Сравнительный обзор эволюции пищеварительной дыхательной сердечно сосудистой системы таблица кратко

Обновлено: 30.06.2024

Сердце и кровеносные сосуды – основная транспортная система человеческого организма. Строение и функции сердечно-сосудистой системы, регуляция ее работы. Сердечный цикл. Методы исследования сердечно-сосудистой системы. Тренировка сердца.

Сердечно-сосудистая система обеспечивает все процессы метаболизма в организме человека и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз. Основой кровообращения является сердечная деятельность.

Наше сердце всегда первым откликается на потребности организма: будь то физические нагрузки, подъем в горы, воздействие эмоций или других факторов. Так, при средней продолжительности жизни человека в 70 лет оно сокращается свыше 2,5 миллиардов раз. За это время перекачивается огромное количество крови, для перевозки которой потребовался бы состав из 4 000 000 вагонов. И эта работа выполняется органом, масса которого 250 г (у женщин) и немногим больше 300 г (у мужчин).

У людей, занимающихся спортом, сердце в состоянии напряжения может работать с частотой свыше 200 сокращений в минуту и при этом обладать удивительной выносливостью. В это время увеличивается сила и скорость сокращений сердца, а через его сосуды проходит крови в 4-5 раз больше, чем в состоянии покоя . Мышца сердца при этом не испытывает дефицита питательных веществ и кислорода. Однако нетренированным людям стоит только немного пробежаться, как у них появляется сердцебиение и одышка. Почему это происходит? Давайте попробуем разобраться и решить для себя: действительно ли так важны для нашего организма занятия спортом.

Рассмотрим кратко строение сердечно-сосудистой системы и ее функции.

Сосуды, отводящие кровь от сердца, называют артериями, а доставляющие ее к сердцу – венами. Сердечно-сосудистая система обеспечивает движение крови по артериям и венам и осуществляет кровоснабжение всех органов и тканей, доставляя к ним кислород и питательные вещества и выводя продукты обмена. Она относится к системам замкнутого типа, то есть артерии и вены в ней соединены между собой капиллярами. Кровь никогда не покидает сосуды и сердце, только плазма частично просачивается сквозь стенки капилляров и омывает ткани, а затем возвращается в кровяное русло.

Строение и работа сердца человека. Сердце – полый симметричный мышечный орган размером примерно с кулак человека, которому оно принадлежит. Сердце разделено на правую и левую части, каждая из которых имеет две камеры: верхнюю (предсердие) для сбора крови и нижнюю (желудочек) с впускным и выпускным клапанами для предотвращения обратного тока крови. Стенки и перегородки сердца представляют собой мышечную ткань сложного слоистого строения, называемую миокардом.

Сердце обладает уникальным свойством самовозбуждения, то есть импульсы к сокращению зарождаются в нем самом.

Если извлечь у животного сердце и подключить к нему аппарат искусственного кровообращения, оно будет продолжать сокращаться, будучи лишенным каких бы то ни было нервных связей. Это свойство автоматизма обеспечивает проводящая система сердца, расположенная в толще миокарда. Она способна генерировать собственные и проводить поступающие из нервной системы электрические импульсы, вызывающие возбуждение и сокращение миокарда. Участок сердца в стенке правого предсердия, где возникают импульсы, вызывающие ритмические сокращения сердца, называют водителем ритма. Тем не менее, сердце связано с центральной нервной системой нервными волокнами, оно иннервируется более чем двадцатью нервами. Казалось бы, зачем они, если сердце может сокращаться самостоятельно?

Регуляция работы сердца. Нервы выполняют функцию регуляции сердечной деятельности, которая служит еще одним примером поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза).

Сердечная деятельность регулируется нервной системой – одни нервы увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а другие – уменьшают.

Импульсы по этим нервам поступают на водитель ритма, заставляя его работать сильнее или слабее. Если перерезать оба нерва, сердце все равно будет сокращаться, но с постоянной скоростью, так как перестанет приспосабливаться к потребностям организма. Эти нервы, усиливающие или ослабляющие сердечную деятельность, составляют часть вегетативной (или автономной) нервной системы, которая регулирует непроизвольные функции организма. Примером такой регуляции является реакция на внезапный испуг – вы чувствуете, что сердце “замирает”. Это приспособительная реакция ухода от опасности.

Коротко рассмотрим, как происходит регуляция сердечной деятельности в организме (рисунок 1.5.6).

