Эволюция кровеносной системы, Видеоурок по биологии "Кровеносная система. Кровь"
Артериальная кровь, поступающая из лёгких, а венозная из органов и тканей организма, смешивается в желудочке, а затем разносится по всему телу. Она состоит из сердца и кровеносных сосудов и одного круга кровообращения. Затем давление в желудочке превышает аортальное, в результате чего открывается клапан аорты и начинается изгнание крови из желудочка в артериальную систему. Категории : Физиология Сердечно-сосудистая система Кровообращение. У крокодилов сердце четырехкамерное: 2 желудочка, 2 предсердия Два круга кровообращения: большой и малый.
Речь пойдет об эволюционном изменении органов кровообращения животных, особенностях строения кровеносной системы, познакомимся с составом крови и ее значением для организма.
Кровеносная система - это система органов, которая обеспечивает движение крови в организме, транспорт питательных веществ и кислорода. Кровью называют жидкую ткань, состоящую из клеток и межклеточного вещества. Встает вопрос: у всех ли животных на Земле имеется кровь и кровеносная система?
Конечно, нет. У всех простейших организмов функцию крови выполняет цитоплазма. У амёбы переносятся различные вещества в процессе ёё движения, при котором цитоплазма перетекает из одной части тела в другую.
Таким образом, вещества перемешиваются и разносятся по всей клетке. У инфузории-туфельки постоянная форма тела. Передвижение пищеварительной вакуоли и питательных веществ по всей клетке достигается постоянным движениям цитоплазмы. И только позже в ходе эволюции появилась особая система органов — кровеносная система. Впервые она появляется у кольчатых червей. Дождевой червь имеет достаточно развитую кровеносную систему, которая состоит из сосудов.
По ним движется кровь. Кровь разносит питательные вещества и кислород. Движение крови по сосудам обеспечивается у червя сокращением «сердец». Они соединяют спинной и брюшной сосуды в единую замкнутую кровеносную систему. У всех кольчатых червей кровь красная, благодаря гемоглобину. Но в природе встречаются и морские черви с зелёной кровью.
У моллюсков и насекомых по сосудам течет гемолимфа - бесцветная иногда желто-зеленая жидкость, которая выполняет функции крови. Их кровеносная система состоит из сосудов и сердца. Из сердца гемолимфа поступает в сосуды, а из них перетекает в промежутки между органами, омывая полость тела. Потом она вновь собирается в сосуды и поступает в сердце.
Такая кровеносная система называется незамкнутой. У скорпионов, пауков, речного рака, осьминогов и каракатиц кровь голубая. Вместо гемоглобина кровь содержит соединение с медью. Медь и придает их крови синий цвет. Несмотря на то, что кровеносная система у позвоночных имеет единый план строения, прослеживаются и отличия.
Многие отличия сформировались в результате приспособления к новым условиям среды обитания. Рассмотрим общую схему «Усложнение кровеносной системы позвоночных в ходе эволюции». Мы видим, как меняется кровеносная система позвоночных. Поговорим о строении кровеносной системы представителей разных классов типа Хордовые. Из всех классов типа Хордовые самая простая кровеносная система у рыб. Она состоит из сердца и кровеносных сосудов и одного круга кровообращения.
Сердце рыб двухкамерное, состоит из двух отделов предсердия и желудочка. Оба отдела поочерёдно сокращаются при помощи своих мускульных стенок. Кровь течет по сосудам.
Сосуды, которые несут кровь от сердца, называются артериями. Сердца нет Моллюски Двухкамерное сердце, кровеносные сосуды Кровеносная система незамкнутая Членистоногие Сердце, кровеносные сосуды Кровеносная система незамкнутая Хордовые Сердце, сосуды вены, артерии, капилляры Замкнутая кровеносная система.
Аорта — самый крупный сосуд Бесчерепные ланцетник Кровеносные сосуды Сердца нет Рыбы Сердце двухкамерное: предсердие и желудок Один круг кровообращения. В сердце венозная кровь Земноводные Сердце трёхкамерное: 1 желудочек, 2 предсердия Два круга кровообращения: большой и малый.
В желудочке кровь смешивается Пресмыкающиеся Сердце трёхкамерное: 1 желудочек, 2 предсердия. У крокодилов сердце четырехкамерное: 2 желудочка, 2 предсердия Два круга кровообращения: большой и малый.
В желудочке есть частичная перегородка, благодаря чему кровь меньше смешивается Птицы Сердце четырёхкамерное: 2 желудочка, 2 предсердия Два круга кровообращения: большой и малый. Кровь не смешивается Млекопитающие Сердце четырёхкамерное: 2 желудочка, 2 предсердия Два круга кровообращения: большой и малый.
Кровь не смешивается. Что мы узнали? Начать тест. Доска почёта. Оценка доклада 4. Ударный объём сердца V contr — объём, который левый желудочек выбрасывает в аорту а правый — в лёгочный ствол за одно сокращение.
У человека равен 50—70 мл. Минутный объём кровотока V minute — объём крови, проходящий через поперечное сечение аорты и лёгочного ствола за минуту.
У взрослого человека минутный объём приблизительно равен литров. Артериальное давление — давление крови в артериях. Систолическое давление — наивысшее давление во время сердечного цикла, достигаемое к концу систолы.
Диастолическое давление — самое низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков. Среднее артериальное давление P mean проще всего определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то.
Физиологический смысл этой величины: это такое эквивалентное давление, что, будь оно постоянным, минутный объём кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности.
Общее периферическое сопротивление — сопротивление, которое сосудистая система оказывает кровотоку. Прямо оно измерено быть не может, но может быть вычислено, исходя из минутного объёма и среднего артериального давления. Минутный объём кровотока равен отношению среднего артериального давления к периферическому сопротивлению. Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включённых сосудов и радиуса сосудов.
Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не являются жёсткими, а кровь не ведёт себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью.
В силу этого, как отмечал В. Лищук в «Математической теории кровообращения», «закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль». Тем не менее, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов длина в формуле стоит в 1-й степени, радиус же — в 4-й , и что этот же фактор — единственный, способный к физиологической регуляции.
Количество и длина сосудов постоянны, радиус же может меняться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол. С учётом формул 1 , 3 и природы периферического сопротивления, становится понятно, что среднее артериальное давление зависит от объёмного кровотока, который определяется главным образом сердцем см.
В зависимости от класса, к которому относится конкретный вид живого организма система кровообращения различается, что обусловлено эволюционным развитием. У большинства видов кольчатых червей кровообращение осуществляется по замкнутой схеме, его основу составляют спинной и брюшной сосуды, соединённые кольцевыми сосудами, которые напоминают артерии и вены.
Сердца нет, его роль выполняют участки спинного и циркулярных сосудов, содержащие сократительные элементы. В зависимости от типа дыхательных пигментов кровь у одних аннелид красная, а у других — бесцветная или зелёная. Дыхание кожное, у морских видов — с помощью жабр на параподиях. У представителей членистоногих система кровообращения незамкнута.
Сосуды открываются в полость тела и смешиваются с полостной жидкостью, образуя гемолимфу. Кровообращение кровеносная система представлено замкнутым контуром и отграничено от окружающих органов и тканей стенками кровеносных сосудов , сердце отсутствует. Артериальная часть системы кровообращения ланцетников представлена системой сосудов и клапанов. Под глоткой располагается брюшная аорта aorta ventralis — крупный сосуд, стенки которого постоянно пульсируют и перегоняют кровь, таким образом заменяя сердце.
Пульсация происходит посредством медленного, нескоординированного сокращения миоэпителиального слоя рядом расположенных целомических полостей [3]. По брюшной аорте венозная кровь движется к головному концу тела. Через тонкие покровы сотен жаберных артерий выносящих , отходящих по числу межжаберных перегородок от брюшной аорты, происходит поглощение кровью растворённого в воде кислорода [4].
Основания жаберных артерий — луковички — также обладают способностью к пульсации [5]. Жаберные артерии впадают в парные правый и левый корни спинной аорты aorta dorsalis , которая находится у заднего края глотки, и тянется под хордой до конца хвоста.
Передний конец тела снабжается кровью двумя короткими веточками парных корней спинной аорты aorta dorsalis — сонными артериями. По ответвляющимся от дорсальной аорты артериям кровь поступает во все части тела. Пройдя по капиллярной системе, от стенок кишечника венозная кровь собирается в непарную подкишечную вену , идущую в виде печёночной вены к печёночному выросту. В нём кровь вновь рассыпается на капилляры — формируется воротная система печени.
Капилляры печёночного выроста вновь сливаются в короткую печёночную вену, впадающую в небольшое расширение — венозный синус ланцетник. Из обоих концов тела кровь собирается в парные передние и задние кардинальные вены. С каждой стороны они сливаются и образуют правый и левый кювьеровы протоки общие кардинальные вены , впадающие в венозный синус , который является началом брюшной аорты.
Из этого следует, что у ланцетников один круг кровообращения. Их кровь бесцветна и не содержит дыхательных пигментов. Насыщенность кислородом крови в артериях и венах сходна — небольшие размеры животных и однослойная кожа позволяют насыщать кровь кислородом не только через жаберные артерии, но и всеми поверхностными сосудами тела. Согласно эволюционному учению , впервые сердце как полноценный орган отмечается у рыб: сердце здесь двухкамерное, появляется клапанный аппарат и сердечная сумка.
Сердце рыб, состоящее из одного желудочка и предсердия двухкамерное сердце , перекачивает только венозную кровь. У рыб система кровообращения представлена только одним замкнутым контуром единственным кругом кровообращения , по которому кровь циркулирует через капилляры жабр затем собирается в сосуды и снова делится на капилляры тканей организма. После чего снова собирается в печёночную и кардиальную вены, которые впадают в венозный синус сердца.
Таким образом, сердце рыбы представлено только одним насосом, состоящим из двух основных камер: предсердия и желудочка. Систему кровообращения примитивных рыб можно условно представить в виде последовательно расположенного «четырёхкамерного» сердца, совершенно не похожего на четырёхкамерное сердце птиц и млекопитающих :. Брюшная аорта рыб несёт кровь к жабрам , где происходит оксигенация насыщение кислородом и по спинной аорте кровь доставляется к остальным частям тела рыбы [6].
У высших рыб, четыре камеры расположены не в виде прямолинейного ряда, а образуют S-образное образование с последними двумя камерами, лежащими ниже первых двух. Эта относительно простая картина наблюдается у хрящевых рыб и у кистепёрых рыб. У костистых рыб артериальный конус очень мал и может быть более точно определён как часть аорты, а не сердца. В отличие от рыб, земноводные амфибии и пресмыкающиеся рептилии или гады уже имеют два круга кровообращения и сердце у них трёхкамерное появляется межпредсердная перегородка.
Единственные современные рептилии, имеющие хотя и неполноценное межжелудочковая перегородка не полностью разделяет левый и правый желудочек, остаётся небольшое отверстие, что скорей всего связано с переходом предков к полуводному образу жизни и снижению активности , но уже четырёхкамерное сердце — крокодилы.
Однако имеется механизм управляемого смешивания артериальной крови с венозной. В отличие от млекопитающих и птиц, у крокодилов сохраняется обе дуги аорты — в системном круге кровообращения имеется «дополнительная» левая дуга аорты, берущая начало в правом желудочке то есть там же, где и легочная артерия за счет специфичного расположения межжелудочковой перегородки. При этом левая и правая дуги аорты на выходе из сердца очень плотно прилегают друг к другу, в месте их перекреста имеется анастомоз «паницциево отверстие» , и кровь может поступать из одной дуги в другую.
Считается, что впервые четырёхкамерное сердце появилось у примитивных архозавров и развитых синапсидов. В дальнейшем такое строение сердца унаследовали прямые потомки динозавров — птицы и потомки примитивных млекопитающих — современные млекопитающие. Итак, система кровообращения земноводных устроена сложнее, чем у рыб: у земноводных 2 круга кровообращения, соединённых в последовательный замкнутый контур и 3-х камерное сердце состоящее из 2-х предсердий и 1 желудочка в котором смешиваются артериальная и венозная кровь.
Тем не менее, полного разделения на два независимых круга кровообращения не происходит, поскольку венозная и артериальная кровь смешиваются в общем для обеих кругов кровообращения желудочке сердца. Как и амфибии, большинство пресмыкающихся обладают трёхкамерным сердцем, состоящим из желудочка и двух предсердий. Желудочек разделён неполной перегородкой на две половины: верхнюю и нижнюю.
