Biológia i (Magyar)

minden állatban, néhány egyszerű típus kivételével, a keringési rendszert tápanyagok és gázok szállítására használják a testen keresztül. Az egyszerű diffúzió lehetővé teszi bizonyos víz, tápanyag, hulladék és gázcserét primitív állatokká, amelyek csak néhány sejtréteg vastagok; azonban az ömlesztett áramlás az egyetlen módszer, amellyel a nagyobb összetettebb organizmusok teljes testét elérik.,

keringési rendszer felépítése

a keringési rendszer gyakorlatilag hengeres hajók hálózata: a szivattyúból, a szívből származó artériák, vénák és kapillárisok. Minden gerinces szervezetben, valamint néhány gerinctelenben ez egy zárt hurkú rendszer, amelyben a vér nem szabad az üregben. Zárt keringési rendszerben a vér az erekben található, és a szívből egyirányban kering a szisztémás keringési útvonal körül, majd ismét visszatér a szívbe, amint azt az 1a ábra mutatja., A zárt rendszerrel ellentétben az ízeltlábúak—beleértve a rovarokat, rákféléket és a legtöbb puhatestűt-nyitott keringési rendszerrel rendelkeznek, amint azt az 1b. ábra szemlélteti.egy nyitott keringési rendszerben a vér nem az erekben van bezárva, hanem egy hemocoel nevű üregbe pumpálják, és hemolimphnak nevezik, mert a vér keveredik az intersticiális folyadékkal. Ahogy a szív ver és az állat mozog, a hemolymph kering a szervek körül a testüregben, majd visszaadja a szíveket az ostia nevű nyílásokon keresztül. Ez a mozgás lehetővé teszi a gáz-és tápanyagcserét., A nyitott keringési rendszer nem használ annyi energiát, mint egy zárt rendszer működését vagy fenntartását; azonban, van egy kompromisszum a vér mennyiségét, hogy lehet mozgatni a metabolikusan aktív szervek és szövetek, amelyek megkövetelik a magas oxigénszint. Valójában az egyik oka annak, hogy a legfeljebb két láb széles (70 cm) szárnyú rovarok ma nincsenek körül, valószínűleg azért van, mert 150 millió évvel ezelőtt a madarak megérkezése felülmúlta őket. A zárt keringési rendszerrel rendelkező madarakról úgy gondolják, hogy agilisabban mozogtak, lehetővé téve számukra, hogy gyorsabban táplálkozzanak, és valószínűleg a rovarokra ragadozzanak.,

1.ábra. A) zárt keringési rendszerekben a szív szivattyúzza a vért olyan edényeken keresztül, amelyek elkülönülnek a test interstitialis folyadékától. A legtöbb gerincesnek és néhány gerinctelen állatnak, mint ez az annelid földigiliszta, zárt keringési rendszere van. A (B) nyílt keringési rendszerekben a hemolymph nevű folyadékot egy véredényen keresztül pumpálják, amely a testüregbe ürül. A Hemolymph az ostia nevű nyílásokon keresztül tér vissza az érbe. Az ízeltlábúak, mint ez a méh és a legtöbb puhatestű, nyitott keringési rendszerrel rendelkeznek.,

keringési rendszer változása állatokban

a keringési rendszer a gerinctelenek egyszerű rendszereitől a gerincesek összetettebb rendszeréig változik. A legegyszerűbb állatoknak, például a szivacsoknak (Porifera) és a rotiferáknak (Rotifera) nincs szükségük keringési rendszerre, mivel a diffúzió lehetővé teszi a víz, a tápanyagok és a hulladék, valamint az oldott gázok megfelelő cseréjét, amint azt a 2a.ábra mutatja., Organizmusok, amelyek bonyolultabb, de még mindig csak két rétegben a sejtek a test terv, mint a zselé (Cnidaria), valamint comb, gyümölcskocsonya (Ctenophora) is használni, diffúzió révén a bőr, belső keresztül a gasztrovaszkuláris rekesz. Mind a belső, mind a külső szövetek fürdött a vizes környezet exchange folyadékot a diffúzió mindkét oldalon, mivel Ábra szemlélteti 2b. Csere a folyadék segíti a pulzáló a medúza test.

2.ábra., Az egyszerű állatok, amelyek egyetlen sejtrétegből, például az (a) szivacsból vagy csak néhány sejtrétegből állnak, mint például a (b) medúza, nem rendelkeznek keringési rendszerrel. Ehelyett a gázok, a tápanyagok és a hulladékok diffúzióval cserélődnek.

összetettebb organizmusok esetében a diffúzió nem hatékony a ciklikus gázok, tápanyagok és hulladékok hatékony kezelésére a testen keresztül; ezért összetettebb keringési rendszerek alakultak ki. A legtöbb ízeltlábú és sok puhatestű nyitott keringési rendszerrel rendelkezik., Nyitott rendszerben a hosszúkás dobogó szív a testen keresztül nyomja a hemolymph – t, az izomösszehúzódások pedig segítik a folyadékok mozgását. A nagyobb, összetettebb rákok, köztük a homár, arteriális ereket fejlesztettek ki, hogy a vért a testükön keresztül nyomják, és a legaktívabb puhatestűek, mint például a tintahal, zárt keringési rendszert alakítottak ki, és képesek gyorsan mozogni, hogy elkapják a zsákmányt., A zárt keringési rendszerek a gerincesekre jellemzőek, azonban jelentős különbségek vannak a szív szerkezetében és a vérkeringésben a különböző gerinces csoportok között az evolúció során történő alkalmazkodás és a kapcsolódó anatómiai különbségek miatt. A 3. ábra egyes gerincesek alapvető keringési rendszereit szemlélteti: halakat, kétéltűeket, hüllőket és emlősöket.

Ábra szemlélteti 3a Hal egyetlen áramkör a vér áramlását, valamint két kamrás szív, hogy csak egyetlen átrium, valamint egy egységes kamra., Az átrium összegyűjti a szervezetből visszatért vért, és a kamra pumpálja a vért a kopoltyúkba, ahol gázcsere történik, és a vér újra oxigenizálódik; ezt nevezik kopoltyú keringésnek. A vér ezután a test többi részén folytatódik, mielőtt visszatérne az átriumba; ezt szisztémás keringésnek nevezik. Ez egyirányú véráramlás termel gradiens oxigénnel deoxigenált vér körül a hal szisztémás áramkör., Az eredmény az oxigén mennyiségének korlátozása, amely elérheti a test egyes szerveit és szöveteit, csökkentve a halak általános metabolikus kapacitását.

kétéltűeknél, hüllőknél, madaraknál és emlősöknél a véráramlás két körön keresztül történik: az egyik a tüdőn és a szíven keresztül, amelyet pulmonalis keringésnek neveznek, a másik pedig a test többi részében és szerveiben, beleértve az agyat is (szisztémás keringés). A kétéltűeknél a gázcsere a bőrön keresztül is előfordul a pulmonalis keringés során, amelyet pulmokután keringésnek neveznek.,

Ábrán látható 3b, kétéltűek három kamrás szíve, hogy a két pitvar, valamint egy kamra inkább, mint a két kamrás szív hal. A két pitvar (superior heart chambers) a két különböző áramkörből (a tüdőből és a rendszerekből) kap vért, majd a szív kamrájában (inferior heart chamber) a vér keveredik, ami csökkenti az oxigenizáció hatékonyságát. Ennek az elrendezésnek az az előnye, hogy az erek magas nyomása a vért a tüdőbe és a testbe tolja., A keverést a kamrán belüli gerinc enyhíti, amely az oxigénben gazdag vért a szisztémás keringési rendszeren keresztül irányítja, és a dezoxigenált vért a pulmocután áramkörbe irányítja. Emiatt a kétéltűeket gyakran kettős keringéssel írják le.

3.ábra. a) A halak a gerincesek legegyszerűbb keringési rendszereivel rendelkeznek: a vér egyirányban áramlik a kétkamrás szívből a kopoltyúkon, majd a test többi részén., (b) Kétéltűek két keringési útvonalak: az egyik a vér oxigénellátását, a tüdőn keresztül a bőrt, a másik, hogy oxigént a test többi része. A vért egy háromkamrás szívből pumpálják, két pitvarral és egy kamrával.

a Legtöbb hüllők is van egy három kamrás szív hasonló kétéltű szív irányítja a vért a tüdő, illetve szisztémás áramkörök, mint a 4a. Ábra. A kamra van osztva hatékonyabban által részleges septum, amelynek eredménye kevesebb, keverés, oxigéndús, valamint deoxygenated vér., Egyes hüllők (aligátorok és krokodilok) a legprimitívebb állatok, amelyek négykamrás szívet mutatnak. A krokodilok egyedülálló keringési mechanizmussal rendelkeznek, ahol a szív a tüdőből a gyomor és más szervek felé kerüli a vért, például hosszú alámerülés idején, míg az állat a zsákmányt várja, vagy a víz alatt marad, várva, hogy a zsákmány rothadjon. Az egyik adaptáció két fő artériát tartalmaz, amelyek a szív ugyanazon részét hagyják el: az egyik vért vesz a tüdőbe, a másik pedig alternatív utat biztosít a gyomornak és a test más részeinek., Két másik adaptáció közé tartozik egy lyuk a szívben a két kamra között, úgynevezett Panizza foramen, amely lehetővé teszi a vér mozgását a szív egyik oldaláról a másikra, és speciális kötőszövet, amely lassítja a véráramlást a tüdőbe. Ezek az adaptációk együttesen a krokodilokat és az aligátorokat tették a Föld egyik evolúciósan legsikeresebb állatcsoportjává.

emlősökben és madarakban a szív szintén négy kamrára oszlik: két pitvarra és két kamrára, amint azt a 4b.ábra szemlélteti., Az oxigéndús vért elválasztják a deoxigenált vértől, ami javítja a kettős keringés hatékonyságát, és valószínűleg az emlősök és madarak melegvérű életmódjához szükséges. A madarak és emlősök négykamrás szíve egy háromkamrás szívtől függetlenül fejlődött ki. Ugyanazon vagy hasonló biológiai tulajdonság független evolúcióját konvergens evolúciónak nevezik.

4.ábra. a) a hüllőknek két keringési útvonaluk is van; azonban a vér csak a tüdőn keresztül oxigénnel van ellátva., A szív háromkamrás, de a kamrák részben szét vannak választva, így a krokodilok és a madarak kivételével oxigénezett és deoxigenált vér keveredik. b) az emlősöknek és a madaraknak a leghatékonyabb szívük van, négy kamrával, amelyek teljesen elkülönítik az oxigéndús és oxigéndús vért; csak oxigéndús vért pumpál a testbe, és oxigéndús vért pumpál a tüdőbe.