Typer sirkulasjonssystemer hos dyr
Dyres sirkulasjonssystemer varierer i antall hjertekamre og antall kretsløp som blodet strømmer gjennom.
Læringsmål
Beskriv hvordan sirkulasjonen er forskjellig mellom fisk, amfibier, reptiler, fugler og pattedyr
Viktige takeaways
Nøkkelpunkter
- Fisk har en enkelt systemisk krets for blod, der hjertet pumper blodet til gjellene som skal oksygeneres (gjellsirkulasjon), hvorpå blod strømmer til resten av kroppen og tilbake til hjertet.
- Andre dyr, som amfibier, reptiler, fugler og pattedyr, har en lungekrets der blod pumpes fra hjertet til lungene og tilbake, og en annen, systemisk krets der blod pumpes til kroppen og ryggen.
- Amfibier er unike ved at de har en tredje krets som bringer deoxygenert blod til huden for gassutslipp nge å forekomme; dette kalles pulmokutan sirkulasjon.
- Antall hjertekamre, forkammer og ventrikler, demper mengden blanding av oksygenert og deoksygenert blod i hjertet, ettersom flere kamre vanligvis betyr mer skille mellom de systemiske og lungekretsene.
- Varmblodige dyr krever det mer effektive systemet med fire kamre som har det oksygenerte blodet fullstendig skilt fra det deoksygenerte blodet.
Nøkkelord
- atrium: et øvre kammer i hjertet som mottar blod fra venene og tvinger det inn i en ventrikkel
- ventrikkel: et nedre kammer i hjertet
Enkle sirkulasjonssystemer
Sirkulasjonssystemet varierer fra enkle systemer hos virvelløse dyr til mer komplekse systemer hos virveldyr. De enkleste dyrene, som svampene (Porifera) og rotifrene (Rotifera), trenger ikke et sirkulasjonssystem fordi diffusjon tillater tilstrekkelig utveksling av vann, næringsstoffer og avfall, så vel som oppløste gasser (figur a). Organismer som er mer komplekse, men som fremdeles bare har to lag av celler i kroppsplanen, slik som gelé (Cnidaria) og kamgelé (Ctenophora), bruker også diffusjon gjennom epidermis og internt gjennom det gastrovaskulære rommet. Både deres indre og ytre vev bades i et vandig miljø og bytter væske ved diffusjon på begge sider (figur b). Væskeutveksling assisteres av manetkroppens pulserende.
Dyr uten sirkulasjon systemer: Enkle dyr som består av et enkelt cellelag, slik som (a) svampen, eller bare noen få cellelag, slik som (b) maneter, har ikke sirkulasjonssystem. I stedet byttes gasser, næringsstoffer og avfall ut ved diffusjon.
For mer komplekse organismer er diffusjon ikke effektiv for å sykle gasser, næringsstoffer og avfall effektivt gjennom kroppen; derfor utviklet det seg mer komplekse sirkulasjonssystemer. Lukkede sirkulasjonssystemer er et kjennetegn på virveldyr; det er imidlertid signifikante forskjeller i hjertestrukturen og blodsirkulasjonen mellom de forskjellige virveldyrsgruppene på grunn av tilpasning under evolusjon og tilhørende forskjeller i anatomi.
Fish Circulatory Systems
Fisk har en enkelt krets for blodstrøm og et hjerte med to kammer som bare har et enkelt atrium og en enkelt ventrikkel (figur a). Atriet samler blod som har kommet tilbake fra kroppen, mens ventrikkelen pumper blodet til gjellene der gassutveksling skjer og blodet blir oksygenert på nytt; dette kalles gjellsirkulasjon. Blodet fortsetter deretter gjennom resten av kroppen før det kommer tilbake til atriet; dette kalles systemisk sirkulasjon. Denne ensrettet blodstrømmen produserer en gradient av oksygenert til deoksygenert blod rundt fiskens systemkrets. Resultatet er en grense for mengden oksygen som kan nå noen av kroppens organer og vev, og reduserer den totale metabolske kapasiteten til fisk.