Рисунок 1.5.6. Гомеостатическая регуляция сердечной деятельности

Нервные центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом мозге. В эти центры поступают импульсы, сигнализирующие о потребностях тех или иных органов в притоке крови. В ответ на эти импульсы продолговатый мозг посылает сердцу сигналы: усилить или ослабить сердечную деятельность. Потребность органов в притоке крови регистрируется двумя типами рецепторов – рецепторами растяжения (барорецепторами) и хеморецепторами. Барорецепторы реагируют на изменение кровяного давления – повышение давления стимулирует эти рецепторы и заставляет посылать в нервный центр импульсы, активирующие тормозящий центр. При понижении давления, наоборот, активируется усиливающий центр, сила и частота сердечных сокращений увеличиваются и кровяное давление повышается. Хеморецепторы “чувствуют” изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Например, при резком увеличении концентрации углекислого газа или понижении концентрации кислорода эти рецепторы тотчас же сигнализируют об этом, заставляя нервный центр стимулировать сердечную деятельность. Сердце начинает работать более интенсивно, количество крови, протекающей через легкие, увеличивается и газообмен улучшается. Таким образом, перед нами пример саморегулирующейся системы.

Но не только нервная система влияет на работу сердца. На функции сердца влияют и гормоны, выделяемые в кровь надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой гормон, ацетилхолин, наоборот, угнетает сердечную деятельность.

Теперь, наверное, вам не составит труда понять, почему, если резко встать из лежачего положения, может даже наступить кратковременная потеря сознания. В вертикальном положении кровь, питающая мозг, движется против силы тяжести, поэтому сердце вынуждено приспосабливаться к этой нагрузке. В лежачем положении голова ненамного выше сердца, и такой нагрузки не требуется, поэтому барорецепторы дают сигналы ослабить частоту и силу сердечных сокращений. Если же неожиданно встать, то барорецепторы не успевают сразу отреагировать, и на какой-то момент произойдет отток крови от мозга и, как следствие, головокружение, а то и помутнение сознания. Как только по команде барорецепторов темп сердечных сокращений ускорится, кровоснабжение мозга окажется нормальным, и неприятные ощущения исчезнут.

Сердечный цикл. Работа сердца совершается циклически. Перед началом цикла предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии (так называемая фаза общего расслабления сердца) и наполнены кровью. Началом цикла считают момент возбуждения в водителе ритма, в результате которого начинают сокращаться предсердия, и в желудочки попадает дополнительное количество крови. Затем предсердия расслабляются, а желудочки начинают сокращаться, выталкивая кровь в отводящие сосуды (легочную артерию, несущую кровь в легкие, и аорту, доставляющую кровь в остальные органы). Фаза сокращения желудочков с изгнанием из них крови называется систолой сердца. После периода изгнания желудочки расслабляются, и наступает фаза общего расслабления – диастола сердца.

С каждым сокращением сердца у взрослого человека (в состоянии покоя) в аорту и легочный ствол выбрасывается 50-70 мл крови, в минуту – 4-5 л. При большом физическом напряжении минутный объем может достигать 30-40 л.

Во время диастолы полости желудочков и предсердий вновь заполняются кровью, одновременно происходит восстановление энергетических ресурсов в клетках миокарда за счет сложных биохимических процессов, в том числе за счет синтеза аденозинтрифосфата. Затем цикл повторяется. Этот процесс фиксируется при измерении артериального давления – верхний предел, регистрируемый в систоле, называют систолическим, а нижний (в диастоле) – диастолическим давлением. Измерение артериального давления (АД) является одним из методов, позволяющим контролировать работу и функционирование сердечно-сосудистой системы.

Одним из первых, кто детально проанализировал показатели АД, был немецкий физиолог К. Людвиг. Он вводил канюлю в сонную артерию собаки и регистрировал АД с помощью ртутного манометра, с которым была соединена канюля. В манометр погружался поплавок, который соединялся с прибором, регистрирующим колебания различной амплитуды.

В настоящее время АД измеряют бескровным методом с помощью специального прибора – тонометра, что позволяет определить следующие показатели:

1. Минимальное, или диастолическое АД – это та наименьшая величина, которой достигает давление в плечевой артерии к концу диастолы. Минимальное давление зависит от степени проходимости или величины оттока крови через систему капилляров, частоты сердечных сокращений. У молодого здорового человека минимальное давление составляет – 80 мм рт.ст.

2. Максимальное, или систолическое АД – это давление, выражающее весь запас потенциальной и кинетической энергии, которым обладает движущаяся масса крови на данном участке сосудистого русла. В норме у здоровых людей максимальное давление составляет 120 мм рт.ст.

В медицинской практике для определения работы и состояния сердечно-сосудистой системы используют различные методы исследования сердечно-сосудистой системы, информативность, клиническая значимость и клиническая доступность которых весьма различны. В настоящее время ведущее место в клинической практике занимают такие методы как электрокардиография, эхокардиография, рентгенокардиография (более подробно о которых рассказано в разделе 2.1.2) и многие другие. Подобные исследования проводятся специалистами с помощью различных приборов в лечебных учреждениях.

