Jak mocarne jest serce żyrafy?

Ana­to­mia żyrafy nasuwa przy­naj­mniej dwie fra­pu­ją­ce wąt­pli­wo­ści. Po pierw­sze, jak nie­zwy­kły musi być układ krą­że­nia zdolny do pom­po­wa­nia krwi na wyso­kość się­ga­ją­cą ponad pięciu metrów? Po drugie, czy gdyby afry­kań­ski ssak nosił krawat, to zakła­dał­by u pod­sta­wy swojej szyi, czy na górze, tuż pod głową?

Może sprawę krawata zostaw­my na inną okazję i skupmy się na pierw­szej kwestii. Dzięki długim nogom i równie impo­nu­ją­cej szyi, żyrafy mogą bez­pro­ble­mo­wo skubać listki drzew zawie­szo­ne na wyso­ko­ści dru­gie­go piętra. Karol Darwin uważał, że w ten sposób cent­ko­wa­ny zwie­rzak zare­zer­wo­wał sobie stały dostęp do poży­wie­nia, bez wcho­dze­nia w rywa­li­za­cję z innymi rośli­no­żer­ca­mi. Jednak ta sprytna stra­te­gia ewo­lu­cyj­na miała również wysoką (dosłow­nie) cenę.

Fizyka pozo­sta­je nie­ubła­ga­na: dopom­po­wa­nie krwi do głowy poło­żo­nej na szczy­cie 2,4‑metrowej szyi wymaga utrzy­ma­nia wyso­kie­go ciśnie­nia, a do tego potrze­ba odpo­wied­nio mocnej pompy. I rze­czy­wi­ście, ciśnie­nie krwi żyrafy wynosi 280/180 mm Hg (mili­metr słupa rtęci, taka dziwna jed­nost­ka równa 133,3 paska­lom) i jest średnio dwa razy wyższe niż ciśnie­nie zdro­we­go doro­słe­go czło­wie­ka. Cały układ napędza serce żyrafy mające niemal pół metra śred­ni­cy i ważące 11 kilogramów.

Serducho godne pozazdroszczenia!

Tak by się zdawało. Zwłasz­cza, kiedy porów­na­my ten organ z naszymi cher­la­wy­mi pikaw­ka­mi ważą­cy­mi około 350 gramów. Mimo to, bio­lo­dzy zdają się nie­wzru­sze­ni wielkim ser­du­chem żyrafy. 

Jasne, ma ono sporą masę, ale jego sto­su­nek do wagi całego ciała, wynosi około 0,6–0,8%, więc rela­tyw­nie nie­wie­le więcej niż w przy­pad­ku czło­wie­ka. Zdaniem fizjo­lo­gów ssak funk­cjo­nu­je spraw­nie nie tyle przez wiel­kość mięśnia, co dzięki jego kon­struk­cji. Mia­no­wi­cie, ściany prawej komory odpo­wia­da­ją­cej za obsługę pobli­skich płuc, mają tylko 1 cen­ty­metr gru­bo­ści, ale już musku­lar­na lewa komora, ma ściany grube na około 7 cen­ty­me­trów! To właśnie ona pozo­sta­je naj­bar­dziej obcią­żo­na i bierze na siebie ciężar dopom­po­wy­wa­nia krwi aż do głowy. Poli­czo­no nawet, że zależ­nie od wzrostu różni się również sze­ro­kość ścian: prze­cięt­nie pół cen­ty­me­tra gru­bo­ści mięśnia, na każde 15 cm dłu­go­ści szyi.

Do tego docho­dzi cała kolek­cja “zaworów” na głównej tętnicy, które nie pozwa­la­ją na cofanie krwi i po popy­cha­ją ją w kie­run­ku głowy.

Kiedy zbyt szybko wstanę z krzesła kręci mi się w głowie. Jak żyrafa tego unika?

Przede wszyst­kim pro­wa­dzi zdrowy, aktywny tryb życia i nie spędza tyle czasu przed monitorem. 

A tak serio?

Oglą­da­jąc nagra­nia z sawanny często widzimy, że korzy­sta­ją­ca z wodo­po­ju żyrafa potrafi nad­spo­dzie­wa­nie szybko opusz­czać głowę, a spło­szo­na, jeszcze szyb­ciej ją podnosi – nie dozna­jąc przy okazji omdle­nia czy udaru. To jedna z naj­czę­ściej dys­ku­to­wa­nych zagadek doty­czą­cych tych zwie­rząt i wciąż poświę­ca się jej całe publikacje.

