Осьминоги имеют три сердца: два качают кровь в жабры, третье — в остальное тело.

Трёхсердечная система осьминога — один из самых необычных примеров эволюции кровообращения в животном мире. Два жаберных сердца (также называемые бранхиальными) проталкивают кровь через жабры, где она обогащается кислородом, а третье, главное сердце перекачивает уже насыщенную кислородом кровь во все остальные органы и ткани тела. Эта система была подробно описана в анатомических трудах XIX века и остаётся объектом изучения современной биологии благодаря уникальным физиологическим особенностям. Однако у этой архитектуры есть серьёзный недостаток: когда осьминог начинает плыть и мышцы требуют повышенного снабжения кислородом, главное сердце перестаёт эффективно биться из-за сокращения мышечной активности самого тела. В результате кровь циркулирует медленнее, клетки получают меньше кислорода, и животное быстро истощается. Именно поэтому осьминоги в природе предпочитают ползать по морскому дну, используя свои восемь гибких рук, а не полагаться на плавание. Активное плавание осьминог может себе позволить лишь короткие периоды, например при побеге от хищника. Эта особенность имеет важные следствия для понимания эволюции моллюсков и вообще инвертебратных животных. У рыб и позвоночных одно сердце справляется лучше, поскольку они эволюционировали совсем по другому пути. Для ученых и аквариумистов знание о третьем сердце осьминога критично — оно объясняет, почему осьминогам нужны просторные аквариумы с убежищами и сложные условия содержания.