Druhy oběhových systémů u zvířat
Oběhové systémy zvířat se liší počtem srdečních komor a počtem obvodů, kterými proudí krev.
Cíle učení
Popište, jak se oběh liší mezi rybami, obojživelníky, plazy, ptáky a savci
Klíčové možnosti
Klíčové body
- Ryby mají jediný systémový okruh krve, kde srdce pumpuje krev do žábry, aby se znovu okysličovaly (žábrová cirkulace), po které krev proudí do zbytku těla a zpět do srdce.
- Jiná zvířata, jako jsou obojživelníci, plazi, ptáci a savci, mají plicní okruh, kde je krev pumpována ze srdce do plic a zpět a druhý systémový okruh, kde se krev pumpuje do těla a zpět.
- Obojživelníci jsou jedineční v tom, že mají třetí okruh, který přivádí deoxygenovanou krev do kůže za účelem excha plynu nge nastat; tomu se říká pulmokutánní cirkulace.
- Počet srdečních komor, síní a komor snižuje míru míchání okysličené a odkysličené krve v srdci, protože více komor obvykle znamená větší oddělení mezi systémovým a plicním okruhem.
- Teplokrvná zvířata vyžadují účinnější systém čtyř komor, který má okysličenou krev zcela oddělenou od deoxygenované krve.
Klíčové pojmy
- atrium: horní komora srdce, která přijímá krev z žil a nutí ji do komory
- komora: dolní komora srdce
Jednoduché oběhové systémy
Oběhový systém se liší od jednoduchých systémů u bezobratlých až po složitější systémy u obratlovců. Nejjednodušší zvířata, jako jsou houby (Porifera) a vířníci (Rotifera), nepotřebují oběhový systém, protože difúze umožňuje adekvátní výměnu vody, živin a odpadu i rozpuštěných plynů (obrázek a). Organismy, které jsou složitější, ale přesto mají ve svém tělesném plánu pouze dvě vrstvy buněk, jako jsou želé (Cnidaria) a hřebenové želé (Ctenophora), také používají difúzi skrz jejich epidermis a vnitřně přes gastrovaskulární kompartment. Jak jejich vnitřní, tak i vnější tkáně se koupají ve vodném prostředí a vyměňují tekutiny difúzí na obou stranách (obrázek b). Výměně tekutin napomáhá pulzování těla medúzy.
Zvířata bez oběhu systémy: Jednoduchá zvířata skládající se z jedné buněčné vrstvy, jako je houba (a), nebo jen několika vrstev buněk, jako je například (b) medúza, nemají oběhový systém. Místo toho jsou plyny, živiny a odpady směňovány difúzí.
U složitějších organismů není difúze účinná pro účinné cyklování plynů, živin a odpadu v těle; proto se vyvinuly složitější oběhové systémy. Uzavřený oběhový systém je charakteristický pro obratlovce; existují však významné rozdíly ve struktuře srdce a oběhu krve mezi různými skupinami obratlovců v důsledku adaptace během evoluce a souvisejících rozdílů v anatomii.
Rybí oběhové systémy
Ryby mají jediný obvod pro průtok krve a dvoukomorové srdce, které má pouze jednu síň a jednu komoru (obrázek a). Atrium shromažďuje krev, která se vrátila z těla, zatímco komora pumpuje krev do žáber, kde dochází k výměně plynů a krev je znovu okysličována; toto se nazývá cirkulace žábry. Krev poté pokračuje zbytkem těla před příchodem zpět do síně; tomu se říká systémový oběh. Tento jednosměrný tok krve vytváří gradient okysličené až odkysličené krve kolem systémového okruhu ryby. Výsledkem je omezení množství kyslíku, které se může dostat do některých orgánů a tkání těla, což snižuje celkovou metabolickou kapacitu ryb.
Příklady zvířecích oběhových systémů: (a) Ryby mají nejjednodušší oběhové systémy obratlovců: krev proudí jednosměrně ze dvoukomorového srdce skrz žábry a poté do zbytek těla. (b) Obojživelníci mají dvě oběhové cesty: jednu pro okysličování krve plícemi a kůží a druhou pro odběr kyslíku do zbytku těla. Krev je čerpána ze tříkomorového srdce se dvěma síněmi a jednou komorou. c) Plazi mají také dvě oběhové cesty; krev je však okysličována pouze plícemi. Srdce je tříkomorové, ale komory jsou částečně oddělené, takže dochází k určitému míšení okysličené a odkysličené krve, s výjimkou krokodýlů a ptáků.(d) Savci a ptáci mají nejúčinnější srdce se čtyřmi komorami, které zcela oddělují okysličenou a odkysličenou krev; pumpuje pouze okysličenou krev tělem a odkysličenou krev do plic.
Obojživelné oběhové systémy
U obojživelníků, plazů, ptáků a savců průtok krve je směrován ve dvou okruzích: jedním přes plíce a zpět do srdce (plicní oběh) a druhým v celém zbytku těla a jeho orgánech, včetně mozku (systémový oběh).
Obojživelníci mít tříkomorové srdce, které má spíše dvě síně a jednu komoru než dvoukomorové srdce z ryb (obrázek b). Dvě síně přijímají krev ze dvou různých obvodů (plíce a systémy). V srdeční komoře dochází k určitému míchání krve, což snižuje účinnost okysličování. Výhodou tohoto uspořádání je, že vysoký tlak v cévách tlačí krev do plic a těla. Míchání je zmírněno vyvýšeninou v komoře, která odvádí krev bohatou na kyslík přes systémový oběhový systém a odkysličenou krev do pulmokutánního okruhu, kde dochází k výměně plynů v plicích a přes kůži. Z tohoto důvodu jsou obojživelníci často popisováni jako jedinci s dvojitým oběhem.
Reptile Circulatory Systems
Většina plazů má také trojkomorové srdce podobné srdci obojživelníků, které směruje krev do plic a systémové obvody (obrázek c). Komora je účinněji rozdělena částečnou přepážkou, což má za následek menší míšení okysličené a odkysličené krve. Někteří plazi (aligátoři a krokodýli) jsou nejprimitivnějšími zvířaty, která vykazují čtyřkomorové srdce. Krokodýli mají jedinečný oběhový mechanismus, kdy srdce během dlouhého ponoření přemisťuje krev z plic směrem k žaludku a dalším orgánům; například když zvíře čeká na kořist nebo zůstává pod vodou a čeká na hnilobu kořisti. Jedna úprava zahrnuje dvě hlavní tepny, které opouštějí stejnou část srdce: jedna bere krev do plic a druhá poskytuje alternativní cestu do žaludku a dalších částí těla. Dvě další úpravy zahrnují díru v srdci mezi dvěma komorami, nazývanou foramen Panizza, která umožňuje krvi pohybovat se z jedné strany srdce na druhou, a specializovanou pojivovou tkáň, která zpomaluje průtok krve do plic. Společně tyto úpravy učinily krokodýly a aligátory jednou z nejúspěšněji vyvinutých skupin zvířat na Zemi.
Systémy oběhu savců a ptáků
U savců a ptáků je také srdce rozděleno do čtyř komor: dvě síně a dvě komory (obrázek d). Okysličená krev je oddělena od deoxygenované krve, což zvyšuje účinnost dvojí cirkulace a je pravděpodobně nutné pro teplokrevný životní styl savců a ptáků. Čtyřkomorové srdce ptáků a savců se vyvinulo nezávisle na trojkomorovém srdci.