Przy­kła­do­wo, biolog Chri­stian Aalkjær odkrył nie­daw­no, że gdy głowa żyrafy opada, duże żyły szyi maga­zy­nu­ją dodat­ko­wo ponad litr krwi, dzięki czemu ta nie trafia od razu do serca, zmniej­sza­jąc ciśnie­nie. (Badania pro­wa­dzo­no przez pod­no­sze­nie i opusz­cza­nie szyi… uśpio­nej żyrafy). Zna­cze­nie wydaje się mieć również pozycja podczas spo­ży­wa­nia wody. Roz­su­nię­cie nóg oczy­wi­ście przede wszyst­kim pomaga pochy­le­niu, ale przy okazji w takiej pozycji serce znaj­du­je się bliżej ziemi, a skró­ce­nie (pio­no­wej) odle­gło­ści między koń­czy­na­mi, sercem i szyją, sprzyja wyrów­na­niu ciśnienia.

Prze­cią­że­nia to jednak problem nie tylko dla głowy, ale również dla dolnych partii ciała. (Nogi żyrafy są pro­por­cjo­nal­nie jeszcze dłuższe niż szyja!) Naczy­nia krwio­no­śne w stopach, znaj­du­ją­ce się daleko poniżej serca, muszą stale znosić wysokie ciśnie­nie, co niesie ryzyko obrzę­ków i wylewów. Żeby temu zapo­biec, żyrafy dys­po­nu­ją nie­zwy­kle umię­śnio­ny­mi nogami, na dodatek bardzo ciasno opię­ty­mi skórą. Działa to trochę tak, jak gdyby zwie­rzak stale nosił zabez­pie­cza­ją­ce koń­czy­ny poń­czo­chy albo opaski uciskowe.

Wszyst­kie te triki okazują się całkiem sku­tecz­ne, ponie­waż żyrafa należy do naj­bar­dziej dłu­go­wiecz­nych miesz­kań­ców sawanny, doży­wa­jąc niemal do czter­dziest­ki. Oczy­wi­ście, o ile wcze­śniej nie wpadnie w pazury wygłod­nia­łych lwów.

Skoro długa szyja tak dobrze działa, to dlaczego inne zwierzęta takiej nie mają?

Prze­cież żyrafa nie jest pierw­szym stwo­rze­niem, który poszedł podobną ścieżką ewo­lu­cyj­ną. Wśród wymar­łych 65 milio­nów lat temu dino­zau­rów ist­nia­ła cała grupa zauro­po­dów, przy których żyrafy wypa­da­ją bardzo skrom­nie. Bra­chio­zaur, widocz­ny choćby w kla­sycz­nym Juras­sic Park osiągał masę kil­ku­dzie­się­ciu ton, a jego wyso­kość prze­kra­cza­ła 13 metrów – ponad dwu­krot­nie więcej od żyrafy.

Mamy prawo zakła­dać, że wymarłe olbrzy­my zmagały się z podob­ny­mi kło­po­ta­mi z krą­że­niem, ale na jeszcze większą skalę. Stąd wiemy, że serce zauro­po­da było prze­po­tęż­ne i mogło odpo­wia­dać nawet za 5% masy całego cielska. Stwór praw­do­po­dob­nie nie pod­no­sił do końca swojej głowy, a jego reakcje oraz tryb życia pozo­sta­wa­ły mocno anemiczne.

A TAK W OGÓLE TO… Pisząc o szyi żyrafy nie da się nie wspo­mnieć o ana­to­micz­nym feno­me­nie doty­czą­cym nerwu krta­nio­we­go. Chodzi o długi nerw cią­gną­cy się od czaszki aż klatki pier­sio­wej, gdzie zawija się pod tętnicą pod­oboj­czy­ko­wą lub aortą i biegnie znów w górę ku krtani. Jeśli za tą absur­dal­nie wydłu­żo­ną drogą stał jakiś pro­jek­tant, był fatal­nym inży­nie­rem. Patrząc na to od strony ewo­lu­cyj­nej, taka kon­struk­cja została po prostu odzie­dzi­czo­na przez żyrafy po ich niż­szych przod­kach, a sam nerw roz­cią­gał się wraz z rosnącą szyją.