la toate animalele, cu excepția câtorva tipuri simple, sistemul circulator este utilizat pentru a transporta nutrienți și gaze prin organism. Difuzia simplă permite schimbul de apă, nutrienți, deșeuri și gaze în animale primitive care au doar câteva straturi de celule groase; cu toate acestea, fluxul în vrac este singura metodă prin care este accesat întregul corp de organisme mai mari și mai complexe.,sistemul circulator este în mod eficient o rețea de vase cilindrice: arterele, venele și capilarele care provin dintr-o pompă, inima. În toate organismele vertebrate, precum și în unele nevertebrate, acesta este un sistem cu buclă închisă, în care sângele nu este liber într-o cavitate. Într-un sistem circulator închis, sângele este conținut în interiorul vaselor de sânge și circulă unidirecțional din inimă în jurul căii circulatorii sistemice, apoi revine din nou la inimă, așa cum este ilustrat în figura 1a., Spre deosebire de un sistem închis, artropode—inclusiv insecte, crustacee, și cele mai multe moluste—au un sistem circulator deschis, așa cum este ilustrat în Figura 1b. Într-un sistem circulator deschis, sângele nu este inclus în vasele de sânge, dar este pompat într-o cavitate numită hemocoel și este numit hemolymph, deoarece sângele se amestecă cu lichidul interstițial. Pe măsură ce inima bate și animalul se mișcă, hemolimfa circulă în jurul organelor din cavitatea corpului și apoi reintroduce inimile prin deschideri numite ostia. Această mișcare permite schimbul de gaze și nutrienți., Un sistem circulator deschis nu utilizează la fel de multă energie ca un sistem închis pentru a funcționa sau pentru a menține; cu toate acestea, există un compromis cu cantitatea de sânge care poate fi mutată în organe și țesuturi active metabolic care necesită niveluri ridicate de oxigen. De fapt, un motiv pentru care insectele cu aripi de până la doi metri lățime (70 cm) nu sunt în jur astăzi este probabil pentru că au fost înfrânte de sosirea păsărilor în urmă cu 150 de milioane de ani. Păsările, având un sistem circulator închis, se crede că s-au mișcat mai agil, permițându-le să obțină mâncare mai repede și, eventual, să pradă insectele.,
Figura 1. În (a) sistemele circulatorii închise, inima pompează sângele prin vase care sunt separate de fluidul interstițial al corpului. Cele mai multe vertebrate și unele nevertebrate, cum ar fi această râmă anelidă, au un sistem circulator închis. În (b) sistemele circulatorii deschise, un fluid numit hemolimfă este pompat printr-un vas de sânge care se golește în cavitatea corpului. Hemolimfa revine la vasul de sânge prin deschideri numite ostia. Artropodele ca această albină și majoritatea moluștelor au sisteme circulatorii deschise.,variația sistemului circulator la animale
sistemul circulator variază de la sisteme simple la nevertebrate la sisteme mai complexe la vertebrate. Cele mai simple animale, cum ar fi bureții (Porifera) și rotiferele (Rotifera), nu au nevoie de un sistem circulator, deoarece difuzia permite schimbul adecvat de apă, nutrienți și deșeuri, precum și gaze dizolvate, așa cum se arată în figura 2a., Organisme care sunt mult mai complexe, dar încă mai au doar două straturi de celule în corpul lor plan, cum ar fi jeleuri (Cnidaria) și pieptene jeleuri (Ctenophora), de asemenea, utilizarea de difuzie prin epidermă și pe plan intern prin gastrovascular compartiment. Atât țesuturile lor interne, cât și cele externe sunt scăldate într-un mediu apos și schimbă fluide prin difuzie pe ambele părți, așa cum este ilustrat în figura 2b. schimbul de fluide este asistat de pulsarea corpului meduzei.
Figura 2., Animalele Simple constând dintr-un singur strat celular, cum ar fi buretele (a) sau doar câteva straturi celulare, cum ar fi meduzele (b), nu au un sistem circulator. În schimb, gazele, nutrienții și deșeurile sunt schimbate prin difuzie.pentru organismele mai complexe, difuzia nu este eficientă pentru ciclarea gazelor, nutrienților și deșeurilor în mod eficient prin corp; prin urmare, sistemele circulatorii mai complexe au evoluat. Cele mai multe artropode și multe moluște au sisteme circulatorii deschise., Într-un sistem deschis, o inimă alungită care bate împinge hemolimfa prin corp, iar contracțiile musculare ajută la mișcarea fluidelor. Crustaceele mai complexe, inclusiv homarii, au dezvoltat vase asemănătoare arterelor pentru a împinge sângele prin corpul lor, iar moluștele cele mai active, cum ar fi calmarul, au dezvoltat un sistem circulator închis și sunt capabile să se miște rapid pentru a prinde prada., Sistemele circulatorii închise sunt o caracteristică a vertebratelor; cu toate acestea, există diferențe semnificative în structura inimii și circulația sângelui între diferitele grupuri vertebrate datorită adaptării în timpul evoluției și diferențelor asociate în anatomie. Figura 3 ilustrează sistemele circulatorii de bază ale unor vertebrate: pești, amfibieni, reptile și mamifere.
așa cum este ilustrat în figura 3a peștii au un singur circuit pentru fluxul sanguin și o inimă cu două camere care are doar un singur atrium și un singur ventricul., Atriul colectează sângele care s-a întors din corp, iar ventriculul pompează sângele către branhii unde are loc schimbul de gaze și sângele este re-oxigenat; aceasta se numește circulație a branhiilor. 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 deoxigenat în jurul circuitului sistemic al peștilor., Rezultatul este o limită a cantității de oxigen care poate ajunge la unele dintre organele și țesuturile corpului, reducând capacitatea metabolică globală a peștilor.la amfibieni, reptile, păsări și mamifere, fluxul de sânge este direcționat în două circuite: unul prin plămâni și înapoi spre inimă, care se numește circulație pulmonară, iar celălalt în restul corpului și organele sale, inclusiv creierul (circulația sistemică). În amfibieni, schimbul de gaze are loc și prin piele în timpul circulației pulmonare și este denumit circulație pulmocutanată.,după cum se arată în figura 3b, amfibienii au o inimă cu trei camere care are două atrii și un ventricul, mai degrabă decât inima cu două camere a peștilor. Cele două atrii (camerele superioare ale inimii) primesc sânge din cele două circuite diferite (plămânii și sistemele), iar apoi există o amestecare a sângelui în ventriculul inimii (camera inferioară a inimii), ceea ce reduce eficiența oxigenării. Avantajul acestui aranjament este că presiunea ridicată în vase împinge sângele către plămâni și corp., Amestecarea este atenuată de o creastă în ventricul care deviază sângele bogat în oxigen prin sistemul circulator sistemic și sângele deoxigenat către circuitul pulmocutanat. Din acest motiv, amfibienii sunt adesea descriși ca Având dublă circulație.
Figura 3. (a) peștii au cele mai simple sisteme circulatorii ale vertebratelor: sângele curge unidirecțional din inima cu două camere prin branhii și apoi prin restul corpului., (b) amfibienii au două căi circulatorii: una pentru oxigenarea sângelui prin plămâni și piele, iar cealaltă pentru a transporta oxigen în restul corpului. Sângele este pompat dintr-o inimă cu trei camere cu două atrii și un singur ventricul.majoritatea reptilelor au, de asemenea, o inimă cu trei camere similară cu inima amfibiană care direcționează sângele către circuitele pulmonare și sistemice, așa cum se arată în figura 4a. ventriculul este împărțit mai eficient printr-un sept parțial, ceea ce duce la o amestecare mai mică a sângelui oxigenat și deoxigenat., 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 șuntează sângele din plămâni spre stomac și alte organe în timpul perioadelor lungi de scufundare, de exemplu, în timp ce animalul așteaptă prada sau rămâne sub apă așteptând 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 dintr-o parte a inimii în cealaltă și țesutul conjunctiv specializat care încetinește fluxul sanguin către plămâni. Împreună, aceste adaptări au făcut din crocodili și aligatori unul dintre cele mai reușite grupuri de animale de pe pământ.la mamifere și păsări, inima este, de asemenea, împărțită în patru camere: două atrii și două ventricule, așa cum este ilustrat în figura 4b., 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 mamiferelor a evoluat independent de o inimă cu trei camere. Evoluția independentă a aceleiași trăsături biologice sau a unei trăsături biologice similare este denumită evoluție convergentă.
Figura 4. (a) reptilele au, de asemenea, două căi circulatorii; cu toate acestea, sângele este oxigenat numai prin plămâni., Inima are trei camere, dar ventriculele sunt parțial separate, astfel încât se produce o amestecare a sângelui oxigenat și deoxigenat, cu excepția crocodilienilor și a păsărilor. (b) mamiferele și păsările au inima cea mai eficientă cu patru camere care separă complet sângele oxigenat și dezoxigenat; pompează numai sânge oxigenat prin corp și sânge dezoxigenat către plămâni.
în rezumat: Prezentare generală a sistemului circulator
la majoritatea animalelor, sistemul circulator este utilizat pentru a transporta sânge prin corp., Unele animale primitive folosesc difuzia pentru schimbul de apă, nutrienți și gaze. Cu toate acestea, organismele complexe folosesc sistemul circulator pentru a transporta gaze, nutrienți și deșeuri prin organism. Sistemele circulatorii pot fi deschise (amestecate cu fluidul interstițial) sau închise (separate de fluidul interstițial). Închis circulator sunt o caracteristică de vertebrate; cu toate acestea, există diferențe semnificative în structura inimii și circulația sângelui între diferite grupe de vertebrate din cauza adaptări în timpul evoluției și asociate diferențe în anatomie., Peștii au o inimă cu două camere cu circulație unidirecțională. Amfibienii au o inimă cu trei camere, care are o amestecare a sângelui și au o dublă circulație. Majoritatea reptilelor non-aviare au o inimă cu trei camere, dar au puțină amestecare a sângelui; au dublă circulație. Mamiferele și păsările au o inimă cu patru camere, fără amestecare a sângelui și dublă circulație.
Lasă un răspuns