какая кровеносная система у насекомых замкнутая или незамкнутая
Кровеносная система насекомых
Кровеносная система насекомых – система образований, по которым в организме насекомого перемещается гемолимфа.
Содержание:
Строение кровеносной системы
У насекомых кровеносная система имеет существенные отличия по строению от аналогичной системы органов других животных, стоящих на более высоких ступенях эволюционной лестницы. Самое главное из них заключается в том, что она незамкнутая, то есть, гемолимфа циркулирует не по закрытой сети артерий, вен и капилляров, а заполняет внутреннюю полость тела, изливается между органами и лишь частично проходит через сосуды. [1]
Главным структурным образованием кровеносной системы является спинной сосуд – крупная мышечная трубка, которая находится ближе к дорсальной части тела, в перикардиальном синусе. [1] Перикардиальный синус – это часть полости тела, отделенная от ниже лежащих органов спинной (верхней) мышечной диафрагмой. Помимо сосуда, в ней располагаются элементы жирового тела. [3] Спинной сосуд фиксирован к спинным склеритам при помощи коротких тяжей. [1]
поперечный срез тела» />
поперечный срез тела
Сердце насекомого, схема,
поперечный срез тела
поперечный срез тела» />
1 – тергит, 2 – сердце, 3 – верхняя диафрагма,
4 – клетки жирового тела, 5 – перикардиальные клетки
В спинном сосуде выделяют две части:
Сердце обычно проходит через все брюшко. Вокруг него могут находиться так называемые перикардиальные клетки, которые обладают способностью улавливать и накапливать в себе вещества, поступившие извне, например, хлорофилл, гемоглобин и др. [1]
Сердце достаточно длинное и состоит из нескольких камер, которые у живого насекомого пульсируют и прогоняют через себя кровь. Каждому сегменту тела, на протяжении которых расположен орган, обычно соответствует одна камера. «Своей» камеры, как правило, нет только у первого брюшного сегмента, так как в этом месте располагается переход в аорту. В аорте камер нет, она представлена простым трубчатым образованием. [3]
В каждой из камер сердца имеется пара отверстий, называемых устьицами, или остиями. Через них в сердце попадает кровь, и они же (вернее, из загнутые мембранозные края) могут выполнять функцию ограничителей, не дающих крови уходить в «неправильном» направлении. В этом смысле их можно сравнить с клапанами сердца млекопитающих, также обеспечивающими ток крови в определенном направлении. [1] [2]
Передняя часть сердца не замкнута, а задний конец слепо оканчивается. Непосредственно под этим органом, частично образуя его нижнюю стенку, находятся парные пучки мышц треугольной формы. Их называют крыловидными мышцами, они связаны с нижней стенкой сердца и входят в состав верхней мышечной диафрагмы тела насекомых. [1]
Аорта расположена кпереди от сердца, она обычно имеет меньший диаметр и располагается в грудном отделе тела, начинаясь в первом брюшном сегменте и продолжаясь по направлению к голове. У большинства насекомых она более или менее прямая, но, к примеру, у Пчел образует 18 плотно сложенных петель. [3]
место расположения пульсирующих органов» />
место расположения пульсирующих органов
Утолщения оснований усиков богомола –
место расположения пульсирующих органов
место расположения пульсирующих органов» />
Кровообращение
Через остии (устьица) кровь всасывается в камеры сердца. Это возможно благодаря пульсации самих камер и сокращению мышц диафрагм (как верхней, так и нижней). Во время пульсации происходит перемещение потока гемолимфы в направлении сзади наперед (еще одно отличие от высших животных, у которых кровь движется по телу преимущественно спереди назад). [1] [2]
Момент, когда камеры сердца находятся в расслабленном состоянии, называется диастолой, а их сокращение носит название систолы. Во время диастолы кровь входит в камеры, в систолу из них выталкивается. Внутри спинного сосуда создается положительное давление, которое раскрывает передние клапаны сердца, закрывает задние и продвигает кровь в нужном направлении. [1]
Аорта проводит гемолимфу по направлению к голове; там сосуд заканчивается, и гемолимфа свободно изливается в полость головы. Затем она снова переходит в полость тела, распространяясь между органами в направлении к заднему концу тела. После гемолимфа снова всасывается устьицами и возвращается в сердце. [1]
В придатки тела – усики, ноги, крылья и т.д. – кровь проходит с трудом. Для того, чтобы облегчить этот процесс, в организме насекомых появилось новообразование – дополнительные (местные) пульсирующие органы. Это как бы «мини-сердца», расположенные у основания того или иного придатка и при помощи мышечных волокон перекачивающие гемолимфу. Например, у многих Прямокрылых у основания усиков имеются утолщения: как раз в них и расположены местные пульсирующие органы, выглядящие в виде ампул. (фото) В других случаях эти структуры могут быть представлены мембранозными образованиями большой протяженности. [1]
Функции кровеносной системы насекомых
В организме животных главной функцией кровеносной системы является доставка к органам кислорода, который переносят клетки крови. У большинства насекомых гемолимфа не выполняет дыхательной функции, так как кислород непосредственно доставляется к тканям через трахеи. Однако, благодаря движению крови, становится возможным:
Класс насекомые
Класс насекомые лидирует по числу видов среди всех животных. На настоящее время описано около 1,1 млн. видов насекомых, при том факте, что истинное число видов оценивается от 2 до 8 млн. разными исследователями. Можно смело заявить, что половина (скорее всего, гораздо больше) видов насекомых еще не изучены.
Строение насекомых
Три пары ходильных ног крепятся к груди. Членистая конечность насекомого оканчивается двумя коготками, между которыми иногда располагаются присоски. Конечности насекомых разнятся по выполняемой функции, в соответствии с ней получая свои названия: копательная, бегательная, прыгательная, плавательная, собирательная.
У большинства насекомых имеются слюнные железы. Насекомые обладают самыми разнообразными сложноустроенными ротовыми аппаратами. Строение ротового аппарата отражает способ питания. Ниже вы видите таблицу, отражающую многообразие ротовых аппаратов у насекомых.
Для насекомых характерен незамкнутый (лакунарный) тип кровеносной системы. Кровь свободно движется по лакунам (синусам), непосредственно омывая внутренние органы и ткани. Функцию сердца выполняет спинной сосуд: благодаря его сокращениям кровь перекачивается из задней части тела в переднюю.
Функционирование сосуда-сердца схоже с таковым у ракообразных. В момент расслабления сосуда-сердца через отверстия (остии) кровь наполняет его, а в момент сокращения (систолы) кровь выталкивается в артерии, затем попадает в полость тела, омывает органы и ткани.
Внутреннюю среду насекомых составляет гемолимфа, представляющая собой бесцветную или желтоватую жидкость. В гемолимфу из кишечника всасываются питательные вещества, после чего доставляются к клеткам организма. В нее же удаляются побочные продукты обмена веществ.
Как вы помните, перед насекомыми стоит сложная задача: максимально сохранить воду в организме. Мальпигиевы сосуды этому способствуют: в них поступают продукты обмена веществ из гемолимфы в виде суспензии. По мере продвижения по мальпигиевым сосудам, из суспензии всасывается вся вода обратно в гемолимфу, а продукты обмена веществ (кристаллы мочевой кислоты) в сухом виде поступают в кишку и выводятся из организма с экскрементами.
Органы чувств развиты хорошо. Глаза простые или сложные (фасеточные), одна пара усиков (антенн), на которых располагаются органы обоняния и осязания. Имеются органы вкуса, локализующиеся на щупиках нижней губы и нижней челюсти.
Такое прогрессивное развитие нервной системы заложило фундамент для появления у насекомых сложнейших и удивительных рефлексов. Среди всех беспозвоночных только насекомые отличаются общественным (социальным) образом жизни: они совместно строят гнездо, ухаживают за потомством, разделяют обязанности среди членов семьи. Общественными насекомыми являются пчелы, осы, муравьи, шмели.
