Tipuri de sisteme circulatorii la animale
Sistemele circulatorii ale animalelor diferă prin numărul de camere ale inimii și numărul de circuite prin care curge sângele.
Obiective de învățare
Descrieți modul în care circulația diferă între pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere
Takeaways cheie
Puncte cheie
- Peștii au un singur circuit sistemic pentru sânge, unde inima pompează sângele către branhii pentru a fi reoxigenat (circulația branhială), după care sângele curge către restul corpului și înapoi către inimă.
- Alte animale, cum ar fi amfibieni, reptile, păsări și mamifere, au un circuit pulmonar, în care sângele este pompat din inimă în plămâni și înapoi, și un al doilea circuit sistemic, în care sângele este pompat către corp și înapoi.
- Amfibienii sunt unici prin faptul că au un al treilea circuit care aduce sânge dezoxigenat pe piele pentru ca gazele să fie excha nge să apară; aceasta se numește circulație pulmocutanată.
- Numărul de camere ale inimii, atriile și ventriculele, atenuează cantitatea de amestecare a sângelui oxigenat și dezoxigenat în inimă, deoarece mai multe camere înseamnă, de obicei, mai multă separare între circuitele sistemice și cele pulmonare.
- Animalele cu sânge cald necesită un sistem mai eficient din patru camere care are sângele oxigenat complet separat de sângele dezoxigenat.
Termeni cheie
- atrium: o cameră superioară a inimii care primește sângele din vene și îl forțează într-un ventricul
- ventricul: o cameră inferioară a inimii
Sisteme circulatorii simple
Sistemul circulator variază de la sisteme simple la nevertebrate la sisteme mai complexe la vertebrate. Cele mai simple animale, precum bureții (Porifera) și rotiferele (Rotifera), nu au nevoie de un sistem circulator, deoarece difuzia permite schimbul adecvat de apă, substanțe nutritive și deșeuri, precum și gaze dizolvate (figura a). Organismele care sunt mai complexe, dar care au încă două straturi de celule în planul corpului, cum ar fi jeleurile (Cnidaria) și jeleurile de pieptene (Ctenophora), utilizează, de asemenea, difuzie prin epiderma lor și intern prin compartimentul gastrovascular. Atât țesuturile lor interne, cât și cele externe sunt scăldate într-un mediu apos și schimbă fluidele prin difuzie pe ambele părți (figura b). Schimbul de lichide este asistat de pulsarea corpului meduzei.
Animale fără circulator sisteme: Animalele simple constând dintr-un singur strat celular, cum ar fi (a) buretele, sau doar câteva straturi celulare, cum ar fi meduza (b), nu au un sistem circulator. În schimb, gazele, substanțele nutritive și deșeurile sunt schimbate prin difuzie.
Pentru organismele mai complexe, difuziunea nu este eficientă pentru ciclul de gaze, substanțe nutritive și deșeuri în mod eficient prin corp; de aceea, au evoluat sistemele circulatorii mai complexe. Sistemele circulatorii închise sunt o caracteristică a vertebratelor; cu toate acestea, există diferențe semnificative în structura inimii și circulația sângelui între diferitele grupuri de vertebrate datorită adaptării în timpul evoluției și diferențelor asociate în anatomie.
Sisteme circulatorii pești
Peștii au un singur circuit pentru fluxul sanguin și o inimă cu două camere, care are doar un singur atriu și un singur ventricul (figura a). Atriul colectează sângele care s-a întors din corp, în timp ce ventriculul pompează sângele către branhii unde are loc schimbul de gaze și sângele este re-oxigenat; aceasta se numește circulație branhială. Sângele continuă apoi prin restul corpului înainte de a ajunge înapoi la atrium; aceasta se numește circulație sistemică. Acest flux unidirecțional de sânge produce un gradient de sânge oxigenat până la dezoxigenat în jurul circuitului sistemic al peștilor. Rezultatul este o limită a cantității de oxigen care poate ajunge la unele organe și țesuturi ale corpului, reducând capacitatea metabolică totală a peștilor.
Exemple de sisteme circulatorii la animale: (a) Peștii au cele mai simple sisteme circulatorii ale vertebratelor: sângele curge unidirecțional din inima cu două camere prin branhii și apoi către restul corpului. (b) Amfibienii au două căi circulatorii: una pentru oxigenarea sângelui prin plămâni și piele, iar cealaltă pentru a duce oxigenul în restul corpului. Sângele este pompat dintr-o inimă cu trei camere, cu două atrii și un singur ventricul. (c) Reptilele au, de asemenea, două căi circulatorii; cu toate acestea, sângele este oxigenat doar prin plămâni. Inima are trei camere, dar ventriculii sunt parțial separați, astfel încât are loc o anumită amestecare de sânge oxigenat și dezoxigenat, cu excepția crocodilienilor și a păsărilor.(d) Mamiferele și păsările au cea mai eficientă inimă cu patru camere care separă complet sângele oxigenat și dezoxigenat; pompează numai sânge oxigenat prin corp și sânge dezoxigenat către plămâni.
Sistemele circulatorii amfibiene
La amfibieni, reptile, păsări și mamifere, fluxul sanguin este direcționat în două circuite: unul prin plămâni și înapoi către inimă (circulația pulmonară) și celălalt în restul corpului și al organelor sale, inclusiv creierul (circulația sistemică).
Amfibieni au o inimă cu trei camere care are două atrii și un ventricul, mai degrabă decât inima cu două camere a peștilor (figura b). Cele două atrii primesc sânge din cele două circuite diferite (plămâni și sisteme). Există un amestec de sânge în ventriculul inimii, ceea ce reduce eficiența oxigenării. Avantajul acestui aranjament este că presiunea ridicată în vase împinge sângele către plămâni și corp. Amestecul este atenuat de o creastă a ventriculului care redirecționează sângele bogat în oxigen prin sistemul circulator sistemic și sângele dezoxigenat către circuitul pulmocutanat în care are loc schimbul de gaze în plămâni și prin piele. Din acest motiv, amfibienii sunt adesea descriși ca având dublă circulație.
Sistemele circulatorii ale reptilelor
Majoritatea reptilelor au și o inimă cu trei camere asemănătoare cu inima amfibiană care direcționează sângele către pulmonar și circuite sistemice (figura c). Ventriculul este împărțit mai eficient printr-un sept parțial, ceea ce duce la o mai mică amestecare a sângelui oxigenat și dezoxigenat. Unele reptile (aligatori și crocodili) sunt cele mai primitive animale care prezintă o inimă cu patru camere. Crocodilienii au un mecanism circulator unic în care inima trece de sânge din plămâni către stomac și alte organe în perioade lungi de scufundare; de exemplu, în timp ce animalul așteaptă prada sau rămâne sub apă și așteaptă ca prada să putrezească. O adaptare include două artere principale care părăsesc aceeași parte a inimii: una duce sânge la plămâni, iar cealaltă oferă o cale alternativă către stomac și alte părți ale corpului. Alte două adaptări includ o gaură în inimă între cele două ventricule, numită foramenul Panizza, care permite sângelui să se deplaseze de la o parte a inimii la cealaltă și țesut conjunctiv specializat care încetinește fluxul sanguin către plămâni. Împreună, aceste adaptări au făcut ca crocodilii și aligatorii să fie unul dintre cele mai evoluate cu succes grupuri de animale de pe pământ.
Sistemele circulatorii de mamifere și păsări
La mamifere și păsări, inima este, de asemenea, împărțită în patru camere: două atrii și doi ventriculi (figura d). Sângele oxigenat este separat de sângele dezoxigenat, ceea ce îmbunătățește eficiența dublei circulații și este probabil necesar pentru stilul de viață cu sânge cald al mamiferelor și păsărilor. Inima cu patru camere a păsărilor și a mamiferelor a evoluat independent de o inimă cu trei camere.