Eläinten verenkiertoelimistötyypit
Eläinten verenkiertoelimet eroavat toisistaan sydämenkammioiden lukumäärän ja verenkierron lukumäärän mukaan.
Oppimistavoitteet
Kuvaile, kuinka verenkierto eroaa kalojen, sammakkoeläinten, matelijoiden, lintujen ja nisäkkäiden välillä
Tärkeimmät takaisinot
Tärkeimmät kohdat
- Kaloilla on yksi systeeminen piiri verestä, jossa sydän pumpaa veren kiduksiin hapetettavaksi uudelleen (kidusten kierto), minkä jälkeen veri virtaa muuhun kehoon ja takaisin sydämeen.
- Muilla eläimillä, kuten sammakkoeläimillä, matelijoilla, linnuilla ja nisäkkäillä, on keuhkoverenkierto, jossa veri pumpataan sydämestä keuhkoihin. ja takaisin, ja toinen, systeeminen piiri, jossa veri pumpataan kehoon ja takaisin.
- Sammakkoeläimet ovat ainutlaatuisia siinä mielessä, että niillä on kolmas piiri, joka tuo hapettamatonta verta ihoon kaasukaivon aikaansaamiseksi. nge tapahtua; Tätä kutsutaan pulmokutaaniseksi verenkierrokseksi.
- Sydänkammioiden, eteisten ja kammioiden lukumäärä vähentää hapetetun ja hapettamattoman veren sekoittumisen määrää sydämessä, koska useampi kammio tarkoittaa yleensä enemmän eroa systeemisen ja keuhkojen välillä.
- Lämminveriset eläimet edellyttävät tehokkaampaa neljän kammion järjestelmää, jossa hapetettu veri on täysin erotettu hapettomasta verestä.
Tärkeimmät termit
- atrium: sydämen ylempi kammio, joka vastaanottaa verta suonista ja pakottaa sen kammioon
- kammio: sydämen alempi kammio
Yksinkertaiset verenkiertojärjestelmät
Verenkiertojärjestelmä vaihtelee selkärangattomien yksinkertaisista järjestelmistä selkärankaisten monimutkaisempiin järjestelmiin. Yksinkertaisimmat eläimet, kuten sienet (Porifera) ja rotifers (Rotifera), eivät tarvitse verenkiertoelimistöä, koska diffuusio mahdollistaa riittävän veden, ravinteiden ja jätteiden sekä liuenneiden kaasujen vaihdon (kuva a). Organismit, jotka ovat monimutkaisempia, mutta joiden kehosuunnitelmassa on silti vain kaksi solukerrosta, kuten hyytelöt (Cnidaria) ja kampa-hyytelöt (Ctenophora), käyttävät myös diffuusiota orvaskedensä läpi ja sisäisesti gastrovaskulaarisen osaston läpi. Sekä niiden sisäiset että ulkoiset kudokset kylvetään vesipitoisessa ympäristössä ja vaihtavat nesteitä diffuusiolla molemmilta puolilta (kuva b). Nesteenvaihtoa tukee meduusan rungon sykkiminen.
Eläimet, joilla ei ole verenkiertoa systeemit: Yksinkertaisilla eläimillä, jotka koostuvat yhdestä solukerroksesta, kuten (a) sienestä, tai vain muutamasta solukerroksesta, kuten (b) meduusoista, ei ole verenkiertoelimistöä. Sen sijaan kaasut, ravinteet ja jätteet vaihdetaan diffuusion avulla.
Monimutkaisemmille organismeille diffuusio ei ole tehokasta kaasujen, ravinteiden ja jätteiden kierrättämisessä tehokkaasti kehon läpi; siksi kehittyi monimutkaisempia verenkiertoelimiä. Suljetut verenkiertoelimet ovat selkärankaisille ominaisia; sydämen rakenteessa ja verenkierrossa on kuitenkin huomattavia eroja eri selkärankaisten ryhmien välillä evoluution aikana tapahtuvan sopeutumisen ja siihen liittyvien anatomian erojen vuoksi.
Kalan verenkiertoelimet
Kaloilla on yksi verenkierron piiri ja kaksikammioinen sydän, jossa on vain yksi atrium ja yksi kammio (kuva a). Atrium kerää kehosta palanneen veren, kun taas kammio pumpaa veren kiduksiin, joissa tapahtuu kaasunvaihtoa ja veri hapetetaan uudelleen; tätä kutsutaan kiduksen kiertoon. Veri jatkuu sitten muun kehon läpi, ennen kuin se saapuu takaisin atriumiin; tätä kutsutaan systeemiseksi verenkierroksi. Tämä yksisuuntainen verivirta tuottaa hapen hapetetusta hapettomasta verestä gradientin kalan systeemipiirin ympärillä. Tuloksena on happimäärän raja, joka voi päästä joihinkin kehon elimiin ja kudoksiin, mikä vähentää kalojen aineenvaihduntakapasiteettia.
Esimerkkejä eläinten verenkiertoelimistä: (a) Kaloilla on yksinkertaisin verenkiertoelimistö selkärankaisilla: veri virtaa yksisuuntaisesti kaksikammioisesta sydämestä kidusten läpi ja sitten muu keho. (b) Sammakkoeläimillä on kaksi verenkiertoreittiä: yksi veren hapettamiseen keuhkojen ja ihon kautta ja toinen hapen viemiseen muuhun kehoon. Veri pumpataan kolmen kammion sydämestä, jossa on kaksi eteistä ja yksi kammio. c) matelijoilla on myös kaksi verenkiertoreittiä; veri hapetetaan kuitenkin vain keuhkojen kautta. Sydän on kolmikammioinen, mutta kammiot ovat osittain erillään, joten hapetettua ja hapetonta verta sekoittuu jonkin verran, paitsi krokotiileillä ja linnuilla.d) Nisäkkäillä ja linnuilla on tehokkain sydän, jossa on neljä kammiota, jotka erottavat kokonaan hapetetun ja hapettoman veren; se pumpaa vain hapetettua verta kehon läpi ja hapetonta verta keuhkoihin.
Sammakkoeläinten verenkiertoelimet
Sammakkoeläimillä, matelijoilla, linnuilla ja nisäkkäillä verenkierto suuntautuu kahteen piiriin: yksi keuhkojen läpi ja takaisin sydämeen (keuhkoverenkierto) ja toinen koko kehoon ja sen elimiin, mukaan lukien aivot (systeeminen verenkierto).
Sammakkoeläimet on kolmikammioinen sydän, jolla on kaksi eteistä ja yksi kammio eikä kalojen kaksikammioinen sydän (kuva b). Nämä kaksi eteistä saavat verta kahdesta eri piiristä (keuhkoista ja systeemeistä). Veren sekoittuminen sydämen kammiossa on jonkin verran, mikä vähentää hapetuksen tehokkuutta. Tämän järjestelyn etuna on, että korkea paine astioissa työntää verta keuhkoihin ja kehoon. Sekoittumista lieventää kammion harjanne, joka ohjaa happirikkaan veren systeemisen verenkiertoelimistön ja hapettamattoman veren kautta pulmokutaaniseen piiriin, jossa kaasunvaihto tapahtuu keuhkoissa ja ihon läpi. Tästä syystä sammakkoeläimillä kuvataan usein olevan kaksinkertainen verenkierto.
Matelijoiden verenkiertoelimet
Useimmilla matelijoilla on myös kolmikammioinen sydän, joka on samanlainen kuin sammakkoeläinten sydän, joka ohjaa verta keuhkoon ja systeemiset piirit (kuva c). Kammio on jaettu tehokkaammin osittaisella väliseinällä, mikä johtaa vähemmän hapetetun ja hapettoman veren sekoittumiseen. Jotkut matelijat (alligaattorit ja krokotiilit) ovat kaikkein primitiivisimpiä eläimiä, joilla on nelikammioinen sydän. Krokotiililaisilla on ainutlaatuinen verenkierron mekanismi, jossa sydän välittää verta keuhkoista vatsaan ja muihin elimiin pitkien veden allaoloaikojen aikana; Esimerkiksi kun eläin odottaa saalista tai pysyy veden alla odottaen saaliin mätänemistä. Yksi mukautus sisältää kaksi päävaltimoa, jotka lähtevät samasta sydämen osasta: yksi vie verta keuhkoihin ja toinen tarjoaa vaihtoehtoisen reitin vatsaan ja muihin kehon osiin. Kaksi muuta mukautusta ovat reikä sydämessä kahden kammion välillä, nimeltään Panizzan foramen, jonka avulla veri voi siirtyä sydämen toiselta puolelta toiselle, ja erikoistunut sidekudos, joka hidastaa verenkiertoa keuhkoihin. Yhdessä näiden mukautusten ansiosta krokotiilit ja alligaattorit ovat yksi menestyneimmin kehittyneistä eläinryhmistä maan päällä.
Nisäkkäiden ja lintujen verenkiertoelimet
Nisäkkäillä ja linnuilla myös sydän on jaettu neljään kammioon: kaksi eteistä ja kaksi kammiota (kuva d). Hapetettu veri erotetaan hapettamattomasta verestä, mikä parantaa kaksoisverenkierron tehokkuutta ja sitä todennäköisesti tarvitaan nisäkkäiden ja lintujen lämminveriseen elämäntapaan. Lintujen ja nisäkkäiden nelikammioinen sydän kehittyi itsenäisesti kolmikammioisesta sydämestä.