Сердце – это мышечный насос, основная функция которого – сократительная – заключается в непрерывном круговом перемещении крови по всему организму. Кислород доставляется от легких к тканям, а углекислый газ, являющийся одним из “шлаков”, – к легким, где кровь снова обогащается кислородом. Кроме того, с кровью во все клетки организма доставляются питательные вещества, а из них уносятся другие “шлаки”, которые с помощью органов выделения (например почки) удаляются из организма, как зола из печки хорошим хозяином.

От сердца кровь движется по артериям, артериолам и капиллярам. Самая крупная артерия – аорта, она идет непосредственно от сердца (от левого желудочка), самые мелкие сосуды – капилляры, через стенки которых и происходит обмен веществ между кровью и тканями. Кровь, насыщенная углекислым газом и отходами обмена веществ, собирается в венулах и далее по венам, освобождаясь от шлаков в органах выделения, движется обратно к сердцу, которое выталкивает ее в легкие для освобождения от углекислого газа и обогащения кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, перекачивается левым желудочком в аорту, и начинается новый цикл кругового перемещения крови.

Коронарные артерии и вены снабжают саму сердечную мышцу (миокард) кислородом и питательными веществами. Это питание для сердца, которое выполняет такую важную и большую работу.

Малый круг начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Он служит для питания сердца, обогащения крови кислородом. Большой круг (от левого желудочка до правого предсердия) отвечает за кровоснабжение всего тела, кроме легких.

Стенки кровеносных сосудов очень эластичны и способны растягиваться и сужаться в зависимости от давления крови в них. Мышечные элементы стенки кровеносных сосудов всегда находятся в определенном напряжении, которое называют тонусом. Тонус сосудов, а также сила и частота сердечных сокращений обеспечивают в кровяном русле давление, необходимое для доставки крови во все участки тела. Этот тонус, так же как интенсивность сердечной деятельности, поддерживается с помощью вегетативной нервной системы. В зависимости от потребностей организма парасимпатический отдел, где основным посредником (медиатором) является ацетилхолин, расширяет кровеносные сосуды и замедляет сокращения сердца, а симпатический (посредник – норадреналин) – наоборот, суживает сосуды и ускоряет работу сердца.

Тренировка сердца. Теперь попробуем разобраться, почему у нетренированного человека при незначительной физической нагрузке появляются признаки “кислородного голодания”: сердцебиение, одышка и другие. К примеру, во время бега, тяжелой физической работы потребность организма в кислороде возрастает примерно в 8 раз. А это означает, что сердце должно перекачивать в 8 раз больше крови, чем обычно.

Знаете ли вы, что.
Ученые подсчитали, что за сутки сердце расходует количество энергии, достаточное для поднятия груза в 900 кг на высоту 14 м (!)

У человека, ведущего малоподвижный образ жизни, учащение сердечных сокращений не приводит к увеличению кровоснабжения сердца, как это требуется организму. В этом случае мышца сердца и скелетные мышцы получают недостаточное количество кислорода, работают в условиях кислородного голодания, в результате накапливаются вредные продукты обмена веществ, что приводит к более быстрому износу сердечной мышцы. Нетренированное сердце со слабой сердечной мышцей не может долго работать с повышенной нагрузкой. Оно быстро устает, причем кровоснабжение сначала ненадолго усиливается, а затем ухудшается. Поэтому человек должен с детства заботиться о своем сердце и тренировать его.

Подробная информация о препаратах, применяемых при болезнях сердечно-сосудистой системы представлена в главе 3.5.

Функцией кровеносной системы является доставка ко всем органам тела кислорода и питательных веществ, удаления из организма продуктов распада и углекислоты, а также гуморальная функция.

Кровеносная система в основном имеет мезодермальное происхождение.

Эволюция кровеносной системы у беспозвоночных животных.

У низших беспозвоночных животных, т.е. у губок, кишечнополостных и плоских червей, доставка питательных веществ и кислорода от места их восприятия до частей тела происходит путем диффузных токов в тканевых жидкостях. Но у некоторых животных появляются пути, по которым идет циркуляция. Так возникают примитивные сосуды.

Дальнейшая эволюция кровеносной системы связана с развитием в стенках сосудов мышечной ткани, благодаря чему они могут сокращаться, а еще позже эволюция связана с превращением жидкости, заполняющей сосуды в особую ткань – кровь, в которой образуются различные кровяные клетки.

Кровеносная система бывает замкнутая и незамкнутая. Кровеносная система называется замкнутой, если кровь циркулирует только по сосудам, и незамкнутой, если сосуды открываются в щелевидные пространства полости тела, называемые синусами и лакунами.

Впервые кровеносная система появилась у кольчатых червей, она замкнутая. Имеется 2 сосуда – спинной и брюшной, связанные между собой кольцевыми сосудами, идущими вокруг пищевода. Движение крови происходит в определенном направлении – на спинной стороне к головному концу, на брюшной – назад благодаря сокращению спинного и кольцевых сосудов.

У членистоногих незамкнутая кровеносная система. На спинной стороне имеется пульсирующий сосуд, разделенный на отдельные камеры, так называемыми сердца, между которыми имеются клапаны. При последовательном сокращении сердец кровь поступает в сосуды, а затем изливается в щелевидные пространства между органами. Отдав питательные вещества, кровь медленно стекает в околосердечную сумку, а потом через парные отверстия в сердца.

У моллюсков кровеносная система также незамкнутая. Сердце состоит из нескольких предсердий, куда впадают вены и одного достаточно развитого желудочка, от которого отходят артерии.

Эволюция кровеносной системы у хордовых животных.

У низших хордовых, в частности у ланцетника, кровеносная система замкнутая, но сердца нет. Роль сердца выполняет брюшная аорта, от которой отходят приносящие жаберные артерии, в количестве 100-150 пар, несущие венозную кровь. Проходя через жаберные перегородки в неразветвленном виде кровь в артериях успевает окислиться и через выносящие парные жаберные артерии уже артериальная кровь поступает в корни спинной аорты, которые сливаются в непарную спинную аорту, от которой идут сосуды, несущие питательные вещества и кислород ко всем частям тела.

Венозная кровь со спинной части собирается в передние и задние кардинальные вены, которые сливаются в левой и правой кювьеровы протоки, а из них в брюшную аорту. Кровь от брюшной стороны собирается в подкишечную вену, которая несет кровь в печень, где она обеззараживается, а оттуда по печеночной вене также впадает в кювьеров проток и далее брюшной сосуд.

У высших хордовых, в частности у низших позвоночных, т.е. у круглоротых и у рыб, усложнение кровеносной системы выражено в появлении сердца, которое имеет одно предсердие и один желудочек. В сердце бывает только венозная кровь. Круг кровообращения один, в котором артериальная и венозная кровь не смешиваются. Круговорот крови по телу сходен с кровеносной системой ланцетника. От сердца венозная кровь идет к жабрам, где окисляется, и от них окисленная (уже артериальная) кровь разносится по всему телу и по венам возвращается к сердцу.

С выходом животных на сушу и с появлением легочного дыхания, появляется второй круг кровообращения. Сердце получает не только венозную, но и артериальную кровь, и поэтому дальнейшая эволюция кровеносной системы идет по пути обособления двух кругов кровообращения. Это достигается делением сердца на камеры.

У земноводных и рептилий трехкамерное сердце, которое не обеспечивает полного разделения двух кругов кровообращения, поэтому еще происходит смешение артериальной и венозной крови. Правда, у рептилий желудочек уже разделен неполной перегородкой, а у крокодила четырех камерное сердце, поэтому смешение артериальной и венозной крови наблюдается в меньшей степени, чем у земноводных.

У птиц и млекопитающих сердце полностью разделено на четыре камеры – два предсердия и два желудочка. Два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь не смешиваются.

Разберем эволюцию жаберных дуг у позвоночных животных.

У всех эмбрионов позвоночных животных впереди от сердца закладывается непарная брюшная аорта, от которой отходят жаберные дуги артерий. Они гомологичны артериальным дугам в кровеносной системе ланцетника. Но у них число артериальных дуг небольшое и равняется числу висцеральных дуг. Так у рыб их шесть. Первые две пары дуг у всех позвоночных испытывают редукцию, т.е. атрофируются. Оставшиеся четыре дуги ведут себя следующим образом.

У рыб разделяются на приносящие к жабрам и выносящие из жабер жаберные артерии.

Третья артериальная дуга у всех позвоночных, начиная с хвостатых амфибий, превращается в сонные артерии и несет кровь к голове.

Четвертая артериальная дуга достигает значительного развития. Из нее у всех позвоночных животных, опять же начиная с хвостатых амфибий, образуются собственно дуги аорты. У амфибий и рептилий парные, у птиц правая дуга (левая атрофируется), а у млекопитающих левая дуга аорты (правая атрофируется).

Пятая пара артериальных дуг у всех позвоночных, за исключением хвостатых амфибий, атрофируется.

Шестая пара артериальных дуг теряет связь со спинной аортой, из нее образуются легочные артерии.

Сосуд, связывающий во время зародышевого развития легочную артерию со спинной аортой, называется ботталовым протоком. Во взрослом состоянии он сохраняется у хвостатых амфибий и некоторых рептилий. Как результат нарушения нормального развития этот проток может сохранятся у других позвоночных и человека. Это будет врожденный порок сердца и необходимо в этом случае оперативное вмешательство.

Аномалии и пороки развития кровеносной системы у человека.

На основании изучения филогенеза сердечно-сосудистой системы становится понятным происхождения ряда аномалий и уродств у человека.

1. Шейная эктопия сердца – расположение сердца в области шеи. Сердце человека развивается из парных закладок мезодермы, которые сливаются и образуют единую трубку в области шеи. В процессе развития трубка смещается в левую часть грудной полости. Если сердце задерживается в области первоначальной закладки, то и возникает данный порок, при котором ребенок обычно погибает сразу после рождения.

2. Дестрокардия (гетеротопия) – расположение сердца справа.

3. Двухкамерное сердце – остановка развития сердца на этапе двух камер (гетерохрония). От сердца в этом случае отходит только один сосуд – артериальный ствол.

4. Незаращение первичной или вторичной межпредсердной перегородки (гетерохрония) в области овальной ямки, которая у эмбриона является отверстием, а также полное их отсутствие приводит к образованию трехкамерного сердца с одним общим предсердием (частота встречаемости 1:1000 рождений).

5. Незаращение межжелудочковой перегородки (гетерохрония) с частотой встречаемости 2,5-5:1000 рождений. Редким пороком является ее полное отсутствие.

6. Персистирование (нарушение дифференцировки) артериального, или ботталлова, протока , представляющего собой часть корня спинной аорты между 4-й и 6-й парами артерий слева. Когда легкие не функционируют, у человека во время зародышевого развития имеется ботталлов проток. После рождения проток зарастает. Сохранение его ведет к серьезным функциональным нарушениям, поскольку проходит смешанная венозная и артериальная кровь. Частота встречаемости 0,5-1,2:1000 рождений.

7. Правая дуга аорты – самая частая аномалия жаберных дуг артерий. При развитии происходит редукция левой дуги 4-й пары вместо правой.

9. Персистирование первичного эмбрионального ствола . На определенной стадии развития у эмбриона имеется общий артериальный ствол, который потом разделяется спиральной перегородкой на аорту и легочной ствол. Если перегородка не развивается, то общий ствол сохраняется. Это приводит к смешению артериальной и венозной крови и обычно заканчивается смертью ребенка.

10. Транспозиция сосудов – нарушение дифференцировки первичного аортального ствола, при котором перегородка приобретает не спиральную, а прямую форму. В этом случае аорта будет отходить от правого желудочка, а легочной ствол – от левого. Этот порок встречается с частотой 1:2500 новорожденных и несовместим с жизнью.

11. Открытый сонный проток – сохранение комиссуры между 3-й и 4-й парами артериальных дуг (сонной артерией и дугой аорты). В результате увеличивается кровоток в мозг.

12. Персистирование двух верхних полых вен . У человека аномалией развития является наличие дополнительной верхней полой вены. Если обе вены впадают в правое предсердие, аномалия клинически не проявляется. При впадении левой вены в левое предсердие происходит сброс венозной крови в большой круг кровообращения. Иногда обе полые вены впадают в левое предсердие. Такой порок несовместим с жизнью. Данная аномалия встречается с частотой 1% от всех врожденных пороков сердечно-сосудистой системы.

13. Недоразвитие нижней полой вены – редкая аномалия, при которой отток крови от нижней части туловища и ног осуществляется через коллатерали непарной и полунепарной вен, являющихся рудиментами задних кардиальных вен. Редко встречается атрезия (отсутствие) нижней полой вены (кровоток осуществляется через непарные или верхнюю полую вену).

14. Отсутствие воротной системы печени .

Происхождение и функции кровеносной системы.

Кровеносная система в основном имеет мезодермальное происхождение.

Эволюция кровеносной системы у беспозвоночных животных.

Эволюция кровеносной системы у хордовых животных.

Разберем эволюцию жаберных дуг у позвоночных животных.

У рыб разделяются на приносящие к жабрам и выносящие из жабер жаберные артерии.

Пятая пара артериальных дуг у всех позвоночных, за исключением хвостатых амфибий, атрофируется.

Шестая пара артериальных дуг теряет связь со спинной аортой, из нее образуются легочные артерии.

Аномалии и пороки развития кровеносной системы у человека.

2. Дестрокардия (гетеротопия) – расположение сердца справа.

Кровеносная система у всех живых организмов выполняет важнейшую функцию — доставку к органам кислорода и питательных веществ и удаление из организма углекислого газа и продуктов обмена. Эволюция кровеносной системы определяет развитие всего организма в целом и во многом связана со средой обитания и образом жизни животного. Пик развития кровеносная система достигла у класса млекопитающих.

Общие сведения

Кровеносная система у животных прошла долгий путь развития. Она сформировалась на месте рудиментарных частей первичной полости тела и в процессе эволюции стала приобретать всё более значимую роль в обеспечении жизнедеятельности организма.

На завершающем этапе своего развития у представителей позвоночных животных кровеносная система выполняет универсальную работу, занимаясь транспортом питательных веществ, кислорода, продуктов метаболизма, гормонов и других биологически значимых элементов.

Рис. 1. Схема кровеносной система млекопитающих.

Эволюция кровеносной и дыхательной систем является причиной усложнения работы всего организма, перехода его на иной, более качественный уровень. Это связано с тем, что эти две системы тесно взаимодействуют друг с другом, выполняя важнейшую функцию — транспортировку газов к органам дыхания и к ним.

Стоит кратко упомянуть, что эволюция кровеносной системы повлекла за собой и усложнение пищеварительной системы. Их связь заключается в транспорте питательных веществ и токсинов: в пищеварительной системе вещества всасываются, а затем кровеносной системой транспортируются по органам и тканям.

Этапы развития кровеносной системы

К основным направлениям эволюции кровеносной системы относят:

Обособление важнейшего органа кровеносной системы — сердца.
Дифференцировка сердца на камеры — от двухкамерного к четырёхкамерному.
Разделение сосудов на кровеносные и лимфатические.
Появление малого (лёгочного) круга кровообращения, разделение двух кругов кровообращения — малого и большого.
Развитие приспособлений для разделения артериального и венозного токов крови.

Рис. 2. Сердце — главный орган кровеносной системы.

Впервые замкнутая кровеносная система появляется у кольчатых червей, представителем которых является дождевой червь. В замкнутой кровеносной системе кровь движется только по сосудам и не выливается в полость тела. У моллюсков (беззубка) и членистоногих (домовая муха) кровеносная система присутствует, но она незамкнутая.

Эволюцию кровеносной системы у животных можно представить в виде таблицы, которая пригодится при подготовке к уроку биологии в 7 классе.

Систематические группы животных

Органы кровеносной системы

Беспозвоночные: простейшие, кишечнополостные, круглые и плоские черви, губки

Кровеносной системы нет

Газообмен, питание и выделение осуществляется каждой клеткой тела

Спинной, брюшной и кольцевой сосуды. Есть капилляры

Кровеносная система замкнутая. Сердца нет

Двухкамерное сердце, кровеносные сосуды

Кровеносная система незамкнутая

Сердце, кровеносные сосуды

Кровеносная система незамкнутая

Сердце, сосуды (вены, артерии, капилляры)

Замкнутая кровеносная система. Аорта — самый крупный сосуд

Сердце двухкамерное: предсердие и желудок

Один круг кровообращения. В сердце венозная кровь

Сердце трёхкамерное: 1 желудочек, 2 предсердия

Два круга кровообращения: большой и малый. В желудочке кровь смешивается

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

Сердце четырёхкамерное: 2 желудочка, 2 предсердия

Два круга кровообращения: большой и малый. Кровь не смешивается

Сердце четырёхкамерное: 2 желудочка, 2 предсердия

Два круга кровообращения: большой и малый. Кровь не смешивается

Рис. 3. Строение четырехкамерного сердца.

Что мы узнали?

Кровеносная система выполняет важнейшую функцию, обеспечивая газообмен во всех органах и тканях, снабжая их питательными веществами и устраняя из организма продукты обмена. Наивысшее развитие кровеносная система достигла у млекопитающих, для которых характерно четырёхкамерное сердце, два круга кровообращения, полное разделение на артериальную и венозную кровь.

Функция сосудистой системы - доставка питательных веществ, кислорода и удаление продуктов распада, углекислоты осуществляется по-разному.

У низших беспозвоночных - губок, кишечнополостных, плоских червей доставка питательных веществ и кислорода от места их восприятия до частей тела происходит путем диффузных токов в тканевых жидкостях. У некоторых плоских червей имеются разветвления кишечной полости, увеличивающие диффузную поверхность.

У многих беспозвоночных движение тканевой жидкости происходит в разных направлениях, но у некоторых появляются определенные пути, возникают примитивные сосуды.

Дальнейшая эволюция сосудистой системы связана с развитием в стенках сосудов мышечной ткани, а также с превращением жидкости в кровь.

Кровеносная система животных двух типов: замкнутая и незамкнутая (если сосуды открываются в щелевидные пространства полости тела - лакуны, синусы).

Эволюция кровеносной системы животных развивалась в двух направлениях. Первое направление - переход от замкнутой кровеносной системы без сердца (у кольчатых червей) к незамкнутой кровеносной системе с сердцем (у моллюсков и членистоногих). Второе направление в эволюции кровеносной системы - переход от замкнутой кровеносной системы без сердца (кольчатых червей и низших хордовых) к замкнутой кровеносной системе с сердцем на брюшной стороне (у высших хордовых).

Впервые кровеносная система возникает у кольчатых червей. Она замкнутого типа, но у всех последующих беспозвоночных кровеносная система незамкнутая. Главными сосудами являются брюшной и спинной, которые связаны между собой кольцевыми сосудами. От главных сосудов отходят мелкие сосуды к стенкам тела. Движение крови происходит в определенном направлении - по спинной стороне кровь направляется вперед к головному концу, а по брюшной назад за счет пульсации спинного и кольцевых сосудов.

У членистоногих кровеносная система незамкнутая. Спинной сосуд разделен и образует своеобразные камеры - сердца с клапанами. При сокращении сердец кровь поступает в артерии, оттуда в полости между органами, затем в околосердечную полость и через парные отверстия попадает в сердце.

У моллюсков кровеносная система незамкнутая, но имеются артериальные и венозные сосуды. Сердце состоит их двух предсердий и одного желудочка.

У хордовыхкровеносная система всегда замкнутая. Кровеносная система низших хордовых (головохордовых) близка к таковой кольчатых червей. У ланцетника один круг кровообращения. Сердца нет, его функцию выполняет брюшная аорта. Кровь бесцветная, не содержит форменных элементов и пигментов. Артериальная система: основными сосудами являются брюшная и спинная аорты, жаберные артерии (около 100 пар). Венозная система представлена передними и задними кардинальными венами, несущими кровь от передней и задней частей тела, а также подкишечной веной, несущей кровь от внутренних органов. Подкишечная вена, достигнув печеночного выроста, распадается на капилляры, образуя воротную систему печеночного выроста. Далее кровь по печеночной вене поступает в венозный синус, откуда начинается брюшная аорта.

В дальнейшем у позвоночных животных усложнение кровеносной системы связано с появлением сердца. В процессе эволюции сердце позвоночных усложнялось от двухкамерного у рыб к трехкамерному у амфибий и рептилий и далее к четырехкамерному у птиц и млекопитающих.

У всех низших позвоночных только один круг кровообращения, у наземных позвоночных два круга кровообращения - большой (туловищный) и малый (легочной). У птиц и млекопитающих произошло полное разделение артериального и венозного потоков крови.

Рассмотрим эволюцию кровеносной системы позвоночных животных по классам. У первичноводных позвоночных (круглоротых, хрящевых и костных рыб) сердце двухкамерное и состоит из предсердия и желудочка (впервые оно возникает у круглоротых). В сердце только венозная кровь и один круг кровообращения, в котором артериальная и венозная кровь не смешиваются. Круговорот крови сходен с ланцетником. Венозная кровь из сердца поступает в брюшную аорту, а из нее в жаберные артерии, где кровь насыщается кислородом и направляется ко всем органам. Or органов кровь собирается в передние и задние кардинальные вены, брюшную иену и поступает в предсердие.

Отличия в кровеносной системе водных позвоночных в следующем. У миног имеются по 7 пар приносящих и выносящих жаберных артерий, образуется лишь один корень спинной аорты.

У хрящевых рыб образуется артериальный конус (образована поперечно-полосатыми мышцами) примыкающий к желудочку, сокращается число приносящих и выносящих жаберных артерий до 5, имеется воротная система в почках.

У костных рыб луковица аорты (образована гладкой мускулатурой) сменяет артериальный конус, число приносящих и выносящих жаберных артерий сократилось до 4, в голове корни спинной аорты образуют головной круг (только у костных рыб), кардинальные вены образуют воротную систему только в левой почке.

Дальнейшее усложнение кровеносной системы происходит у наземных позвоночных, что связано с развитием легочного дыхания. Сердце стало получать не только венозную, но и артериальную кровь. Сердце становится трехкамерным, а затем четырехкамерным. Промежуточную ступень в развитии кровеносной системы от низших позвоночных к высшим занимает кровеносная система земноводных и пресмыкающихся.

Класс земноводные. У личинок кровеносная система устроена по принципу рыб. У взрослых амфибий сердце трехкамерное (два предсердия и один желудочек), два круга кровообращения, но они еще не полностью разобщены, в желудочке смешанная кровь. Кровообращение начинается от желудочка общим артериальным стволам, который при выходе из сердца разделяется на 3 нары артерий: сонные (несут более артериальную кровь к пионе), кожно-легочные (несут более венозную кровь к легким и коже) и системные дуги. Последние сливаются в спинную аорту, которая несем смешанную кровь к органам. Большой круг кровообращения заканчивается в правом предсердии парными передними полыми венами, несущими кровь от головы и передних конечностей и непарной задней полой поит веной, несущей кровь от задней части тела. В венозной системе у амфибий сохраняется воротная система почек. Малый круг кровообращения заканчивается в левом предсердии легочными венами.

У пресмыкающихся сердце трехкамерное (два предсердия и один желудочек, у крокодилов четырехкамерное), в желудочке возникает неполная перегородка, полому кровь частично смешанная. От желудочка отходят три сосуда легочная аорта, правая дуга аорты и левая дуга аорты Легочная аорта отходит от правой части желудочка и несет венозную кровь, которая затем поступает в две легочные артерии, впадающие в легкие. Правая дуга аорты отходит от левой части желудочка и несет артериальную кровь. От нее отходят сонные артерии, несущие кровь к голове, и подключичные артерии, несущие кровь к передним конечностям. От середины желудочка, где кровь смешанная, отходит левая дуга аорты. Левая и правая дуги аорты сходятся на спинной стороне тела, образуя спинную аорту, идущую вдоль позвоночника. В ней кровь смешанная, с преобладанием артериальной. Венозная система рептилий мало отличается от амфибий, в ней также сохраняется воротная система почек.

У птиц и млекопитающих сердце четырехкамерное, а артериальный и венозный потоки крови полностью разделены по двум кругам кровообращения. Однако формирование кровеносной системы птиц и млекопитающих шло независимо.

У птиц, в отличие от пресмыкающихся, сохраняется только правая дуга аорты, от которой отходят парные безымянные артерии, а от них сонные артерии. Венозная система птиц сходна с рептилиями. Основное отличие в том, что брюшная вена рептилий у птиц функционально заменена копчиково-брыжеечной веной, а воротная система почек частично редуцирована. В связи с разделением большого и малого кругов кровообращения все органы омываются чистой артериальной кровью.

У млекопитающих сохраняется только левая дуга аорты, от которой отходят безымянные артерии, а от них сонные артерии В венозной системе нет воротной системы ночек, и кровь от конечностей идет сразу в заднюю полую вену. Левая передняя полая вена только у немногих видов впадает в сердце самостоятельно: чаще она сливается с правой передней полой веной и затем кровь изливается в правое предсердие. Характерно наличие остатков передних кардинальных вен - непарных вен,

Таким образом, кровеносная система позвоночных животных развивалась прогрессивно от рыб до птиц и млекопитающих. Сердце эволюционировало от двухкамерного к четырехкамерному: из одного круга кровообращения сформировалось два (легочной и туловищный), произошло разделение потоков артериальной и венозной крови, что способствовало повышению уровня обмена веществ у птиц и млекопитающих, которые стали теплокровными. Теплокровность позволила животным этих классов лучше приспособиться к условиям среды

1. Эволюция репродуктивной системы животных.

2. Микроэволюция. популяция как единица микроэволюции. Элементарные факторы микроэволюции.

3. Основные положения дарвинизма и главные факторы эволюции по Ч.Дарвину. Синтетическая теория эволюции как обогащение дарвинизма.

4. Эволюция дыхательной системы животных.

5. Эволюция покровной и опорно-двигательной системы животных.

6. Эволюция нервной и сенсорной системы животных.

7. Искусственный отбор. Формы искусственного отбора. Происхождение пород домашних животных и сортов культурных растений.

8. Общая характеристика тканей животных и человека.

9. Современные гипотезы происхождения жизни на Земле.

10. Эволюция выделительной системы животных.

11. Макроэволюция, ее связь с микроэволюцией. Доказательства эволюции.

12. Филогения беспозвоночных и позвоночных животных.

13. Строение клетки прокариот. Рост и размножение бактерий. Типы питания бактерий. Значение микроорганизмов в природе и народном хозяйстве

14. Строение эукариотической клетки. Органоиды общего и специального назначения, их функции. Сравнительная характеристика растительной и животной клетки.

15. Онтогенез и его периоды. Ранний эмбриогенез. Прямое и непрямое развитие.

16. Основные пути филогенеза. Дивергенция, конвергенция, параллелизм.

17. Антропогенез. Основные этапы становления человека. Роль биологических и социальных факторов в эволюции человека.

18. Прогресс и регресс. Критерии биологического прогресса и регресса. Пути биологического прогресса.

19. Эволюция типов питания, типов пищеварения и пищеварительной системы животных.

20. Клетка как элементарная единица живого. Основные этапы развития представлений об организации клетки. Основные положения клеточной теории.

21. Способы размножения живых организмов. Типы бесполого и полового процессов у растений и животных. Биологическое значение полового размножения.

22. Вид. Критерии вида. Структура политипического вида. Видообразование. Пути возникновения многообразия видов (монофилия и полифилия).

23. Химический состав клетки. Значение органических веществ (белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты) в жизнедеятельности клетки и организма.

24. Жизненный цикл клетки. Интерфаза. Митоз, его биологическое значение.

25. Эволюция Сердечно-сосудистой системы животных.

Читайте также: