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タコは心臓が3つある？体の不思議

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3つの心臓は、それぞれ何をしているの？

3つの心臓には、はっきりした役割の分担があります。左右のえらの根元に1つずつある「えら心臓」は、酸素を使い終わった血を、えらへ押し込む係です。

えらで酸素を受け取った血は、真ん中の「主心臓（体心臓）」に集まります。主心臓はそれを、頭や8本の腕へ送り出します。

人間の心臓は1つですが、中は右と左に分かれています。右側が肺へ、左側が全身へ血を送るので、ポンプが2段になっている点は同じです。タコはこの2段のポンプを、別々の臓器に分けて持っていることになります。えら心臓が2つあるのは、えらが左右に1枚ずつあるからです。

タコの血は、なぜ青いの？

人間の血が赤いのは、酸素を運ぶヘモグロビンに鉄が含まれているからです。タコが使うのは「ヘモシアニン」というたんぱく質で、鉄のかわりに銅を持っています。ヘモシアニンの1つの単位には銅が2個あり、2個で酸素1つをつかまえます。この単位がいくつも集まった巨大な分子で、大きいものは重さが150万ダルトンを超えます。

この銅が酸素と結びつくと、血は青く色づきます。逆に酸素を手放した血は、ほとんど無色です。タコの血がいつも青いわけではなく、えらで酸素を受け取った直後がいちばん青いのです。

ヘモシアニンを使うのはタコだけではありません。イカなどの軟体動物の一部や、エビ・カニ・カブトガニといった節足動物も同じ仕組みで酸素を運んでいます。陸の生き物では、タランチュラやサソリ、ムカデも仲間です。

青い血は、医学の研究にも使われています。アメリカ西海岸にすむスカシガイの仲間（学名メガツラ・クレヌラータ）のヘモシアニンは、免疫のはたらきを刺激する物質として知られています。

青い血の正体は、だれが見つけたの？

突き止めたのは、ベルギーの生理学者レオン・フレデリックです。当時はヘント大学の研究者でした。フランス・ブルターニュ地方のロスコフにある臨海実験所でタコを解剖していた彼は、えらに入る血とえらから出る血で色が違うことに気づきます。

脊椎動物と同じように、酸素を運ぶ物質があるはずだ。そう考えて調べると、鉄ではなく銅が見つかりました。彼はこの物質を「ヘモシアニン」と名づけ、1878年にパリの科学アカデミーの報告集で発表しています。論文はアカデミーでも高く評価されました。

リエージュ大学は、ヘモシアニンをヘモグロビンに次いで2番目に広く使われている酸素の運び屋だと紹介しています。フレデリックは翌年リエージュ大学に移り、生理学の教授になりました。のちに彼は、背骨のある動物とない動物で、酸素を運ぶ別々のたんぱく質が同じ役目を果たすように進化してきたことも示しています。

なぜ心臓が3つも必要なの？

ヘモシアニンは、運べる酸素の量が少ないからです。多くのヘモシアニンは、同じ量の血液で比べると、ヘモグロビンのおよそ4分の1しか酸素を運べないとされています。

運ぶ物質のある場所も違います。人のヘモグロビンは赤血球という小さな袋にぎっしり詰め込まれていますが、ヘモシアニンは血液そのものに溶けています。たくさん溶かせば運べる量は増えますが、そのぶん血はどろりと重くなります。重い血を体じゅうに回すには、強い圧力が要ります。

積める量が少なく、しかも重い血を回し続けるには、ポンプを増やすのが近道です。えら心臓が、えらの細い血管に血を押し通す役を引き受けます。主心臓は、その血を全身へ送ることに専念できます。3つの心臓は、運ぶ力の弱さをポンプの数で補うしくみです。

泳ぐと心臓が止まるって本当？

本当です。タコは胴に吸い込んだ水を一気に噴き出す「ジェット推進」で泳ぎます。このとき胴の中の圧力が上がり、心臓へ戻るはずの血がせき止められます。

1987年に発表されたマダコの研究では、ジェット推進の最中に主心臓が止まることが確かめられました。一方、海底を動き回っているときは、血圧も血流もおよそ2倍に上がります。心拍数はあまり変わらず、1回の拍動で送り出す血の量を増やして対応していました。

同じ研究は、ジェット推進で数メートルを超えて移動するのは無理だと結論づけています。泳いでいるあいだに作れる「酸素の借金」が小さいためです。その量は、体重1キログラムあたり約22ミリリットルの酸素にすぎません。タコが海底をはうように移動することが多いのは、体のつくりから来た事情です。

イカにも心臓は3つあるの？

あります。イカやコウイカは、タコと同じ鞘形類（しょうけいるい）というグループです。えら心臓2つと主心臓1つを持ち、酸素と結びつくと血が青くなるのも同じです。

貝の仲間と比べると、タコやイカの特別さが見えてきます。タコやイカを含む頭足類は、軟体動物の中でただ1つ、血が血管の中だけを回る「閉鎖血管系」を持つグループです。アサリやカタツムリなど多くの軟体動物では、血の一部が血管を出て、体のすき間を流れています。

閉じた配管の中で血を回すには、細い毛細血管まで血を押し通す力が要ります。えら心臓が受け持つのは、そのうち、えらの毛細血管に血を通す部分です。頭足類は、現生種だけで約800種が知られています。

冷たい海のタコは、青い血をどう使っているの？

ヘモシアニンは寒さに強い面があります。冷たくて酸素の少ない環境では、ヘモグロビンより効率よく酸素を運べることが知られています。

ただし、冷たすぎると別の問題が出ます。ドイツのアルフレッド・ウェゲナー研究所のミヒャエル・エラーマンは、南極の海にすむタコ（パレレドネ・シャルコティ）を調べました。氷点下に近い水では、酸素がヘモシアニンにしがみつき、体の中で手放しにくくなります。

このタコの血には、暖かい海のタコ2種と比べて、平均で40％多いヘモシアニンが含まれていました。量を増やすことで、手放しにくさを補っていると考えられています。同じ青い血でも、すむ海の温度に合わせて中身が調整されているのです。

タコの体の不思議は、心臓だけではありません。神経細胞は5億個を超え、犬と同じくらいの数です。その3分の2は腕にあります。種類はおよそ300種で、寿命は長くても4年ほどです。深海から浅瀬まで、どんなタコがどんな体で暮らしているかは、写真で見比べると一気に実感がわきます。世界のイカとタコを集めた図鑑が、その入り口になります。

まとめ

タコの心臓は、えら心臓2つと主心臓1つの3つです。酸素を運ぶヘモシアニンが銅を使い、運べる量が少ないので、ポンプの数で補っています。血が青いのも、ジェット推進で主心臓が止まるのも、同じ「銅の血」から来た特徴です。

次に水族館でタコを見たら、胴がゆっくり膨らんでは縮む様子を眺めてみてください。その胴の中で、えらと3つの心臓が休まず働いています。

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