У каких беспозвоночных транспортную функцию осуществляет кровь
Обновлено: 19.05.2024
Организму для поддержания своей жизнедеятельности постоянно нужны приток питательных веществ, удаление образовавшихся отходов, а также кислород для дыхания. У одноклеточных организмов доставка и удаление веществ (их транспорт) осуществляется главным образом в результате движения цитоплазмы. У многоклеточных для выполнения этой функции в процессе эволюции сформировалась специализированная жидкостная система транспорта веществ — сосудистая система. По сосудам вещества перемещаются с жидкостями: кровью, тканевой жидкостью, лимфой — у животных и растительным соком — у растений.
Транспорт веществ — это процесс переноса необходимых веществ по организму к клеткам и внутрь клеток, а также удаление отработанных веществ.
Следует заметить, что у многих мелких беспозвоночных животных (например, у медуз, гидры, коралловых полипов, губок, коловраток и плоских червей) сосудистой системы нет. Строение их тела достаточно простое, и транспорт веществ внутри организма обеспечивается диффузией и теми потоками тканевых жидкостей, которые возникают при движении тела. У более сложных организмов транспорт веществ осуществляет главным образом кровеносная система.
Компоненты транспортной системы у животных
Сердце обеспечивает ток крови к жабрам или легким и к различным тканям.
Сосуды, несущие кровь от сердца к тканям тела, — артерии, а возвращающие кровь в сердце — вены; мелкие сосуды, соединяющие артерии и вены, — капилляры; сосуды, способствующие оттоку жидкости от тканей, — лимфатические сосуды. Артерии имеют более толстые стенки, у них больше, чем у вен, мышечных волокон и эластичных волокон соединительной ткани.
Капилляры — мельчайшие сосуды, имеющие диаметр (около 7 мкм у человека), достаточный лишь для прохождения одного эритроцита. Они могут сжиматься и пропускать очень малый ток крови, могут и вовсе закрываться. Капилляры располагаются между клетками большинства тканей тела. В тканях капилляры соединяют артериальные и венозные сосуды (через артериолы и венулы). Из капилляров кровь возвращается в сердце через вены.
Участок капиллярной сети в плавательной перепонке лапы лягушки: 1 — капилляр; 2 — артериола; 3 — венула; 4 — соединение между артериолами и венулами (анастомоз)
По сети капилляров — самых мелких сосудов — через их стенки осуществляется обмен с тканевой жидкостью, омывающей клетки организма. Мелкие молекулы и ионы свободно проходят сквозь стенки капилляров, поэтому здесь идет активная диффузия — из крови переходят наружу кислород и питательные вещества, а из тканей поступают двуокись углерода и конечные продукты обмена.
Капилляры — важнейшая часть сердечно-сосудистой системы, так как именно они обеспечивают обмен газами и питательными веществами между кровью и тканями. Остальные сосуды выполняют лишь транспортную функцию.
Лимфатическая транспортная система
По лимфатическим сосудам, не сообщаясь с артериями, тканевая жидкость может возвращаться в кровяное русло. Помимо сосудов, в лимфатической системе имеются узлы, встречающиеся в разных частях тела, но всегда расположенные по ходу лимфатических сосудов.
Сосудистая система — это транспортный путь, по которому питательные вещества доставляются во все части тела организма и удаляются продукты обмена. А непосредственную доставку и удаление веществ осуществляют тканевая жидкость, кровь и лимфа (у животных), растворы минеральных и органических веществ (у высших растений).
Тканевая жидкость содержится в межклетниках и околоклеточных пространствах тканей и органов позвоночных. Вместе с кровью и лимфой она составляет внутреннюю среду организма. Из тканевой жидкости клетки получают питательные вещества и в нее отдают продукты обмена. Объем этой жидкости в организме достаточно велик, например, у человека он составляет в среднем 26,5 % общей массы тела. Оттекая от органов в лимфатические сосуды, тканевая жидкость превращается в лимфу.
Постоянный перенос кислорода и углекислого газа — одна из важнейших функций крови.
