Typer af kredsløbssystemer hos dyr
Dyres kredsløbssystemer adskiller sig i antallet af hjertekamre og antallet af kredsløb, gennem hvilke blodet strømmer.
Læringsmål
Beskriv hvordan cirkulationen adskiller sig mellem fisk, padder, krybdyr, fugle og pattedyr
Nøgleudtag
Nøglepunkter
- Fisk har et enkelt systemisk kredsløb til blod, hvor hjertet pumper blodet til gællerne, der skal iltes igen (gællecirkulation), hvorefter blod strømmer til resten af kroppen og tilbage til hjertet.
- Andre dyr, såsom padder, krybdyr, fugle og pattedyr, har et lungekredsløb, hvor blod pumpes fra hjertet til lungerne og tilbage, og et andet systemisk kredsløb, hvor blod pumpes til kroppen og tilbage.
- Amfibier er unikke, fordi de har et tredje kredsløb, der bringer deoxygeneret blod til huden med henblik på gasudskillelse nge at forekomme; dette kaldes pulmokutan cirkulation.
- Antallet af hjertekamre, atria og ventrikler dæmper mængden af blanding af iltet og deoxygeneret blod i hjertet, da flere kamre normalt betyder mere adskillelse mellem de systemiske og lungekredsløb.
- Varmblodede dyr kræver det mere effektive system med fire kamre, der har det iltede blod fuldstændigt adskilt fra det deoxygenerede blod.
Nøgleord
- atrium: et øvre kammer i hjertet, der modtager blod fra venerne og tvinger det ind i en ventrikel
- ventrikel: et nedre kammer i hjertet
Enkle kredsløbssystemer
Kredsløbssystemet varierer fra enkle systemer i hvirvelløse dyr til mere komplekse systemer hos hvirveldyr. De enkleste dyr, såsom svampene (Porifera) og rotiferne (Rotifera), har ikke brug for et kredsløbssystem, fordi diffusion tillader tilstrækkelig udveksling af vand, næringsstoffer og affald samt opløste gasser (figur a). Organismer, der er mere komplekse, men som stadig kun har to lag celler i deres kropsplan, såsom gelé (Cnidaria) og kamgelé (Ctenophora), bruger også diffusion gennem deres epidermis og internt gennem det gastrovaskulære rum. Både deres indre og ydre væv bades i et vandigt miljø og udveksler væsker ved diffusion på begge sider (figur b). Væskeudveksling understøttes af vandmandenes pulserende.
Dyr uden kredsløb systemer: Enkle dyr, der består af et enkelt cellelag, såsom (a) svampen, eller kun et par cellelag, såsom (b) vandmænd, har ikke et kredsløbssystem. I stedet udveksles gasser, næringsstoffer og affald ved diffusion.
For mere komplekse organismer er diffusion ikke effektiv til at cykle gasser, næringsstoffer og affald effektivt gennem kroppen; derfor udviklede mere komplekse kredsløbssystemer sig. Lukkede kredsløbssystemer er karakteristiske for hvirveldyr; der er dog signifikante forskelle i hjertestrukturen og blodcirkulationen mellem de forskellige hvirveldyrsgrupper på grund af tilpasning under evolution og tilhørende forskelle i anatomi.
Fish Circulatory Systems
Fisk har et enkelt kredsløb til blodgennemstrømning og et hjerte med to kamre, der kun har et enkelt atrium og en enkelt ventrikel (figur a). Atriet samler blod, der er vendt tilbage fra kroppen, mens ventriklen pumper blodet til gællerne, hvor der forekommer gasudveksling, og blodet iltes igen; dette kaldes gællecirkulation. Blodet fortsætter derefter gennem resten af kroppen, inden det kommer tilbage til atriet; dette kaldes systemisk cirkulation. Denne ensrettet strøm af blod producerer en gradient af iltet til deoxygeneret blod omkring fiskens systemiske kredsløb. Resultatet er en grænse for mængden af ilt, der kan nå nogle af kroppens organer og væv, hvilket reducerer fiskens samlede metaboliske kapacitet.
Eksempler på kredsløbssystemer fra dyr: (a) Fisk har de enkleste kredsløbssystemer hos hvirveldyrene: blod strømmer ensrettet fra det tokammerede hjerte gennem gællerne og derefter til resten af kroppen. (b) Amfibier har to kredsløbsveje: en til iltning af blodet gennem lungerne og huden, og den anden til at føre ilt til resten af kroppen. Blodet pumpes fra et tre-kammerhjerte med to forkammer og en enkelt ventrikel. (c) Krybdyr har også to kredsløbsveje; dog iltes kun blod gennem lungerne. Hjertet har tre kammer, men ventriklerne er delvist adskilt, så der forekommer blanding af iltet og deoxygeneret blod, undtagen hos krokodiller og fugle.(d) Pattedyr og fugle har det mest effektive hjerte med fire kamre, der fuldstændigt adskiller det iltede og deoxygenerede blod; det pumper kun iltet blod gennem kroppen og deoxygeneret blod til lungerne.
Amfibies kredsløbssystemer
Hos padder, krybdyr, fugle og pattedyr, blodgennemstrømningen ledes i to kredsløb: den ene gennem lungerne og tilbage til hjertet (lungecirkulationen) og den anden gennem resten af kroppen og dens organer, herunder hjernen (systemisk cirkulation).
Amfibier har et tre-kammeret hjerte, der har to atria og en ventrikel i stedet for det to-kammerede hjerte af fisk (figur b). De to atria modtager blod fra de to forskellige kredsløb (lungerne og systemerne). Der er en vis blanding af blodet i hjertets ventrikel, hvilket reducerer effektiviteten af iltning. Fordelen ved dette arrangement er, at højt tryk i karene skubber blod til lungerne og kroppen. Blandingen afbødes af en højderyg i ventriklen, der afleder iltrig blod gennem det systemiske kredsløb og deoxygeneret blod til det pulmokutane kredsløb, hvor der forekommer gasudveksling i lungerne og gennem huden. Af denne grund beskrives padder ofte med dobbelt cirkulation.
Reptile Circulatory Systems
De fleste krybdyr har også et tre-kammerhjerte svarende til det paddehjerte, der leder blod til lungerne og systemiske kredsløb (figur c). Ventriklen deles mere effektivt af et partielt septum, hvilket resulterer i mindre blanding af iltet og deoxygeneret blod. Nogle krybdyr (alligatorer og krokodiller) er de mest primitive dyr, der udviser et hjerte med fire kamre. Krokodiller har en unik kredsløbsmekanisme, hvor hjertet shunter blod fra lungerne mod maven og andre organer i lange perioder med nedsænkning; for eksempel mens dyret venter på bytte eller forbliver under vandet og venter på at byttet rådner. En tilpasning inkluderer to hovedarterier, der forlader den samme del af hjertet: den ene fører blod til lungerne, og den anden giver en alternativ rute til maven og andre dele af kroppen. To andre tilpasninger inkluderer et hul i hjertet mellem de to ventrikler, kaldet foramen af Panizza, som gør det muligt for blod at bevæge sig fra den ene side af hjertet til den anden og specialiseret bindevæv, der nedsætter blodgennemstrømningen til lungerne. Tilsammen har disse tilpasninger gjort krokodiller og alligatorer til en af de mest veludviklede dyregrupper på jorden.
Pattedyr og fugles kredsløbssystem
Hos pattedyr og fugle er hjertet også delt i fire kamre: to atria og to ventrikler (figur d). Det iltede blod adskilles fra det deoxygenerede blod, hvilket forbedrer effektiviteten af dobbeltcirkulation og er sandsynligvis krævet til den varmblodede livsstil hos pattedyr og fugle. Det firekammerede hjerte af fugle og pattedyr udviklede sig uafhængigt af et tre-kammerhjerte.