15.3K: Системи кровообігу тварин
- Page ID
- 5435
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Ефективна кровоносна система має:
- рідина, наприклад, кров, для перенесення матеріалів, що транспортуються
- система судин для розподілу крові
- насос для проштовхування крові через систему
- обмінні органи для здійснення обмінів між кров'ю та зовнішнім середовищем, наприклад
- легені і кишечник для додавання матеріалів в кров;
- легенів і нирок для видалення матеріалів з крові.
- Найважливішим попитом на кровоносну систему є транспорт кисню та вуглекислого газу до та від органу газообміну, такого як легені або зябра та тканини.
- Всі обміни між кров'ю і клітинами відбуваються в капілярах.
- Сила насоса, що проштовхує кров по артеріях, розсіюється в міру протікання крові по капілярах. Хоча капіляри крихітні, загальна площа поперечного перерізу всіх капілярів, що постачаються однією артерією, набагато більше, ніж у самої артерії. Як швидкий, вузько обмежений потік, що поширюється по плоскій рівнині, сила і швидкість потоку швидко зменшуються.
Це створює проблему:
- Якщо насос використовується для доставки крові з силою до газообмінного органу, залишається мало сил для розподілу насиченої киснем крові по тканинам.
- Якщо насос використовується для доставки крові з силою до тканин, залишається мало сил, щоб направити дезоксигенірованную кров в газообмінний орган.
Риб'яче серце

Більшість риб ніколи не вирішували цю проблему, тому, напевно, саме тому більшість з них «холоднокровні».
- Кров, зібрана з усього тіла риби, надходить в тонкостінну приймальну камеру, передсердя.
- У міру розслаблення серця кров проходить через клапан в товстостінний, м'язовий шлуночок.
- Скорочення шлуночка змушує кров потрапляти в капілярні мережі зябер, де відбувається газообмін.
- Потім кров переходить до капілярних мереж, які постачають решту тіла, де відбуваються обміни з тканинами.
- Потім кров повертається в передсердя.
Хоча очевидно адекватні потребам риби, це не дуже ефективна система. Тиск, що створюється скороченням шлуночка, практично повністю розсіюється при надходженні крові в зябра.
Серця кальмарів

Ця група морських безхребетних вирішила проблему, маючи окремі насоси:
- два зябрових серця, щоб змусити кров під тиском до зябер
- системне серце змусити кров під тиском до решти тіла
Жаба і ящірка серце

Жаб'яче серце
Серце жаби має 3 камери: два передсердя і єдиний шлуночок.
- У передсердя надходить дезоксигенізована кров з кровоносних судин (вен), які осушують різні органи тіла.
- Ліве передсердя отримує насичену киснем кров з легенів і шкіри (яка також служить газообмінним органом у більшості земноводних).
- Обидва передсердя спорожняються в єдиний шлуночок.
- Хоча це може здатися витрачати можливість тримати кисневу та дезоксигенаційну кров окремо, шлуночок розділений на вузькі камери, які зменшують змішування двох крові.
- Отже, коли шлуночок скорочується
- насичена киснем кров з лівого передсердя направляється, відносно чиста, в сонні артерії, беручи кров до голови (і мозку)
- дезоксигенізована кров з правого передсердя направляється, відносно чиста, в пульмошкірні артерії, беручи кров до шкіри та легенів, де можна підібрати свіжий кисень
- Тільки кров, що переходить в дуги аорти, була ретельно перемішана, але навіть при цьому вона містить достатню кількість кисню для забезпечення потреб решти організму.
- Відзначимо, що на відміну від риби, як органи газообміну, так і внутрішні тканини організму отримують свою кров під повним тиском.
Серце ящірки
- Ящірки мають м'язову перегородку, яка частково розділяє шлуночок.
- Коли шлуночок скорочується, отвір в перегородці закривається і шлуночок на мить ділиться на дві окремі камери.
- Це запобігає змішуванню двох крові.
- Ліва половина шлуночка перекачує в організм насичену киснем кров (отриману з лівого передсердя).
- Права половина перекачує дезоксигенірованную кров (отриману з правого передсердя) в легені.
Птахи, крокодили та ссавці
Перегородка повна в серцях птахів, крокодилів і ссавців, забезпечуючи дві окремі системи кровообігу:
- легенева для газообміну з навколишнім середовищем
- системний для газообміну (і всіх інших обмінних потреб) решти організму
Ефективність, яка дає результат, робить можливим високу швидкість обміну речовин, від якої залежить ендотермія («теплокровність») птахів і ссавців.