Eksempler på sirkulasjonssystemer hos dyr: (a) Fisk har de enkleste sirkulasjonssystemene hos virveldyrene: blod strømmer ensrettet fra det to-kammerede hjertet gjennom gjellene og deretter til resten av kroppen. (b) Amfibier har to sirkulasjonsveier: en for oksygenering av blodet gjennom lungene og huden, og den andre for å ta oksygen til resten av kroppen. Blodet pumpes fra et tre-kammers hjerte med to atria og en enkelt ventrikkel. (c) Reptiler har også to sirkulasjonsveier; imidlertid blir blod bare oksygenert gjennom lungene. Hjertet er med tre kammer, men ventriklene er delvis skilt, slik at det forekommer blanding av oksygenert og deoksygenert blod, bortsett fra hos krokodiller og fugler.(d) Pattedyr og fugler har det mest effektive hjertet med fire kamre som fullstendig skiller det oksygenerte og deoksygenerte blodet; den pumper bare oksygenert blod gjennom kroppen og deoksygenert blod til lungene.
Amfibiesirkulasjonssystemer
Hos amfibier, reptiler, fugler og pattedyr, blodstrømmen ledes i to kretsløp: den ene gjennom lungene og tilbake til hjertet (lungesirkulasjon) og den andre gjennom resten av kroppen og dens organer, inkludert hjernen (systemisk sirkulasjon).
Amfibier har et tre-kammerhjerte som har to atria og en ventrikkel i stedet for det to-kammers hjerte av fisk (figur b). De to atriene mottar blod fra de to forskjellige kretsene (lungene og systemene). Det er en viss blanding av blodet i hjertets ventrikkel, noe som reduserer effektiviteten av oksygenering. Fordelen med denne ordningen er at høyt trykk i karene skyver blod til lungene og kroppen. Blandingen dempes av en møne i ventrikkelen som leder oksygenrikt blod gjennom det systemiske sirkulasjonssystemet og deoksygenert blod til pulmokutan krets der gassutveksling skjer i lungene og gjennom huden. Av denne grunn blir amfibier ofte beskrevet som å ha dobbel sirkulasjon.
Reptile Circulatory Systems
De fleste reptiler har også et tre-kammerhjerte som ligner amfibiehjertet som leder blod til lungene og systemkretser (figur c). Ventrikelen er delt mer effektivt av en delvis septum, noe som resulterer i mindre blanding av oksygenert og deoksygenert blod. Noen reptiler (alligatorer og krokodiller) er de mest primitive dyrene som har et firekammerhjerte. Krokodiller har en unik sirkulasjonsmekanisme der hjertet shunter blod fra lungene mot magen og andre organer i lange perioder med nedsenking; for eksempel mens dyret venter på byttedyr eller blir værende under vann og venter på at byttet råtner. En tilpasning inkluderer to hovedarterier som forlater den samme delen av hjertet: den ene tar blod til lungene og den andre gir en alternativ vei til magen og andre deler av kroppen. To andre tilpasninger inkluderer et hull i hjertet mellom de to ventriklene, kalt foramen av Panizza, som gjør at blod kan bevege seg fra den ene siden av hjertet til den andre, og spesialisert bindevev som senker blodstrømmen til lungene. Sammen har disse tilpasningene gjort krokodiller og alligatorer til en av de mest vellykkede dyregruppene på jorden.
Sirkulasjonssystemer for pattedyr og fugler
Hos pattedyr og fugler er hjertet også delt i fire kamre: to atria og to ventrikler (figur d). Det oksygenholdige blodet skilles fra det deoksygenerte blodet, noe som forbedrer effektiviteten av dobbel sirkulasjon og trolig er nødvendig for den varmblodige livsstilen til pattedyr og fugler. Fyrkammerhjerte av fugler og pattedyr utviklet seg uavhengig av et trekammerhjerte.