Заметим, что в переднем отделе мозга расположены грибовидные тела, ассоциативные центры головного мозга. Особенно хорошо развиты грибовидные тела у насекомых, ведущих общественный образ жизни, что связано с их сложным поведением.
Развитие может быть прямым или непрямым. Запомните, что у всех насекомых развитие непрямое.
Логично предположить, что у насекомых с неполным превращением личинка напоминает взрослую особь, но меньше ее в размерах. У насекомых с полным превращением, которое сопровождается метаморфозом (гусеница становится бабочкой), личинка совершенно не похожа на взрослую особь, разительно отличается от нее по строению и функциям.
Партеногенез встречается у следующих насекомых: тли, муравьи, пчелы, осы, шмели, тутовый шелкопряд. Партеногенез относится именно к половому (а не бесполому) типу размножения, поскольку новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (женской гаметы). Данный процесс играет важную роль: он значительно увеличивает темпы роста популяции, регулирует соотношение женских и мужских особей, обеспечивает продолжение существования вида.
Значение насекомых
Некоторые насекомые определенно приносят человеку больше вреда, чем пользы:
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Кровеносная система насекомых
Содержание:
Строение кровеносной системы
У насекомых кровеносная система имеет существенные отличия по строению от аналогичной системы органов других животных, стоящих на более высоких ступенях эволюционной лестницы. Самое главное из них заключается в том, что она незамкнутая, то есть, Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфа циркулирует не по закрытой сети артерий, вен и капилляров, а заполняет внутреннюю полость тела, изливается между органами и лишь частично проходит через сосуды.
Главным структурным образованием кровеносной системы является спинной сосуд – крупная мышечная трубка, которая находится ближе к дорсальной части тела, в перикардиальном синусе. Перикардиальный синус – это часть полости тела, отделенная от ниже лежащих органов спинной (верхней) мышечной диафрагмой. Помимо сосуда, в ней располагаются элементы Жировое тело – ткань, заполняющая у насекомых пространство между органами и играющая важную роль в осуществлении обменных процессов.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>склеритам при помощи коротких тяжей.
поперечный срез тела»/> Сердце насекомого, схема,
В спинном сосуде выделяют две части:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>брюшко. Вокруг него могут находиться так называемые перикардиальные клетки, которые обладают способностью улавливать и накапливать в себе вещества, поступившие извне, например, хлорофилл, гемоглобин и др.
Подробнее при переходе по ссылке
«>Сердце достаточно длинное и состоит из нескольких камер, которые у живого насекомого пульсируют и прогоняют через себя кровь. Каждому сегменту тела, на протяжении которых расположен орган, обычно соответствует одна камера. «Своей» камеры, как правило, нет только у первого брюшного сегмента, так как в этом месте располагается переход в аорту. В аорте камер нет, она представлена простым трубчатым образованием.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердце попадает кровь, и они же (вернее, из загнутые мембранозные края) могут выполнять функцию ограничителей, не дающих крови уходить в «неправильном» направлении. В этом смысле их можно сравнить с клапанами Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца млекопитающих, также обеспечивающими ток крови в определенном направлении.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца не замкнута, а задний конец слепо оканчивается. Непосредственно под этим органом, частично образуя его нижнюю стенку, находятся парные пучки мышц треугольной формы. Их называют крыловидными мышцами, они связаны с нижней стенкой Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца и входят в состав верхней мышечной диафрагмы тела насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>грудном отделе тела, начинаясь в первом брюшном сегменте и продолжаясь по направлению к голове. У большинства насекомых она более или менее прямая, но, к примеру, у Пчел образует 18 плотно сложенных петель.
место расположения пульсирующих органов»/> Утолщения оснований усиков богомола –
Кровообращение
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца. Это возможно благодаря пульсации самих камер и сокращению мышц диафрагм (как верхней, так и нижней). Во время пульсации происходит перемещение потока Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфы в направлении сзади наперед (еще одно отличие от высших животных, у которых кровь движется по телу преимущественно спереди назад).
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца находятся в расслабленном состоянии, называется диастолой, а их сокращение носит название систолы. Во время диастолы кровь входит в камеры, в систолу из них выталкивается. Внутри спинного сосуда создается положительное давление, которое раскрывает передние клапаны Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердца, закрывает задние и продвигает кровь в нужном направлении.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфу по направлению к голове; там сосуд заканчивается, и Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>головы. Затем она снова переходит в полость тела, распространяясь между органами в направлении к заднему концу тела. После Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>крылья и т.д. – кровь проходит с трудом. Для того, чтобы облегчить этот процесс, в организме насекомых появилось новообразование – дополнительные (местные) пульсирующие органы. Это как бы «мини-сердца», расположенные у основания того или иного придатка и при помощи мышечных волокон перекачивающие Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>усиков имеются утолщения: как раз в них и расположены местные пульсирующие органы, выглядящие в виде ампул. В других случаях эти структуры могут быть представлены мембранозными образованиями большой протяженности.
Функции кровеносной системы насекомых
В организме животных главной функцией кровеносной системы является доставка к органам кислорода, который переносят клетки крови. У большинства насекомых Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
«>трахеи. Однако, благодаря движению крови, становится возможным:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Особенности кровеносной системы насекомых
Подробнее при переходе по ссылке
«>личинки комара Culex существуют дополнительные «фрагменты» кровеносного русла: кровяные Жабры насекомых – органы дыхания некоторых водных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жабры. Это выступы тела в виде лепестков, заполненные Гемолимфа – кровь насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>гемолимфой. У указанного насекомого они находятся на стенках задней кишки и снаружи не видны. Раньше считалось, что они, подобно трахейным Жабры насекомых – органы дыхания некоторых водных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жабрам, путем диффузии получают кислород, который с кровью разносится к тканям. Оказалось, что это не так. Кровяные Жабры насекомых – органы дыхания некоторых водных насекомых.
Подробнее при переходе по ссылке
«>жабры, во-первых, всасывают воду, а во-вторых, они способны усваивать из окружающей среды ионы NaCl. Таким образом, их функция – в поддержании водно-электролитного обмена в организме водных насекомых.
В животном мире существует правило: чем меньше размер живого существа, тем чаще у него происходят сердечные сокращения. Среди насекомых это правило часто нарушается. Число сердечных сокращений у них может быть различным и в большой степени зависит от действия внешней среды, вида, «возраста» и, конечно же, физиологического состояния особи. В среднем, оно может колебаться от 15-30 до 150 ударов в минуту. Для сравнения, Сердце насекомых – пульсирующий непарный орган, обеспечивающий кровообращение.
Подробнее при переходе по ссылке
«>сердце человека бьется с частотой 60-80 в минуту.
Как устроена кровеносная система у разных животных?
В этой статье мы расскажем об основах строения кровеносной системы у разных организмов и подробно обсудим кровеносную систему и сердце млекопитающих, в частности человека. Статья будет полезна школьникам при подготовке к ЕГЭ, а также олимпиадникам.
Кровеносная система – это система органов многих животных и человека, обеспечивающая циркуляцию крови по организму (кровообращение). Её деятельность прежде всего направлена на доставку питательных веществ и кислорода к органам и тканям тела, а также на удаление продуктов метаболизма и отходов жизнедеятельности из них. Таким образом кровеносная система прежде всего обеспечивает функцию газообмена и питания, поэтому у многих организмов она тесно связана с дыхательной и выделительной системами.
Разнообразие кровеносных систем у беспозвоночных
Часть беспозвоночных животных, например кишечнополостные (стрекающие, Cnidaria), плоские черви (Plathelminthes) и круглые черви (Nemathelminthes), не имеет кровеносной системы, а газообмен у них осуществляется через поверхность тела. Но у большинства типов животных кровеносная система есть, и имеет свои особенности. Какие же? Давайте рассмотрим их по очереди.
Тип кольчатые черви (Annelida)
Среди известных со школы животных кровеносная система впервые появляется у кольчатых червей (Annelida). Их кровеносная система замкнутая, это означает, что кровь течёт исключительно по сосудам и никогда не выходит в полость тела. У кольчатых червей имеется два главных сосуда: спинной и брюшной, соединенные в каждом сегменте кольцевыми сосудами, способными к сокращению. Именно благодаря способности к сокращению подобные кольцевые сосуды называют «сердцами», хотя как такового сердца у кольчатых червей нет. В спинном сосуде кровь движется от заднего конца к голове, а с брюшном – в противоположном направлении, от головы назад. Ответвления главных сосудов образуют тончайшие капилляры, которые сначала несут кровь к органам, а затем возвращают обратно в главные сосуды.
Дополнительная информация. У малощетинковых червей (Oligochaeta) эта сеть капилляров особенно разветвлена под кожей, поскольку дыхание у них осуществляется через всю поверхность тела. У многих многощетинковых червей (Polychaeta) функцию дыхания принимают на себя участки параподий (примитивные «ножки», отходящие от каждого сегмента), поэтому их капиллярная сеть разветвлена не столько под кожей, сколько внутри жабр на параподиях.
Кровь кольчатых червей нередко окрашена в красный цвет, например у пескожила (Arenicola sp.), от присутствия в ней железосодержащего вещества, близкого к гемоглобину позвоночных. Однако это вещество находится не в особых кровяных клетках, а растворено в жидкости крови. У некоторых сидячих полихет кровь зеленой окраски из-за присутствия в ней хлорокруорина, по свойствам близкого к гемоглобину.
Тип моллюски (Mollusca)
Тип членистоногие (Arthropoda)
У членистоногих (Arthropoda) кровеносная система так же незамкнутая. По сосудам, а также в полости тела у них циркулирует гемолимфа. Дело в том, что у членистоногих целом (вторичная полость тела) частично редуцируется и на определенном этапе развития сливается с первичной полостью тела, которая обычно дает начало полости кровеносных сосудов. Жидкости, находящиеся в первичной и вторичной полости тела, также сливаются, так что в итоге пространство между органами и кровеносные сосуды заполняются одной и той же жидкостью — гемолимфой.
Подробнее о полостях тела читайте в следующих наших статьях.
Основная функция гемолимфы — снабжение тканей и органов питательными веществами. Кроме того, в неё поступают растворенные продукты обмена, которые переносятся к органам выделения. Гемолимфа содержит фагоциты, обеспечивающие иммунитет, а также специальные кровяные клетки, функции которых сильно варьируют. Функцию газообмена гемолимфа может выполнять только при наличии в ней особых дыхательных пигментов, которые отсутствуют у некоторых представителей этих двух типов.
Дополнительная информация. Для обеспечения функции газообмена в гемолимфе могут содержаться дыхательные пигменты. В редких случаях это может быть привычный нам гемоглобин, но более характерен для неё пигмент, который называется гемоцианин. В своём активном центре он содержит атомы меди, а не железа, как гемоглобин. Восстановленная форма гемоцианина бесцветна, окисленная окрашивается в голубой цвет. Гемоцианин, в отличие от гемоглобина, содержащегося в эритроцитах, растворен в гемолимфе.
У членистоногих строение кровеносной системы сильно зависит от степени развития органов дыхания. Развитая кровеносная система помогает транспортировать кислород от органов дыхания к клеткам тканей других органов. Если органы, осуществляющие газообмен, сосредоточены в одной части тела (например, жабры), то кислород от них распределяется при помощи кровеносных сосудов — кровеносная система хорошо развита. В ином случае, если дыхание совершается через всю поверхность тела или имеются развитые органы дыхания, распределяющие кислород по всему телу (например, трахеи), кровеносная система упрощается. Тогда от кровеносной системы на спинной стороне сохраняется только сердце или же кровеносная система исчезает совсем. Именно поэтому у паукообразных (Arachnida) и насекомых (Insecta) в связи с наличием развитой трахейной системы, кровеносная развита сравнительно слабо.
Дополнительная информация.У паукообразных с ясно выраженной метамерией (скорпионы) сердце представляет собой трубку, расположенную в брюшке над кишечником и снабженную по бокам семью парами щелевидных остий — снабженных клапанами отверстий, по которым гемолимфа поступает в сердце. У пауков остий остается 3-4 пары, а у клещей сердце представляет собой в лучшем случае в мешочек, имеющий одну пару остий, а у большинства сердце исчезает совсем.
У насекомых в брюшке над кишечником залегает длинное трубковидное сердце. Задний конец его слепо замкнут, а полость поделена перегородками, несущими отверстия с клапанами. Перегородки разделяют сердце на несколько камер, каждая из которых снабжена парой боковых остий. На переднем конце сердце продолжается в мускулистую головную аорту, которая, достигнув мозга, заканчивается отверстием, из которого гемолимфа поступает в полость тела.
Дополнительная информация. Гемолимфа насекомых обычно представляет собой бесцветную или желтоватую жидкость. Дыхательная функция гемолимфы, в связи с развитием трахейной системы, невелика. В редких случаях, как, например, у личинок комаров Tendipes, растворенный гемоглобин придает ей ярко-красный цвет.
Разнообразие кровеносных систем у позвоночных
Позвоночные животные (Vertebrata)— один из подтипов типа хордовых. Кровеносная система имеется у всех представителей типа, однако у каждого подтипа имеются свои особенности.
Дополнительная информация. Помимо позвоночных, к хордовым относятся подтипы бесчерепные (Acrania) и оболочники (Tunicata). Кровеносная система оболочников незамкнута. Отходящие от сердца кровеносные сосуды, у них переходят в расположенные неправильной сетью незамкнутые лакуны, по которым циркулирует кровь. Некоторые оболочники из класса асцидий обладают уникальной особенностью: в их крови содержится ванадий.
Кровеносная система бесчерепных (см. ниже схему строения ланцетника) частично замкнута и отграничена от окружающих органов стенками кровеносных сосудов. Мелкие сосуды лишены эндотелиальной выстилки, эндотелий крупных сосудов не сплошной.
Кровеносная система позвоночных (Vertebrata) всегда замкнутая и в ней имеется мышечный орган, качающий кровь, — сердце. Кровь имеет красный цвет за счёт содержания в ней красных кровяных телец — эритроцитов, в которых находится дыхательный пигмент гемоглобин.
Надкласс Рыбы (Pisces)
У всех первичноводных позвоночных животных, к которым относятся классы круглоротые (Cyclostomata), хрящевые рыбы (Chondrichthyes) и костные рыбы (Osteichthyes), сердце состоит из двух камер и в нём всегда находиться только венозная кровь. Такое сердце способно качать кровь по одному кругу кровообращения. Так, у рыб венозная кровь, придя через венозный синус в предсердие, попадает из него в желудочек, откуда, пройдя по артериальному конусу, попадает в брюшную аорту, от которой отходят жаберные артерии. Кровь направляется к жабрам, где наполняется кислородом и становится артериальной. А дальше артериальная кровь разносится различными артериями ко всем органам и тканям, отдавая им кислород и забирая углекислый газ, вновь становясь венозной. Венозная кровь собирается от органов в вены, а вены в свою очередь собираются в венозный синус, который снова направляет кровь к сердцу.
Дополнительная информация. Строение сердца хрящевых и костных рыб несколько отличается тем, что у последних редуцирован артериальный конус (см. ниже схему внутреннего строения сердца рыб). Внешне артериальный конус кажется расширенным началом брюшной аорты, но отличие состоит в типе мышечной ткани (сердечной вместо гладкой), находящейся внутри него, и наличии клапанов, препятствующих обратному току крови. У костных рыб сохраняется лишь один клапан артериального конуса, а у хрящевых рыб артериальный конус вытянут и имеет множество клапанов.
В кровеносных системах хордовых животных есть особые участки, называемые воротными системами. Воротные системы – это системы кровообращения, в которых, в отличие от обычных, кровь проходит по капиллярам не между артерией и веной, а между двумя венами. По приносящим, или воротным, венам кровь притекает к органу, в котором эти вены разветвляются на капилляры, собирающиеся в выносящие вены. В качестве органов, к которым отходят воротные вены, может выступать печень или почки. Воротная система печени известна для всех позвоночных и бесчерепных, а воротная система почек имеется у всех позвоночных, за исключением круглоротых и млекопитающих.
Класс земноводные (Amphibia)
С выходом на сушу кровеносная система усложняется тем, что в ней появляется дополнительной круг кровообращения, который идет к органам дыхания – легким. Для разделения двух кругов кровообращения у первых наземных позвоночных, земноводных (Amphibia), появляется трёхкамерное сердце. Сердце состоит из двух предсердий (в правом предсердии кровь смешанная, преимущественно венозная, а в левом — артериальная) и одного желудочка. Внутри стенки желудочка образуют складки, уменьшающие смешивание артериальной и венозной крови. Из желудочка выходит артериальный конус, снабжённый спиральным клапаном.
Дополнительная информация. Поскольку у земноводных есть как лёгочное, так и кожное дыхание, малый круг кровообращения начинается кожно-лёгочными артериями, несущими кровь к органам дыхания (лёгким и коже). От лёгких обогащённая кислородом кровь собирается в парные лёгочные вены, впадающие в левое предсердие. Из левого предсердия кровь попадает в желудочек, откуда через артериальный конус попадает в дуги аорты и разносится по всему организму. От них кровь собирается в вены, которые впадают в венозный синус. Кроме того, в передние полые вены попадает артериальная кровь от кожи, и поэтому кровь в правом предсердии смешанная.
Класс Пресмыкающиеся (Reptilia)
Как и амфибии, большинство пресмыкающихся (Reptilia) обладают трёхкамерным сердцем, состоящим двух предсердий и из желудочка, от которого отходят две дуги аорты и лёгочная артерия. Однако сердце трёхкамерного типа у рептилий развилось независимо от такового у современных земноводных, и различается по строению у разных групп. У большинства желудочек разделён неполной перегородкой на две половины: верхнюю и нижнюю, и может быть условно разделён на три отдела. Лишь крокодилы, относящиеся к группе архозавров (к которой относятся и птицы), обладают четырёхкамерным сердцем. Перегородка полностью разделяет желудочек на две половины: правую — венозную и левую — артериальную, таким образом обосабливая полноценное четырёхкамерное сердце.
Подробнее про кровеносную систему крокодила читайте в нашей статье.
Дополнительная информация. Трёхкамерное сердце большинства рептилий имеет неполную перегородку в желудочке сердца (см. ниже схему строения сердца рептилий). Наличие неполной перегородки желудочка позволяет создать градиент (разность) количества кислорода крови. После сокращения предсердий артериальная кровь из левого предсердия оказывается в верхней левой половине желудочка и вытесняет венозную кровь, излившуюся из правой части желудочка, в нижнюю половину. В правой части желудочка оказывается смешанная кровь. При сокращении желудочка каждая порция крови устремляется к ближайшему отверстию: артериальная кровь из верхней левой половины — в правую дугу аорты, венозная кровь из нижней части желудочка— в лёгочную артерию, а смешанная кровь из правой части желудочка — в левую дугу аорты. Поскольку именно правая дуга аорты несёт кровь к мозгу, мозг получает наиболее обогащённую кислородом кровь.
Класс птицы (Aves)
Полное разделение артериальной и венозной крови происходит в кровеносной системе птиц (Aves). У них четырёхкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и двух желудочков, с полным разделением артериальной и венозной крови. Оно очень схоже со строением сердца млекопитающих, но в отличие от них, у птиц главной артерией является правая (а левая редуцируется) дуга аорты, с которой начинается большой круг кровообращения.
От дуги аорты отходят парные безымянные артерии, которые затем делятся на сонные артерии, мощные грудные и подключичные артерии, идущие к грудным мышцам и крыльям. Венозная система по строению очень близка к таковой у рептилий.
Класс млекопитающие (Mammalia)
У млекопитающих (Mammalia), как и у птиц, сердце четырёхкамерное (из правого (5) и левого (17) предсердий, правого (3) и левого (19) желудочков), а круги кровообращения разделены полной (межжелудочковой) перегородкой.
Дополнительная информация. Кровь млекопитающих отличается от таковой у остальных позвоночных тем, что в ней содержатся безъядерные эритроциты. Это позволяет использовать пространство, где должно было располагаться ядро, для образования формы двояковогнутого диска. Такая форма, вместе с мелкими размерами клеток, даёт более высокую суммарную площадь поверхности эритроцитов на единицу объёма крови, а значит и большую площадь газообмена, по сравнению с ядерными эритроцитами других классов.
Физиология кровообращения
Одна из самых основных функций крови у млекопитающих – обеспечение органов и тканей кислородом. Малый круг кровообращения (8, 12, 1, 2, 3) служит для насыщения крови кислородом, а большой круг (5, 4, 6, 9) – для распределения этого кислорода по организму. В лёгких кислород связывается с дыхательным пигментом гемоглобином, который превращается в форму оксигемоглобина, и по лёгочным венам (2) поступает в левое предсердие (3). Из левого предсердия через двустворчатый клапан кровь проходит в левый желудочек (5), который, сокращаясь, направляет кровь через полулунный (аортальный) клапан в аорту (4) и артерии, а затем – к капиллярам органов и тканей. Там гемоглобин отдает кислород и забирает углекислый газ, становясь карбоксигемоглобином, а кровь из артериальной превращается в венозную. Венозная кровь от органов собирается в вены, и затем поступает в правое предсердие. Теперь кровь должна снова насытиться кислородом и пройти по малому кругу кровообращения. Через трехстворчатый клапан она поступает в правый желудочек, а затем через полулунный клапан в лёгочную артерию. Легочная артерия направляет кровь в капиллярную сеть лёгких (1). Обратите внимание, что в малом (лёгочном) кругу кровообращения в лёгочной артерии течет венозная кровь, а по легочной вене – артериальная!
С кровеносной системой тесно связана лимфатическая. К тканям жидкость поступает только по артериям в составе крови, а оттекает от тканей по двум путям: по венам в составе крови и по лимфатическим сосудам (7, 10, 11) в виде лимфы. Недалеко от сердца потоки крови и лимфы вновь сливаются, что не только позволяет обеспечить ток крови, но является одним из механизмов, обеспечивающих циркуляцию лимфы.
Лимфатическая система играет очень важную роль в обмене веществ, транспорте липидов и связанных с ними соединений, а также она выполняет иммунные функции.
Литература
1) В. А. Догель, «Зоология беспозвоночных» / под ред. Ю. И. Полянского, 2013 г. – 614 с. ISBN 978-5-458-27946-8.
2) Дзержинский Ф.Я., Васильев Б.Д., Малахов В.В., «Зоология позвоночных», (Высшее профессиональное образование. Бакалавриат) М.: Академия, 2013. — 465 с. ISBN: 978-5-7695-7971-4.
4) Сапин М.Р., Билич Г.Л. «Нормальная анатомия человека: Учебник. В 2 кн. Кн. 1. — М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2010. — 480 с.: ил. ISBN: 978-5-8948-1814-6