Красный цвет крови придает белок — пигмент гемоглобин, содержащийся в эритроцитах (у позвоночных животных) или в гемолимфе (у большинства беспозвоночных). Гемоглобин содержит четыре атома железа, каждый из которых способен связывать молекулу кислорода. Кроме того, гемоглобин связывает значительное количество двуокиси углерода и переносит ее в легкие, откуда она удаляется с выдыхаемым воздухом.
У позвоночных животных и у человека циркулирующая кровь нигде не соприкасается с тканевой жидкостью и клетками, удаленными от сосудов, хотя плазма может свободно проникать через стенки сосуда. Такая кровеносная система называется замкнутой. У некоторых беспозвоночных животных (членистоногих, многих моллюсков и асцидий) кровеносная система является незамкнутой: у них из артерий кровь поступает в ткани и смешивается с тканевой жидкостью, а затем попадает в вены и сердце.
У некоторых организмов с незамкнутой кровеносной системой функцию крови выполняет гемолимфа, которая осуществляет транспорт O2, CO2, питательных веществ и продуктов выделения. Гемолимфа — обычно бесцветная или зеленоватая жидкость, циркулирующая в сосудах и межклеточных полостях тела. В гемолимфе содержатся различные клеточные элементы, а также дыхательные пигменты — гемоцианины и гемоглобины. Эти пигменты находятся в растворенном состоянии. Гемоцианин, как и гемоглобин, также осуществляет транспорт кислорода благодаря присутствию в своей в своей молекуле атома меди, но имеет более низкую кислородную емкость, чем гемоглобин.
Плазма — жидкая часть крови, содержащая растворенные минеральные и органические вещества — аминокислоты, белки, жиры, углеводы (глюкозу). По солевому составу она практически идентична тканевой жидкости. Специфические белки плазмы — это альбумины, глобулины и фибриноген. Основная функция альбуминов — удержание воды в плазме за счет осмоса. Глобулины определяют иммунные свойства организма, связывая чужеродные для него вещества. Фибриноген является важным фактором свертывания крови — защитной реакцией, предохраняющей организм от кровопотерь. Помимо фибриногена в этом процессе принимают участие и некоторые белки-глобулины.
Лимфа — бесцветная непрозрачная жидкость с увеличенным содержанием эмульгированного жира. По щелочной реакции (pH 7,4-9) и по составу солей лимфа очень близка к крови, но в ней меньше белков и свертывается она заметно медленнее крови. Основные функции лимфы — трофическая (перенос питательных веществ, преимущественно жиров) и защитная (в лимфу легко проникают яды и бактериальные токсины, нейтрализующиеся затем в лимфатических узлах).
Движение крови, происходящее благодаря координированной работе органов кровообращения — сердца и кровеносных сосудов, определяет ее транспортную функцию, обеспечивающую обмен веществами между организмом и внешней средой.
Филогенез кровеносной системы в ряду беспозвоночных животных.
У многих беспозвоночных животных сосудистой системы как таковой нет. В частности, у губок, кишечнополостных и плоских червей транспорт питательных веществ и кислорода в разные части тела осуществляется путем диффузии их тканевых жидкостей. Однако у организмов других групп появляются сосуды, обеспечивающие циркуляцию тканевой жидкости в определенных направлениях. В начале развиваются примитивные сосуды, но в результате развития в сосудах мышечной ткани они в дальнейшем оказываются способными к сокращению. Параллельно развивается в кровь жидкость, заполняющая сосуды.
Кровеносная система впервые встречается (развивается) у кольчатых червей, у которых она является замкнутой, представляя собой систему, состоящую из верхнего спинного и нижнего брюшного сосудов, объединенных кольцевыми сосудами, опоясывающими кишечник. Кроме того, от спинного и брюшного сосудов отходят более мелкие сосуды к стенкам тела. К головному отделу кровь идет по спинной стороне, а к заднему -- по брюшной.
У членистоногих, кровеносная система не замкнута, т. к. сосуды открываются в полость тела. Спинной сосуд разделяется перегородками (клапанами) на отдельные камеры -- сердца, сокращения которых заставляют проходить кровь в артерии, а из последних -- в пространства между органами. Из этих пространств кровь затем поступает в околосердечную полость.
