两个心室，左右心室可以相通，实际上是一个心室。但奇怪的是，鳄鱼的心脏却有两个分隔的心室，看上去更像鸟、哺乳类的心脏，仔细看却又与鸟、哺乳类的心脏不同。鸟、哺乳类的右心室连着肺动脉，左心室连着主动脉，肺循环、体循环分得清清楚楚，但是鳄鱼多出了一条主动脉：它的右心室除了连着肺动脉，还连着一条主动脉。也就是说，鳄鱼的右心室既可以把血送到肺部，也可以送到身体其他部位。在鳄鱼右心室与肺动脉交界的地方，有一片齿状的瓣膜控制血液的流向，它开着的时候，血才被送到肺部，合上时，右心室则把血液压到主动脉，送到其他地方。

    为什么会有这种奇特的构造呢？鳄鱼的大部分时间沉没在水里等待猎物，与空气隔绝，这时候把血送到肺部也不能交换气体，是一种浪费。这时右心室的齿状瓣膜是关闭着的，从身体各部位收集来的静脉血本来要送去肺部进行气体交换，这时却重新被送到身体各部位去了。静脉血虽然含氧量较少，但是还可被重新利用。通过多次体循环充分利用血中的氧，可能是鳄鱼能在水底一待几个小时不用浮到水面换气的一个因素。当鳄鱼浮到水面上时，它会分泌肾上腺素刺激齿状瓣膜打开，这样静脉血才被送到肺部换气。这样的设计是不是比鸟、哺乳类的心脏更先进？

    有意思的是，鳄鱼在胚胎发育过程中，它的心脏是把肺、体循环完全分离的，到发育的后期才出现特殊的构造。这就意味着鳄鱼祖先的心脏很可能和鸟、哺乳类一样，难道鳄鱼祖先也有血压高的问题吗？是的，从化石来看，鳄鱼祖先生活在陆地，有很长的腿，有些种类还用两条腿奔跑，头的位置比较高，所以和鸟、哺乳类一样要有较高的血压和分隔的左右心脏。

    鸟、哺乳类血压高的一个好处是血流量比较大，可以满足较高的新陈代谢率，以维持恒定的体温。因此，我们可以推测，鳄鱼祖先很可能是恒温动物。后来鳄鱼改变了生活方式，对长久静止待在水中的生活来说，体温恒定并无好处，于是鳄鱼又进化成了冷血动物。我们总以为恒温动物是从冷血动物进化来的，其实有时也可以反过来。

    最古老的鳄鱼属于初龙。初龙的后裔除了进化成鳄鱼，还有一支进化成恐龙。有的恐龙的脖子非常长，甚至比长颈鹿还长，它们必定需要很高的血压才能给大脑供血，因此它们的心脏也应该和鸟、哺乳类一样有四个腔，并拥有分离的肺、体循环。1993年，在美国南达科他州首次发现恐龙心脏化石，其构造的确和预料的一样。这也表明恐龙可能是恒温动物。</p>

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