Biologia I (Português)

em todos os animais, exceto alguns tipos simples, o sistema circulatório é usado para transportar nutrientes e gases através do corpo. A difusão simples permite a troca de água, nutrientes, resíduos e gás em animais primitivos que são apenas algumas camadas celulares de espessura; no entanto, o fluxo em massa é o único método pelo qual todo o corpo de organismos maiores mais complexos é acessado.,o sistema circulatório é efetivamente uma rede de vasos cilíndricos: as artérias, veias e capilares que emanam de uma bomba, o coração. Em todos os organismos vertebrados, bem como alguns invertebrados, este é um sistema de ciclo fechado, no qual o sangue não é livre em uma cavidade. Num sistema circulatório fechado, o sangue é contido no interior dos vasos sanguíneos e circula unidireccionalmente a partir do coração em torno da via circulatória sistémica, voltando depois ao coração, como ilustrado na figura 1a., Como oposição a um sistema fechado, artrópodes, incluindo insetos, crustáceos, e a maioria dos moluscos—tem um sistema circulatório, como ilustrado na Figura 1b. Em aberto, o sistema circulatório, o sangue não está entre os vasos sanguíneos, mas é bombeado para dentro de uma cavidade chamada de um hemocoel e é chamado de hemolymph porque o sangue se mistura com o fluido intersticial. À medida que o coração bate e o animal se move, a hemolinfomaníaca circula em torno dos órgãos dentro da cavidade do corpo e, em seguida, reentra os corações através de aberturas chamadas ostia. Este movimento permite a troca de gás e nutrientes., Um sistema circulatório aberto não usa tanta energia como um sistema fechado para operar ou manter; no entanto, há uma troca com a quantidade de sangue que pode ser movida para órgãos e tecidos metabolicamente ativos que requerem altos níveis de oxigênio. Na verdade, uma razão pela qual os insetos com asas de até 70 cm de largura não estão em torno de hoje é provavelmente porque eles foram superados pela chegada de aves 150 milhões de anos atrás. Acredita-se que as aves, tendo um sistema circulatório fechado, se moveram mais agilamente, permitindo-lhes obter comida mais rápido e possivelmente para se aproveitarem dos insetos.,

Figura 1. Em a) sistemas circulatórios fechados, o coração bombeia sangue através de vasos que estão separados do fluido intersticial do corpo. A maioria dos vertebrados e alguns invertebrados, como esta minhoca anelida, têm um sistema circulatório fechado. Em B) sistemas circulatórios abertos, um fluido chamado hemolinfa é bombeado através de um vaso sanguíneo que esvazia a cavidade corporal. A hemolinfa regressa ao vaso sanguíneo através de aberturas chamadas Óstia. Artrópodes como esta abelha e a maioria dos moluscos têm sistemas circulatórios abertos.,

Variação do sistema circulatório em animais

o sistema circulatório varia de sistemas simples em invertebrados a sistemas mais complexos em vertebrados. Os animais mais simples, como as esponjas (Porifera) e rotíferos (Rotifera), não precisa de um sistema circulatório porque difusão permite a adequada troca de água, nutrientes e resíduos, bem como gases dissolvidos, como mostrado na Figura 2a., Organismos que são mais complexos, mas ainda têm apenas duas camadas de células em seu plano corporal, tais como geleias (Cnidaria) e geleias de pente (Ctenophora) também usam difusão através de sua epiderme e internamente através do compartimento gastrovascular. Tanto os seus tecidos internos como externos são banhados num ambiente aquoso e os fluidos de troca por difusão em ambos os lados, como ilustrado na figura 2b. A Troca de fluidos é assistida pela pulsação do corpo de medusas.

Figura 2., Os animais simples constituídos por uma única camada celular, como a esponja (a) ou apenas algumas camadas celulares, como a Medusa (b), não possuem um sistema circulatório. Em vez disso, gases, nutrientes e resíduos são trocados por difusão.

para organismos mais complexos, a difusão não é eficiente para gases cíclicos, nutrientes e resíduos efetivamente através do corpo; portanto, sistemas circulatórios mais complexos evoluíram. A maioria dos artrópodes e muitos moluscos têm sistemas circulatórios abertos., Em um sistema aberto, um coração pulsante alongado empurra a hemolinfa através do corpo e contrações musculares ajudam a mover fluidos. Os maiores crustáceos mais complexos, incluindo lagostas, desenvolveram vasos arteriais para empurrar sangue através de seus corpos, e os moluscos mais ativos, tais como lulas, desenvolveram um sistema circulatório fechado e são capazes de se mover rapidamente para capturar presas., Fechada sistemas circulatório são uma característica dos vertebrados; no entanto, existem diferenças significativas na estrutura do coração e a circulação do sangue entre os diferentes grupos de vertebrados, devido à adaptação durante a evolução e associadas diferenças na anatomia. A figura 3 ilustra os sistemas circulatórios básicos de alguns vertebrados: peixes, anfíbios, répteis e mamíferos.tal como ilustrado na figura 3a, os peixes têm um único circuito para o fluxo sanguíneo e um coração de duas câmaras que tem apenas um átrio e um único ventrículo., O átrio recolhe sangue que voltou do corpo e o ventrículo bombeia o sangue para as brânquias onde a troca de gás ocorre e o sangue é re-oxigenado; isto é chamado circulação de guelras. O sangue então continua através do resto do corpo antes de chegar de volta ao átrio; isto é chamado circulação sistémica. Este fluxo unidirecional de sangue produz um gradiente de oxigenação a sangue desoxigenado em torno do circuito sistêmico do peixe., O resultado é um limite na quantidade de oxigênio que pode alcançar alguns dos órgãos e tecidos do corpo, reduzindo a capacidade metabólica global dos peixes.

Em anfíbios, répteis, aves e mamíferos, o fluxo sanguíneo é direcionado em dois circuitos: um para os pulmões e de volta ao coração, que é chamado de circulação pulmonar, e o outro em todo o resto do corpo e de seus órgãos, incluindo o cérebro (circulação sistêmica). Em anfíbios, a troca de gás também ocorre através da pele durante a circulação pulmonar e é referida como circulação pulmocutânea.,como mostrado na figura 3b, os anfíbios têm um coração de três câmaras que tem dois átrios e um ventrículo em vez do coração de duas câmaras dos peixes. As duas aurículas (câmaras cardíacas superiores) recebem sangue dos dois circuitos diferentes (os pulmões e os sistemas), e depois há alguma mistura do sangue no ventrículo do coração (câmara cardíaca inferior), o que reduz a eficiência da oxigenação. A vantagem deste arranjo é que a alta pressão nos vasos empurra o sangue para os pulmões e corpo., A mistura é mitigada por uma crista dentro do ventrículo que desvia sangue rico em oxigênio através do sistema circulatório sistêmico e sangue desoxigenado para o circuito pulmocutâneo. Por esta razão, os anfíbios são frequentemente descritos como tendo dupla circulação.

Figura 3. a) os peixes têm os sistemas circulatórios mais simples dos vertebrados: o sangue flui unidireccionalmente do coração de duas câmaras através das brânquias e depois do resto do corpo., b) os anfíbios têm duas vias circulatórias: uma para a oxigenação do sangue através dos pulmões e da pele e a outra para levar oxigénio para o resto do corpo. O sangue é bombeado de um coração de três câmaras com duas aurículas e um único ventrículo.

a maioria dos répteis também tem um coração de três câmaras semelhante ao coração anfíbio que direciona o sangue para os circuitos pulmonares e sistêmicos, como mostrado na figura 4a. o ventrículo é dividido mais efetivamente por um septo parcial, o que resulta em menos mistura de sangue oxigenado e desoxigenado., Alguns répteis (jacarés e crocodilos) são os animais mais primitivos a exibir um coração de quatro câmaras. Crocodilians de ter um único aparelho circulatório mecanismo onde o coração shunts sangue dos pulmões para o estômago e outros órgãos durante longos períodos de submersão, por exemplo, enquanto o animal espera de uma presa ou estadias subaquática à espera de uma presa para apodrecer. Uma adaptação inclui duas artérias principais que deixam a mesma parte do coração: uma leva sangue para os pulmões e a outra fornece uma rota alternativa para o estômago e outras partes do corpo., Duas outras adaptações incluem um buraco no coração entre os dois ventrículos, chamado de forame de Panizza, que permite que o sangue se mova de um lado do coração para o outro, e tecido conectivo especializado que retarda o fluxo sanguíneo para os pulmões. Juntos, essas adaptações fizeram dos crocodilos e jacarés um dos grupos animais de maior sucesso evolucionário na terra.em mamíferos e aves, o coração é também dividido em quatro câmaras: duas aurículas e dois ventrículos, como ilustrado na figura 4b., O sangue oxigenado é separado do sangue desoxigenado, o que melhora a eficiência da dupla circulação e é provavelmente necessário para o estilo de vida de sangue quente de mamíferos e aves. O coração de quatro câmaras de aves e mamíferos evoluiu independentemente de um coração de três câmaras. A evolução independente da mesma ou de uma característica biológica similar é referida como evolução convergente.

Figura 4. (a) os répteis também têm duas vias circulatórias; no entanto, o sangue só é oxigenado através dos pulmões., O coração é três chambered, mas os ventrículos são parcialmente separados de modo que alguma mistura de sangue oxigenado e desoxigenado ocorre exceto em crocodilianos e aves. b) os mamíferos e as aves têm o coração mais eficiente, com quatro câmaras que separam completamente o sangue oxigenado e desoxigenado; bombeiam apenas o sangue oxigenado através do corpo e o sangue desoxigenado para os pulmões.