У моллюсков кровеносная система тоже не замкнута и представлена сердцем, состоящим из нескольких предсердий и желудочка, а также артериальными и венозными сосудами. Вены впадают в предсердие, тогда как артерии отходят от желудочка.
Кровь у беспозвоночных несет кислород к тканям, удаляет двуокись углерода и транспортирует питательные вещества, гормоны, а также шлаковые продукты азотистого обмена. Кровь беспозвоночных по сравнению с кровью позвоночных содержит меньшее количество белков и форменных элементов. Единственным форменным элементом крови большинства беспозвоночных являются лейкоциты. Поэтому очень простой состав крови у беспозвоночных компенсируется разными способами транспорта кислорода, при которых используются гемоглобин, гемоцианин или другие дыхательные пигменты.
Предполагают, что развитие гемоглобина беспозвоночных шло независимо от развития гемоглобина позвоночных, поскольку этот пигмент у них обладает несколько отличной функцией. В частности, у беспозвоночных он выполняет запасательную функцию, обеспечивая защиту против недостатка кислорода в неблагоприятной среде.
По мере усложнения организации живых существ отмечается повышение количества кислорода в крови, т. е. повышается кислородная способность дыхательных пигментов.
Считают, что гемоглобин имеет древний возраст. Поскольку некоторые бактерии синтезируют гемопротеин, содержащий участки с аминокислотным составом, близким к последовательностям глобинов высших эукариотов, то предполагают, что гемоглобин впервые возник еще у прокариот. Однако не исключено, что у эукариот и прокариот имела место конвергентная эволюция.
Гемоглобин встречается у плоских, круглых и кольчатых червей, членистоногих, моллюсков, иглокожих, рыб, земноводных, рептилий, птиц, млекопитающих. Молекулярная масса гемоглобина беспозвоночных колеблется в пределах 17 000-2 750 000. У многих членистоногих и моллюсков встречается гемоцианин, представляющий собой медьсодержащий белок молекулярной массой 400 000--5 000 000. Дыхательный пигмент обеспечивает у беспозвоночных буферную способность крови. Кроме того он ответственен и за осмотический баланс кровяной жидкости. Большинство насекомых не содержит совсем дыхательного пигмента, имея в крови растворенный кислород.
У хордовых кровеносная система характеризуется дальнейшим совершенствованием. У них развиваются сердце, сосуды, кровь.
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА ЛАНЦЕТНИКА
Кровеносная система ланцетника замкнутая, круг кровообращения один, кровь бесцветная, сердце отсутствует (рис. 2). Его функцию выполняет пульсирующий сосуд – брюшная аорта, расположенный под глоткой. В результате его пульсации венозная кровь из брюшной аорты поступает в многочисленные (100-150 пар) приносящие жаберные артерии.
Через стенки этих артерий, расположенных в перегородках между жаберными щелями, происходит газообмен и, образующаяся при этом, артериальная кровь по дистальным концам жаберных артерий собирается в парные корни аорты, которые, сливаясь, переходят в непарный сосуд – спинную аорту, тянущуюся под хордой назад. От корней аорты к переднему концу тела кровь поступает по сонным артериям.
После газообмена образуется венозная кровь, которая из капилляров тканей собирается в вены. Вены переднего и заднего отделов тела сливаются в парные передние и задние кардинальные вены, которые, соединяясь, образуют правый и левый кювьеровы протоки.
Непарная хвостовая вена переходит в подкишечную вену, которая подходит к печеночному выросту и образуют в нем воротную систему, которая на выходе образуют печеночную вену. Из печеночной вены и кювьеровых протоков кровь поступает в брюшную аорту.
Рисунок 2. Строение кровеносной системы ланцетника. 1. Брюшная аорта 2. Жаберные приносящие артерии 3. Жаберные выносящие артерии 4. Корни спинной аорты 5. Сонные артерии 6. Спинная аорта 7. Кишечная артерия 8. Подкишечная вена 9. Воротная вена печени. 10. Печеночная вена 11. Правая задняя кардинальная вена 12. Правая передняя кардинальная вена 13. Общая кардинальная вена
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА РЫБ
Кровеносная система рыб замкнута, круг кровообращения один. Сердце двухкамерное (рис.3), состоит из желудочка и предсердия. К последнему примыкает венозный синус, в который собирается венозная кровь из органов.
