Types de systèmes circulatoires chez les animaux
Les systèmes circulatoires des animaux diffèrent par le nombre de cavités cardiaques et le nombre de circuits à travers lesquels le sang circule.
Objectifs d’apprentissage
Décrivez en quoi la circulation diffère entre les poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères
Points clés à retenir
Points clés
- Les poissons ont un seul circuit systémique pour le sang, où le cœur pompe le sang vers les branchies pour être réoxygéné (circulation branchiale), après quoi le le sang circule vers le reste du corps et retourne vers le cœur.
- D’autres animaux, tels que les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères, ont un circuit pulmonaire, où le sang est pompé du cœur vers les poumons et retour, et un deuxième circuit systémique où le sang est pompé vers le corps et vers l’arrière.
- Les amphibiens sont uniques en ce qu’ils ont un troisième circuit qui amène le sang désoxygéné à la peau afin de permettre un échange de gaz nge de se produire; c’est ce qu’on appelle la circulation pulmocutanée.
- Le nombre de cavités cardiaques, oreillettes et ventricules, atténue la quantité de mélange de sang oxygéné et désoxygéné dans le cœur, car plus de chambres signifient généralement plus de séparation entre les circuits systémique et pulmonaire.
- Les animaux à sang chaud nécessitent le système plus efficace de quatre chambres qui sépare complètement le sang oxygéné du sang désoxygéné.
Termes clés
- oreillette: une chambre supérieure du cœur qui reçoit le sang des veines et le force dans un ventricule
- ventricule: une chambre inférieure du cœur
Systèmes circulatoires simples
Le système circulatoire varie de systèmes simples chez les invertébrés à des systèmes plus complexes chez les vertébrés. Les animaux les plus simples, comme les éponges (Porifera) et les rotifères (Rotifera), n’ont pas besoin d’un système circulatoire car la diffusion permet un échange adéquat d’eau, de nutriments et de déchets, ainsi que de gaz dissous (figure a). Les organismes plus complexes, mais qui n’ont toujours que deux couches de cellules dans leur plan corporel, comme les gelées (Cnidaria) et les gelées en peigne (Ctenophora), utilisent également la diffusion à travers leur épiderme et en interne à travers le compartiment gastrovasculaire. Leurs tissus internes et externes baignent dans un environnement aqueux et s’échangent des fluides par diffusion des deux côtés (figure b). L’échange de fluides est assisté par les pulsations du corps de la méduse.
Animaux sans circulation systèmes: Les animaux simples constitués d’une seule couche cellulaire, telle que (a) l’éponge, ou seulement quelques couches cellulaires, comme la (b) méduse, n’ont pas de système circulatoire. Au lieu de cela, les gaz, les nutriments et les déchets sont échangés par diffusion.
Pour les organismes plus complexes, la diffusion n’est pas efficace pour faire circuler efficacement les gaz, les nutriments et les déchets à travers le corps; par conséquent, des systèmes circulatoires plus complexes ont évolué. Les systèmes circulatoires fermés sont une caractéristique des vertébrés; cependant, il existe des différences significatives dans la structure du cœur et la circulation sanguine entre les différents groupes de vertébrés en raison de l’adaptation au cours de l’évolution et des différences d’anatomie associées.
Systèmes circulatoires des poissons
Les poissons ont un seul circuit pour le flux sanguin et un cœur à deux chambres qui n’a qu’un seul oreillette et un seul ventricule (figure a). L’oreillette recueille le sang qui est revenu du corps, tandis que le ventricule pompe le sang vers les branchies où se produit l’échange de gaz et le sang est réoxygéné; c’est ce qu’on appelle la circulation branchiale. Le sang continue ensuite à travers le reste du corps avant de revenir à l’oreillette; c’est ce qu’on appelle la circulation systémique. Ce flux sanguin unidirectionnel produit un gradient de sang oxygéné à désoxygéné autour du circuit systémique du poisson. Le résultat est une limite de la quantité d’oxygène qui peut atteindre certains organes et tissus du corps, réduisant la capacité métabolique globale des poissons.
Exemples de systèmes circulatoires animaux: (a) Les poissons ont les systèmes circulatoires les plus simples des vertébrés: le sang circule unidirectionnellement du cœur à deux chambres à travers les branchies, puis vers le reste du corps. (b) Les amphibiens ont deux voies circulatoires: l’une pour l’oxygénation du sang à travers les poumons et la peau, et l’autre pour acheminer l’oxygène vers le reste du corps. Le sang est pompé à partir d’un cœur à trois chambres avec deux oreillettes et un seul ventricule. (c) Les reptiles ont également deux voies circulatoires; cependant, le sang n’est oxygéné que par les poumons. Le cœur est à trois chambres, mais les ventricules sont partiellement séparés, de sorte qu’un certain mélange de sang oxygéné et désoxygéné se produit, sauf chez les crocodiliens et les oiseaux.(d) Les mammifères et les oiseaux ont le cœur le plus efficace avec quatre chambres qui séparent complètement le sang oxygéné et désoxygéné; il pompe uniquement le sang oxygéné à travers le corps et le sang désoxygéné vers les poumons.
Systèmes circulatoires des amphibiens
Chez les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères, le flux sanguin est dirigé dans deux circuits: l’un à travers les poumons et retour vers le cœur (circulation pulmonaire) et l’autre à travers le reste du corps et ses organes, y compris le cerveau (circulation systémique).
Amphibiens ont un cœur à trois chambres qui a deux oreillettes et un ventricule plutôt que le cœur à deux chambres de poisson (figure b). Les deux oreillettes reçoivent le sang des deux circuits différents (les poumons et les systèmes). Il y a un certain mélange du sang dans le ventricule cardiaque, ce qui réduit l’efficacité de l’oxygénation. L’avantage de cet agencement est qu’une pression élevée dans les vaisseaux pousse le sang vers les poumons et le corps. Le mélange est atténué par une crête dans le ventricule qui dévie le sang riche en oxygène à travers le système circulatoire systémique et le sang désoxygéné vers le circuit pulmocutané où un échange de gaz se produit dans les poumons et à travers la peau. Pour cette raison, les amphibiens sont souvent décrits comme ayant une double circulation.
Systèmes circulatoires des reptiles
La plupart des reptiles ont également un cœur à trois chambres semblable au cœur des amphibiens qui dirige le sang vers le poumon. et circuits systémiques (figure c). Le ventricule est divisé plus efficacement par un septum partiel, ce qui réduit le mélange de sang oxygéné et désoxygéné. Certains reptiles (alligators et crocodiles) sont les animaux les plus primitifs à présenter un cœur à quatre chambres. Les crocodiliens ont un mécanisme circulatoire unique où le cœur dérive le sang des poumons vers l’estomac et d’autres organes pendant de longues périodes de submersion; par exemple, pendant que l’animal attend une proie ou reste sous l’eau en attendant que la proie pourrisse. Une adaptation comprend deux artères principales qui quittent la même partie du cœur: l’une transporte le sang vers les poumons et l’autre fournit une voie alternative vers l’estomac et d’autres parties du corps. Deux autres adaptations comprennent un trou dans le cœur entre les deux ventricules, appelé foramen de Panizza, qui permet au sang de se déplacer d’un côté du cœur à l’autre, et un tissu conjonctif spécialisé qui ralentit le flux sanguin vers les poumons. Ensemble, ces adaptations ont fait des crocodiles et des alligators l’un des groupes d’animaux les plus évolués au monde.
Systèmes circulatoires des mammifères et des oiseaux
Chez les mammifères et les oiseaux, le cœur est également divisé en quatre chambres: deux oreillettes et deux ventricules (figure d). Le sang oxygéné est séparé du sang désoxygéné, ce qui améliore l’efficacité de la double circulation et est probablement nécessaire au mode de vie à sang chaud des mammifères et des oiseaux. Le cœur à quatre chambres des oiseaux et des mammifères a évolué indépendamment d’un cœur à trois chambres.