Рисунок 3. Строение кровеносной системы и сердца рыбы. 1. Венозный синус 2. Предсердие 3. Желудочек 4. Луковица аорты 5. Брюшная аорта 6. Жаберные сосуды 7. Левая сонная артерия 8. Корни спины аорты 9. Левая подключичная артерия 10. Спинная аорта 11. Кишечная артерия 12. Почки 13. Левая подвздошная артерия 14. Хвостовая артерия 15. Хвостовая вена 16. Правая воротная вена почек 17. Правая задняя кардинальная вена 18. Воротная вена печени 19. Печеночная вена 20 Правая подключичная вена 21. Правая передняя кардинальная вена 22. Общая кардинальная вена
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА ЗЕМНОВОДНЫХ
Кровеносная система земноводных имеет определенные черты прогрессивной организации, что связано с наземным образом жизни и появлением легочного дыхания.
Рисунок 4. Строение кровеносной системы и сердца амфибии 1. Венозный синус 2. Правое предсердие 3. Левое предсердие 4. Желудочек 5. Артериальный конус 6. Левая легочная артерия 7. Левая дуга аорты 8. Сонные артерии 9. Левая подключичная артерия 10. Левая кожная артерия 11. Кишечная артерия 12. Почки 13. Левая подвздошная артерия 14. Правая подвздошная артерия 15. Воротная вена почек 16. Брюшная вена 17. Воротная вена печени 18. Печеночная вена 19. Задняя полая вена 20. Кожная вена 21. Правая подключичная вена 22. Правая яремная вена 23. Передняя полая вена 24. Легочные вены 25. Спинная аорта.
Сердце трехкамерное (рис. 4), состоит из двух предсердий, желудочка, венозного синуса и артериального конуса. Имеются два круга кровообращения, однако артериальная и венозная кровь частично смешиваются. Из желудочка кровь выходит одним потоком через артериальный конус, от которого берет начало брюшная аорта, разделяющаяся на три пары больших сосудов:
1) кожно-легочные артерии,
3) сонные артерии.
Но состав крови в этих сосудах различен, что обусловлено следующими особенностями сердца:
а) наличие в желудочке на задней стенке мышечных тяжей (трабекул), образующих многочисленные карманы;
б) отхождение артериального конуса от правой половины желудочка сзади;
в) наличие в артериальном конусе спирального лопастевидного клапана, перемещающегося в связи с сокращением стенок артериального конуса.
Во время систолы предсердий в желудочек поступает артериальная кровь из левого предсердия и венозная – из правого. В мышечных карманах часть крови задерживается, а смешивается лишь в середине желудочка. Поэтому во время диастолы (расслабления) желудочка в нем находится кровь разного состава: артериальная, смешанная и венозная.
При сокращении (систоле) желудочка в артериальный конус устремляется прежде всего венозная кровь из правых карманов желудочка. Она попадает в кожно-легочные артерии. При дальнейшем сокращении желудочка в артериальный конус поступает следующая, наибольшая по объему порция крови из средней части желудочка – смешанная. В связи с нарастанием давления в артериальном конусе спиральный клапан отклоняется влево и закрывает собой отверстие легочных артерий. Поэтому смешанная кровь поступает в следующую пару сосудов – дуги аорты. Наконец, на высоте систолы желудочка в артериальный конус поступает артериальная кровь из наиболее отдаленного от него участка – из левых карманов желудочка. Эта артериальная кровь направляется в незаполненную еще последнюю пару сосудов – в сонные артерии.
Кожно-легочное артерии недалеко от легких разветвляются на две ветви – легочную и кожную. После газообмена в капиллярах легких и в коже артериальная кровь поступает в вены, направляющиеся к сердцу. Это малый круг кровообращения. Легочные вены впадают в левое предсердие, кожные вены несут артериальную кровь в передние полые вены, впадающие в венозный синус. Следовательно, в правое предсердие поступает венозная кровь с примесью артериальной.
Дуги аорты, отдав сосуды к органам передней половины тела, соединяются и образуют спинную аорту, дающую сосуды к задней половине тела. Все внутренние органы снабжаются смешанной кровью, за исключением головы, куда поступает артериальная кровь из сонных артерий. Пройдя в капиллярах по органам тела, кровь становится венозной и поступает в сердце. Главнейшими венами большого круга являются: парные передние полые вены и непарная задняя полая вена, впадающие в венозный синус.
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ
Кровеносная система рептилий (рис. 5) отличается более высокой организацией:
1. Сердце трехкамерное, но в желудочке имеется неполная перегородка, поэтому артериальная и венозная кровь смешиваются в значительно меньшей степени, чем у амфибий.
2. Артериальный конус отсутствует и артерии отходят от сердца не общим стволом, как у амфибий, а самостоятельно тремя сосудами.
От правой половины желудочка отходит легочная артерия, разделяющаяся на выходе из сердца на правую и левую, несущие венозную кровь. От левой половины желудочка отходит содержащая артериальную кровь правая дуга аорты, от которой ответвляются две сонные артерии, несущие кровь к голове, и две подключичные артерии.
На границе между правой и левой половиной желудочка берет начало левая дуга аорты, она несет смешанную кровь.
Каждая дуга аорты огибает сердце: одна справа, другая слева и соединяются в непарную спинную аорту, которая тянется назад, отсылая ряд крупных артерий к внутренним органам.
Венозная кровь из передней части тела собирается по двум передним полым венам, а из задней части тела по непарной задней полой вене. Полые вены впадают в венозную пазуху, которая сливается с правым предсердием.
В левое предсердие впадают легочные вены, несущие артериальную кровь.
Рисунок 5. Строение кровеносной системы и сердца рептилии. 1.Правое предсердие. 2. Левое предсердие 3. Левая половина желудочка 4. Правая половина желудочка 5. Правая легочная артерия 6. Правая дуга аорты 7. Левая дуга аорты 8. Левый артериальный проток 9. Левая подключичная артерия 10. Левая сонная артерия 11. Кишечная артерия 12. Почки 13. Левая подвздошная артерия 14. Хвостовая артерия 15. Хвостовая вена 16. Правая бедренная вена 17. Правая воротная вена почек 18. Брюшная вена 19. Воротная вена печени 20. Печеночная вена 21. Задняя полая вена 22. Правая передняя полая вена 23. Правая подключичная вена 24. Правая яремная вена 25. Правая легочная вена 26 Спинная аорта
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА ПТИЦ
Кровеносная система птиц по сравнению с пресмыкающимися обнаруживает черты прогрессивной организации.
Сердце четырехкамерное, малый круг кровообращения полностью отделен от большого. От желудочков сердца отходят два сосуда. От правого желудочка по легочной артерии венозная кровь поступает в легкие, откуда по легочной вене окислившаяся кровь поступает в левое предсердие.
Сосуды большого круга начинаются от левого желудочка одной правой дугой аорты. Вблизи сердца от дуги аорты отходят правая и левая безымянные артерии. Каждая из них разделяется на сонную, подключичную и грудную артерии соответствующей стороны. Аорта, обогнув сердце, проходит под позвоночником назад. От нее отходят артерии к внутренним органам, задним конечностям и хвосту.
Венозная кровь из передней части тела собирается в парные передние полые вены, а из задней – в непарную заднюю полую вену, эти вены впадают в правое предсердие.
Рисунок 6. Строение кровеносной системы и сердца птицы. 1.Правое предсердие 2. Левое предсердие 3. Левый желудочек 4. Правый желудочек 5. Правая легочная артерия 6. Дуга аорты 7. Безымянная артерия 8. Левая сонная артерия 9. Левая подключичная артерия 10. Левая грудная артерия 11. Спинная аорта 12. Почки 13. Левая подвздошная артерия 14. Хвостовая артерия 15. Хвостовая вена 16. Правая бедренная вена 17. Правая воротная вена почек 18. Ключично-брыжеечная вена 19. Воротная вена печени 20. Печеночная вена 21. Задняя полая вена 22. Правая передняя полая вена 23. Правая яремная вена 24. Правая легочная вена
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Сердце, как и у птиц, четырехкамерное. Правая половина сердца, содержащая венозную кровь полностью отделена от левой - артериальной.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка легочной артерией, которая несет венозную кровь к легким. Из легких артериальная кровь собирается в легочные вены, которые впадают в левое предсердие.
Большой круг кровообращения начинается аортой, выходящей из левого желудочка (рис.).
Рисунок 7. Строение кровеносной системы и сердца млекопитающих. 1.Правое предсердие 2. Левое предсердие 3. Правый желудочек 4. Левый желудочек 5. Левая легочная артерия 6. Дуга аорты 7. Безымянная артерия 8. Правая подключичная артерия 9. Правая сонная артерия 10. Левая сонная артерия 11.Левая подключичная артерия 12. Спинная аорте 13. Почечная артерия 14. Левая подвздошная артерия 15. Правая подвздошная вена 16. Воротная вена печени 17. Печеночная вена 18. Задняя полая вена 19. Передняя полая вена 20. Правая подключичная вена 21. Правая яремная вена 22. Левая яремная вена 23. Левая подключичная вена 24. Верхняя межреберная вена 25. Безымянная вена 26. Полунепарная вена 27. Непарная вена 28. Легочные вены
В отличие от птиц аорта млекопитающих огибает сердце слева. От левой дуги аорты отходят три сосуда: короткая безымянная артерия, левая сонная артерия и подключичная. Обогнув сердце, аорта тянется назад вдоль позвоночника, от нее отходят сосуды к внутренним органам.
Венозная кровь собирается в заднюю и переднюю полые вены, которые впадают в правое предсердие.
Значение транспорта веществ в организме животных. Почти у всех животных имеется специальная система для транспорта и распределения веществ в организме. Исключение составляют кишечнополостные и плоские и круглые черви. Внутри тела этих организмов вещества проходят настолько незначительные расстояния, что вполне могут перемещаться путем диффузии. У планарии, например, кишечник сильно разветвлен, и его ветви отходят ко всем участкам тела (рис. 4.10), что сокращает путь питательных веществ к клеткам.
С увеличением размеров тела и сложности строения возрастает и количество поступающих в организм веществ. Расстояния, которые приходится проходить веществам, также увеличиваются, и для их распределения уже недостаточно простой диффузии. В связи с этим в процессе эволюции у животных сформировалась кровеносная система — система сосудов, по которым
циркулирует жидкость (кровь, гемолимфа). Кровеносная система служит для транспорта не только питательных веществ, но и газов, участвующих в процессе дыхания, продуктов распада, гормонов, антител и солей. Кроме того, у теплокровных животных (птиц, млекопитающих) с током крови переносится и равномерно распределяется в организме тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела и предупреждает перегрев глубоко расположенных органов.
Основные элементы кровеносной системы. У животных разныхгрупп развились разные по организации типы кровеносной системы. Однако в них можно выделить основные элементы, выполняющие у всех животных сходные функции.
1. Главный сократимый орган, служащий для проталкивания крови в системе кровообращения организма. В большинстве случаев таким органом является сердце.
2. Артериальная система, отвечающая за распределение и доставку крови от сердца ко всем органам и тканям и играющая таким образом, роль напорного резервуара.
3. Капилляры, благодаря которым происходит перенос веществ между кровью и клетками различных тканей организма.
4. Венозная система, представляющая собой резервуар для крови и обеспечивающая ее возврат к сердцу-
У всех животных однонаправленный ток крови (из сердца в артерии, затем в капилляры, вены опять в сердце) обеспечивается благодаря наличию клапанов, а просвет сосудов регулируется работой гладких мышц стенок сосудов, что дает возможность управлять количеством крови, протекающей по тому или иному сосудистому руслу, и тем самым перераспределять кровоток в организме.
Типы кровеносных систем. У [ животных встречается два типа кровеносной системы — замкнутый и открытый (незамкнутый).
При замкнутой кровеносной системе кровь циркулирует в замкнутой полости, в пределах которой она разносится от сердца по проводящим сосудам к органам и тканям и затем, не выходя из этой полости, возвращается к сердцу (рис. 4.11). Такая система свойственна кольчатым червям, хордовым и некоторым другим группам животных.
У круглоротых и рыб (кроме двоякодышащих) имеется один круг кровообращения. У двоякодышащих рыб (большинство вымерло, современные представлены шестью реликтовыми видами) и наземных позвоночных два круга кровообращения.
У многих беспозвоночных (моллюски, членистоногие) кровеносная система незамкнутая. В этом случае гемолимфа выбрасывается сердцем через артерию в полость тела и, не поступая в капилляры, непосредственно омывает ткани. Вены, по которым кровь возвращалась бы в сердце, отсутствуют, поэтому из полости тела кровь поступает непосредственно в сердце, проходя через клапаны, открывающиеся в момент его расслабления (рис. 4.12).
Важнейшими особенностями незамкнутой системы кровообращения являются обычно невысокое давление крови, трудности регулирования ее распределения и медленное возвращение крови к сердцу. В этом отношении замкнутая система кровообращения более динамична.
У большинства животных и человека всевещества, получаемые иливыделяемые их клетками, транспортируютсяс участием крови.У одних животных кровь движется в системе замкнутых сосудов (замкнутаякровеносная система), у других - по полостям
тела ичастично по сосудам (незамкнутаякровеносная система).
1. В связи с чем у животных возникла необходимость в развитии кровеносной системы?
1. Какие элементы кровеносной системы выполняют сходные функции у всех животных?
3. В чем состоят отличия в строении замкнутого и открытого типов кровеносных систем и особенности функционирования?
Это был многовековой исторический процесс развития и совершенствования строения тканей и органов.
В процессе зародышевого развития всех животных кровеносная система происходит из среднего зародышевого листка- мезодермы.
У губок, кишечнополостных и плоских червей перемещение питательных веществ и кислорода по организму осуществляется путем диффузного тока тканевой жидкости.
В процессе исторического развития животных появляются специальные пути, по которым идет циркуляция жидкости, - сосуды.
Дальнейшая эволюция кровеносной системы связана с развитием в стенках сосудов мышечной ткани: они начинают сокращаться.
Позже жидкость, заполняющая сосуды, превращается в особую ткань- кровь, в которой образуются различные кровяные клетки.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
А знаете ли вы, почему кровь красного цвета?
Красной ее делает атом железа в составе белка эритроцитов- гемоглобина.
Но многие животные имеют зеленую, голубую и даже фиолетовую кровь!
Например, у некоторых моллюсков атомов железа в белке крови гемэритрине в 5 раз больше, чем у человека.
Поэтому кровь при насыщении кислородом приобретает фиолетовый цвет.
А кольчатые черви, пиявки и морские беспозвоночные имеют в крови белок хлорокруорин, который придает крови зеленый цвет.
Конечно, красная кровь встречается среди членистоногих и моллюсков, но истинными носителями красной крови стали лишь позвоночные животные.
Кровеносная система бывает замкнутая и незамкнутая.
В замкнутой кровеносной системе кровь циркулирует только по сосудам, не проникая в полости тела.
Если сосуды открываются в полость тела или в специальные пространства (синусы и лакуны), то такую кровеносную систему считают незамкнутой.
Впервые замкнутая кровеносная система появилась у кольчатых червей.
У кольчатых червей имеется 2 сосуда: спинной и брюшной, которые связаны между собой кольцевыми сосудами, идущими вокруг пищевода.
Движение крови происходит по кругу: на спинной стороне кровь направляется к головному концу, на брюшной - назад, благодаря сокращению главных сосудов.
У членистоногих незамкнутая кровеносная система.
На спинной стороне членистоногих имеется крупный пульсирующий сосуд, разделенный на отдельные камеры, так называемые сердца, между ними имеются клапаны.
При последовательном сокращении сердец кровь поступает в сосуды, а затем изливается в щелевидные пространства между органами.
Отдав питательные вещества, кровь медленно стекает в околосердечную сумку, а потом через парные отверстия обратно в сердца.
Моллюски также имеют незамкнутую кровеносную систему. Их сердце состоит из нескольких предсердий и одного достаточно развитого желудочка. В предсердие впадают вены, а от желудочка отходят артерии.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Самые высокоразвитые моллюски- головоногие (осьминоги, кальмары, каракатицы) имеют местами замкнутую кровеносную систему.
А кровь у них отличается голубым цветом!
Это происходит за счет наличия в крови атома меди.
Поэтому белок, переносящий кровь, называется гемоцианин.
Также гемоцианин был обнаружен у паукообразных и ракообразных
Все хордовые имеют замкнутую кровеносную систему, но отличаются особенностями строения.
В частности у ланцетника, низшего хордового животного, нет сердца.
Роль сердца выполняет брюшная аорта, от которой отходят 100-150 пар жаберных артерий, несущих венозную кровь.
Проходя через жабры, кровь в артериях успевает окислиться. Через выносящие парные жаберные артерии артериальная кровь поступает в спинную аорту, затем в непарную спинную аорту, а после по сосудам ко всем частям тела.
У круглоротых (миноги, миксины) и рыб появляется двухкамерное сердце, которое имеет одно предсердие и один желудочек.
В сердце течет только венозная кровь.
Рыбы имеют один круг кровообращения, в котором не происходит смешения артериальной и венозной крови.
От сердца венозная кровь идет к жабрам, где насыщается кислородом и становится артериальной.
От жабр кровь разносится по всему телу.
В органах и мышцах кровь отдает кислород тканям и превращается в венозную, насыщенную углекислым газом, и вновь течет к сердцу.
Появлению второго круга кровообращения способствовал выход животных на сушу, где они начали использовать орган дыхания- легкие.
Сердце начинает перекачивать не только венозную, но и артериальную кровь.
Поэтому дальнейшая эволюция кровеносной системы происходит по пути разделения на два круга кровообращения и сердце разделяется перегородкой на отдельные камеры.
У взрослых земноводных сердце трехкамерное, которое не обеспечивает полного разделения двух кругов кровообращения.
Происходит смешение артериальной и венозной крови, за счет чего к органам течет смешанная кровь, насыщенная кислородом и углекислым газом.
Однако в мозг земноводных поступает чистая артериальная кровь.
А у головастиков строение кровеносной системы аналогично рыбам.
У рептилий желудочек уже разделен неполной перегородкой, и смешение артериальной и венозной крови наблюдается в меньшей степени, чем у земноводных.
У крокодила сердце имеет полную перегородку в желудочке и четыре камеры.
У птиц и млекопитающих сердце полностью разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка.
Два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь не смешиваются.
У всех эмбрионов позвоночных животных впереди от сердца закладывается непарная брюшная аорта, от которой отходят жаберные дуги артерий.
Они гомологичны артериальным дугам в кровеносной системе ланцетника.
Но у них число артериальных дуг небольшое и равняется числу висцеральных дуг.
Первые две пары дуг у всех позвоночных атрофируются.
Оставшиеся четыре дуги у рыб разделяются на приносящие к жабрам и выносящие из жабер жаберные артерии.
Третья артериальная дуга у всех позвоночных, начиная с хвостатых амфибий, превращается в сонные артерии и несет кровь к голове.
Четвертая артериальная дуга достигает значительного развития. Из нее у всех позвоночных животных, начиная с хвостатых амфибий, образуются дуги аорты.
У амфибий и рептилий парные, у птиц правая дуга (левая атрофируется), а у млекопитающих левая дуга аорты (правая атрофируется).
Пятая пара артериальных дуг у всех позвоночных, за исключением хвостатых амфибий, атрофируется.
Шестая пара артериальных дуг теряет связь со спинной аортой, из нее образуются легочные артерии.
Сосуд, связывающий во время зародышевого развития легочную артерию со спинной аортой, называется боталловым протоком.
Во взрослом состоянии он сохраняется лишь у хвостатых амфибий и некоторых рептилий. В результате нарушения нормального развития сосудов этот проток может сохранятся у других позвоночных, в том числе и у человека. В этом случае говорят о врожденном пороке сердца, для исправления которого необходимо оперативное вмешательство.
Читайте также: