Эволюция кровеносной системы реферат

Обновлено: 05.07.2024

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).

Становление системы кровообращения у позвоночных. Исследование филогенеза кровеносной системы позвоночных, выявление зависимости между средой обитания и строением кровеносной системы. Важнейшие эволюционных преобразования кровеносной системы хордовых.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	01.03.2020
Размер файла	594,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Филиал частного учреждения образовательной организации высшего

Кафедра общественного здоровья и здравоохранения

по дисциплине: Биология

на тему: Филогенез кровеносной системы позвоночных

Студенка: Юфатова И.С.

Проверил: Забалуев А.П.

Важнейшим условием существования высокоорганизованных позвоночных является наличие жидкой подвижной внутренней среды, которая обеспечивает интеграцию организма в целостную систему. Эти функции выполняет кровеносная система. Кровеносная система хордовых замкнутая, имеет мезодермальное происхождение и включает в себя сердце, расположенное на брюшной стороне и два основных артериальных сосуда: брюшную и спинную аорту. Естественный отбор, каким бы сложным он не казался, происходит с исключительной логикой, пользой и экономией жизненных ресурсов. Постепенное усложнение живых организмов в процессе эволюции не могло не сопровождаться усложнением системы кровообращения.

В ходе эволюции многоклеточных животных кровеносная система сформировалась на месте рудиментов первичной полости тела, вытесненной у высших животных вторичной полостью тела, или целомом. Кровеносная система в организме высших животных выполняет универсальную транспортную роль: передвижение усвоенных питательных веществ и элементов, кислорода от органов дыхания ко всем органам тела, перенос продуктов метаболизма к органам выделения, углекислоты - к органам дыхания, доставка гормонов от эндокринных желез к органам- мишеням. В силу этого кровеносная система стала и одной из важнейших интегрирующих систем организма, обеспечивающих его целостность. Именно поэтому, целью данной научной работы является исследование филогенеза кровеносной системы позвоночных, выявление зависимости между средой обитания и строением кровеносной системы.

1. Становление системы кровообращения у позвоночных

Наиболее примитивная кровеносная система среди хордовых животных характерна для подтипа бесчерепных. У ланцетника основным пропульсаторным органом является брюшная аорта - продольный сосуд, который тянется под глоткой. От брюшной аорты начинаются жаберные артерии, расположенные в перегородках между жаберными щелями, они пронизывают боковые стенки глотки. Кровь в жаберных артериях становится артериальной, так как обогащается кислородом и отдает углекислый газ. У всех остальных позвоночных кровеносная система полностью замкнутая, сердце является центральным пропульсаторным органом. При жаберном дыхании у рыб обогащенная кислородом кровь из передних жабер поступает в голову, а из задних - в спинную аорту, несущую кровь назад по всему телу. Легкие сформировались позади глотки, позади самых задних жабер, поэтому возникла необходимость нового перераспределения крови. Эта проблема была решена возвращением артериальной крови из легких в сердце - образованием малого круга кровообращения и формированием в сердце особых приспособлений для перераспределения крови. Тарасова Е., Ушакова Е. Интеграция знаний об Онтогенезе и Филогенезе в Концепциях жизни: моногр. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 172. с.

С развитием наземного дыхания связана перестройка системы кровообращения амфибий. Сердце земноводных состоит из двух предсердий, общего желудочка и артериального конуса, от которого отходит ствол аорты, разделяющийся на три пары артериальных сосудов. Первыми от артериального конуса отходят правая и левая кожно-легочные артерии, распадающиеся на легочную и кожную артерии; затем отходят дуги аорты, от них отходят артерии, снабжающие кровью мускулатуру тела и передних конечностей, на спинной стороне они сливаются в спинную аорту, от которой кровь идет к остальным органам и задним конечностям; последними от артериального конуса отходят сонные артерии, несущие кровь к голове.

Мускулистые выросты стенок желудочка образуют ряд сообщающихся между собой камер, что препятствует перемешиванию крови. Сначала из желудочка выходит венозная кровь, идущая к легким и коже, по правой дуге тоже течет венозная кровь, а в левую дугу попадает более окисленная кровь, и, наконец, по сонным артериям идет только окисленная кровь. Такому распределению крови способствует ритмика сокращений предсердий и наличие спирального клапана внутри артериального конуса. Таким образом, в правое предсердие уже попадает частично окисленная кровь за счет крови, поступающей от кожи. Северцов А. Н. Главные направления эволюционного процесса. Морфобиологическая теория эволюции. - М.: Либроком, 2012. - 138 c.

Рис. 1. Строение сердца у разных классов позвоночных

У пресмыкающих в связи с усовершенствованием механизма вентиляции легких появляется принципиальная возможность разделения артериального и венозного потоков крови. Однако у рептилий перегородка в желудочке сердца остается неполной, и кровь там может смешиваться. Поэтому сохраняется возможность перераспределения крови в сердце и регуляции поступления больших и меньших ее количеств в разные сосуды, что связано с особой формой терморегуляции, называемой гелиотермией, - повышение температуры тела до оптимального уровня путем обогревания в лучах солнца (инсоляции). При инсоляции физиологически выгодно направлять больше крови в периферические сосуды и меньше - в легкие. Напротив, когда животные переходят к активной деятельности необходимо больше крови направлять к легким. В соответствии с этими потребностями и регулируется поток крови в малом и большом кругах кровообращения.

Рис. 2. Эволюция кровеносной системы позвоночных

кровообращение филогенез хордовый обитание

Сердце у большинства пресмыкающихся трехкамерное, оно состоит из двух предсердий и желудочка. В левое предсердие впадаю легочные вены, в правое - три полые вены. В желудочке имеется неполная перегородка довольно сложной формы, расположенная почти в горизонтальной плоскости и разделяющая желудочек на брюшной и спинной отделы. Оба предсердия впадают в спинной отдел желудочка.

2. Важнейшие эволюционные изменения в кровообращении

К основным тенденциям в эволюции кровеносной системы позвоночных следует отнести:

- обособление мышечного сосуда - сердца;

- дифференцировка сосудов на кровеносные и лимфатические;

- дифференцировка сердца на камеры;

- появление второго - легочного круга кровообращения;

- развитие приспособлений для разграничения артериального и венозного токов крови.

Кровеносная система сформировалась на месте рудиментов первичной полости тела, вытесненной у высших животных вторичной полостью тела, или целомом. Кровеносная система является важнейшей интегрирующей системой организма, которая обеспечивает его целостность. Она выполняет универсальную транспортную роль в передвижении питательных веществ и кислорода, в переносе продуктов метаболизма. В процессе эволюции позвоночных произошло совершенствование и общее усложнение кровеносной системы. Тем не менее, не все эволюционные перестройки кровеносной системы являются ароморфозами, то есть изменениями на пути к морфо-физиологическому прогрессу. Часто оно представляет собой результат развития частного приспособления или служит компенсацией за несовершенство какой-либо функции, то есть идиоадаптацией к определенному образу жизни. Появление второго (малого) круга кровообращения и усложнение строения сердца у двоякодышащих рыб оценивают таким образом. Тыщенко В. П. Введение в теорию эволюции / В.П. Тыщенко. - М.: КомКнига, 2010. - 242 c.

В случаях, когда усложнение строения связано с повышением уровня жизнедеятельности, с интенсификацией функций следует говорить об ароморфозах. К основным ароморфозам в ходе эволюции кровеносной системы позвоночных относят развитие сердца у древнейших позвоночных, интенсификация его работы и формирование замкнутости кровеносной системы у челюстноротых, преобразования сердца и магистральных сосудов при разделении потоков артериальной и венозной крови у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Совершенствование сердечно-сосудистой системы шло по пути расширения емкости капиллярных русел, увеличения скорости кругооборота крови и повышения в связи с тем и другим мощности сердца. Высшие наземные позвоночные имеют уже два двухкамерных сердца, соединенных общей мускулатурой и единым ритмом сокращения. Одно сердце перемещает венозную кровь через дыхательные органы - легкие; другое (как правило, более мощное) - артериальную кровь через остальные органы тела. При выделении легочного круга только одно капиллярное русло остается в системе кровообращения (у современных высших позвоночных два последовательно связанных капиллярных русла остались только в пищеварительном тракте - печени и почках). Такая система обладает меньшим сопротивлением, и у неё появляются новые резервы для увеличения объема циркулирующей крови.

Разделение кругов кровообращения наряду с совершенствованием систем органов дыхания и повышением эффективности органов пищеварения обеспечило качественный подъем общего уровня метаболизма.

3. Закономерности в филогенезе кровеносной системы позвоночных

Благодаря способности поддерживать определенную фиксированную концентрацию водородных ионов, электролитов, сложных соединений и за счет наличия буферных систем кровь обладает некой независимостью от влияний на ее состав факторов окружающей среды и других продуктов метаболизма. Следует отметить, что эволюция системы крови тесно связана с эволюцией других тканей и органов. Обладание гомойотермностью в сочетании с развитием буферных систем сыграло значимую роль в эволюции, так как обусловило создание оптимального режима работы ферментативных систем. Чиркин А. А. Биохимия филогенеза и онтогенеза. Учебное пособие / А.А. Чиркин, Е.О. Данченко, С.Б. Бокуть. - М.: Новое знание, Инфра-М, 2012. - 288 c.

Эволюция кровеносной системы протекает взаимосвязано, к примеру, фермент карбоангидраза содержится в различных участках тела беспозвоночных и значение фермента для системы крови в этом случае невелико. А у позвоночных, начиная с рыб, эволюция карбоангидразы крови и эволюция эритроцитов тесно взаимосвязаны. Так же следует отметить, что каждый организм высших позвоночных в своем индивидуальном развитии проходит такие стадии, как разделение лимфатической и кровеносной систем, стабилизация внутренней среды, развитие терморегуляции и костномозгового кроветворения. В ходе эволюции живого дыхание тканей на основе прямого газообмена со средой становится недостаточным и поэтому появляется необходимость в развитии сосудистой сети. В фило- и онтогенезе наличие дыхательных пигментов определенной химической структуры обеспечивает облегчение и оптимизацию процессов транспорта газов по кровеносным сосудам, повышая общую эффективность кровообращения.

Элементы системы крови возникли в разные периоды эволюции. Концентрация эритроцитов и гемоглобина под давлением экологических факторов изменялась. Примечательный морфофизиологический показатель, как отсутствие ядра в эритроцитах млекопитающих, характерен для более древних филетических линий. Развитие млекопитающих привело к снижению относительного числа ядерных форм эритроцитов в периферической крови. При этом у сумчатых сохраняется небольшое количество ядерных эритроцитов, но их кровь уже существенно отличается от крови рептилий и птиц.

Тип гемоглобина является еще одним древним признаком. В течение длительного периода в обоих филогенетических ветвях животного мира единственным вариантом гемоглобина являются мономеры. Начиная с рыб, устойчиво используются более сложные молекулярные структуры этого белка - димеры и тетраметры. Тетрамерные варианты гемоглобина возникли около 300 миллионов лет назад, а затем начали формироваться различные аминокислотные последовательности, характерные типы гемоглобина всех видов позвоночных. Ученые эволюционисты предложили схему эволюции типов полипептидных цепей гемоглобина человека, согласно которым от предкового гемоглобина последовательно ответвились сначала миоглобин, а затем различные виды цепей. Предполагается, что в основе эволюции цепей лежит дупликации генов, хотя, по-видимому, возможны и другие причины.

Кровообращение является важным звеном в процессе жизнедеятельности любого организма. С кровью транспортируется кислород, питательные вещества, тепловая энергия, перенос гормонов и других физиологически активных веществ. Кровеносная система позвоночных животных имеет единый план строения, усложнение и совершенствование которых происходило постепенно с течением эволюционного процесса. Но далеко не все эволюционные перестройки являлись ароморфозами, то есть, прогрессирующими морфо-физиологическими изменениями. Усложнение организации или строения не может считаться прогрессивной чертой изменений, которые сделают животное более высокоразвитым. В эволюционных преобразованиях кровеносной системы хордовых животных несомненным ароморфозом явилось развитие настоящего сердца у самых древних представителей, а также интенсификация его деятельности и формирование замкнутой кровеносной системы у класса челюстноротых. Также важнейшими ароморфозами считаются преобразование магистральных сосудов и сердца при разделении потоков венозной и артериальной крови у рептилий, птиц и зверей.

Таким образом, анатомия сердца может определять степень основного обмена организма. У примитивных хордовых, постоянно живущих в воде, самый простой принцип организации кровеносной системы - она имеет один круг кровообращения. Выход животных на сушу предполагает более интенсивный метаболизм, характеризуется появлением легочного дыхания, и, как следствие, возникновением второго круга кровообращения, который ответственен за газообмен крови в легких. Исследование эволюции системы крови позволяет раскрыть происхождение важнейших особенностей крови разных видов животных и дает материал для обсуждения общих закономерностей эволюции животного мира.

2. Баландин Р. Загадки теории эволюции. В чем ошибался Дарвин - М.: Вече, 2014. - 834 c.

3. Биология. Учебник в 2т./. В.Н. Ярыгин, В.В. Глинкина, И.В.Волков, В.В. Синельщиков, Е.В. Черных. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. Т1, 2. - 736с.

4. Биология в трёх томах под ред. Р. Сопера. Грин Н, Стаут У, Тейлор Д. 1990.

5. Бокуть С.Б. Биохимия филогенеза и онтогенеза / С.Б. Бокуть. - М.: ИНФРА-М, 2012. - 800 c.

6. Кириленко, А. А. Биология. Эволюция органического мира. Подготовка к ЕГЭ. Теория и тренировочные задания / А.А. Кириленко. - М.: Легион, 2014. - 256 c.

7. Тарасова Е., Ушакова Е. Интеграция знаний об Онтогенезе и Филогенезе в Концепциях жизни: моногр. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 172. с.

8. Тимофеев-Ресовский, Н. В. Краткий очерк теории эволюции / Н.В. Тимофеев-Ресовский, Н.Н. Воронцов, А.В. Яблоков. - М.: Наука, 2018 408 c.

9. Тыщенко В. П. Введение в теорию эволюции / В.П. Тыщенко. - М.: КомКнига, 2010. - 242 c.

10. Северцов А. Н. Главные направления эволюционного процесса. Морфобиологическая теория эволюции. - М.: Либроком, 2012. - 138 c.

11. Северцов А.Н. Главные направления эволюционного процесса. / А.Н. Северцов. - Москва: Огни, 2017. - 960 c.

12. Чиркин А. А. Биохимия филогенеза и онтогенеза. Учебное пособие / А.А. Чиркин, Е.О. Данченко, С.Б. Бокуть. - М.: Новое знание, Инфра-М, 2012. - 288 c.

Подобные документы

Изучение строения сердца, артерий и вен у различных классов хордовых животных. Сравнение строения сердечнососудистой системы рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Выявление связи между средой обитания и строением кровеносной системы.

курсовая работа [769,2 K], добавлен 28.11.2012

Характеристика особенностей строения кровеносной системы рыб, которая проводит кровь от сердца через жабры и ткани тела. Жабры – основной орган газообмена рыб. Отличительные черты кровеносной системы земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

доклад [16,5 K], добавлен 20.03.2012

Общая характеристика группы хордовых животных. Скелет, кожа и сускулатура млекопитающих. Особенности дыхательной, кровеносной, пищеварительной и нервной систем. Органы чувств, тип развития рыб. Пороки сердечно-сосудистой системы класса позвоночных.

реферат [37,1 K], добавлен 14.01.2010

Малый и большой круги кровообращения. Скорость движения крови в различных частях кровеносной системы. Давление крови, ее ударный объем. Схема строения сердца, его работа и мощность. Уравнение Бернулли, его следствие для работы кровеносной системы.

презентация [1,3 M], добавлен 30.11.2015

Систематика рыб - надкласса водных позвоночных животных. Характеристика рыб: скелета, пищеварительной, кровеносной, нервной и половой системы, органов газообмена и дыхания. Представители промысловых пород: речных, рыб стоячих вод и общепресноводных.

Кровеносная система преобразована в связи с появлением легочного и сохранением кожного дыхания. Кровеносные сосуды образуют два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг снабжает кровью все отделы тела. Малый круг кровообращения включает легочные артерии, капилляры легких и легочные вены. Сердце – трехкамерное, включает два предсердия и один желудочек. В правое предсердие впадают вены большого круга (полые вены), в левое – вены малого круга (легочные вены). Все артерии отходят от желудочка. Полного разобщения артериальной (насыщенной кислородом) и венозной (насыщенной углекислым газом) крови не происходит.

Файлы: 1 файл

Эволюция кровеносной системы Хордовых.docx

Эволюция кровеносной системы Хордовых

Кровеносная система ланцетника

Рис 1.Схема кровеносной системы ланцетника

1 — брюшная аорта, 2 — расширенные основания жаберных артерий, 3—жаберные артерии, 4 — корни спинной аорты, 5 — сонная артерия, 6 — спинная аорта, 7 — хвостовая вена, 8 — подкишечная вена, 9 — воротная система печени, 10 — вена околожаберной полости, 11 — левая передняя кардинальная вена, 12 — левая задняя кардинальная вена, 13 — левый кювьеров проток

Кровеносная система ланцетника замкнутая. Представлена одним кругом кровообращения: брюшная аорта → жаберные артерии → спинная аорта → капилляры → вены → брюшная аорта. Сердца нет, однако различают артериальную и венозную систему. Кровь бесцветная, не содержит ни форменных элементов, ни дыхательных пигментов. По газовому составу артериальная и венозная кровь слабо различаются.

В венозную систему входят: парные передние и задние кардинальные вены, парные кювьеровы вены, подкишечная вена, воротная вена печени, воротная система печени, печеночная вена, венозный синус. Кровь от всей передней части тела собирается в передние кардинальные вены, а от задней соматической части тела – в задние кардинальные вены. Передние и задние кардинальные вены сливаются в парные кювьеровы протоки, впадающие в венозный синус – расширение в задней части брюшной аорты. Подкишечная вена собирает кровь от кишки и внутренних органов. Из подкишечной вены кровь поступает в воротную систему печени – сеть печеночных капилляров. В воротной системе печени происходит детоксикация (обезвреживание) вредных продуктов обмена. Из воротной системы печени кровь собирается в короткую печеночную вену. Печеночная вена впадает в венозный синус самостоятельно.

Кровеносная система костистых рыб

Рис. 2. Схема кровеносной системы рыбы: 1 — венозный синус; 2 — предсердие; 3 — желудочек; 4 — артериальный конус; 5 — брюшная аорта; 6 — приносящие жаберные артерии; 7 — жаберные щели; 8 — выносящие жаберные артерии; 9 — сонная артерия; 10 — спинная аорта; 11 — подключичная артерия; 12 — чревная артерия; 13 — брыжеечная артерия; 14 — половая артерия; 15 — почечная артерия; 16 — подвздошная артерия; 17 — хвостовая артерия; 18 — хвостовая вена; 19 — приносящая вена воротной системы почек; 20 — задняя кардинальная вена; 21 — воротная система почек; 22 — половая вена; 23 — подвздошная вена; 24 — боковая вена; 25 — подключичная вена; 26 — приносящая вена воротной системы печени; 27 — печёночная вена; 28 — кювьеров проток; 29 — передняя кардинальная вена.

Кровеносная система у всех рыб построена по единому плану. Имеется лишь один круг кровообращения: двухкамерное сердце → брюшная аорта → жаберные артерии → спинная аорта → артерии → капилляры → вены.

Сердце двухкамерное: включает предсердие и желудочек.

Артерии – это сосуды, несущие кровь от сердца. Вены – это сосуды, несущие кровь к сердцу. Артериальная кровь – оксигенированная (насыщена кислородом), а венозная кровь – дезоксигенированная (содержит мало кислорода). У большинства видов рыб есть эритроциты, содержащие гемоглобин – переносчик кислорода, углекислого газа и некоторых других веществ.

Венозная кровь собирается в венозную пазуху, затем поступает в предсердие, в желудочек и в брюшную аорту. От брюшной аорты к жабрам отходит 4 пары приносящих артерий, которые распадаются на капилляры в жаберных лепестках. В жаберных капиллярах происходит газообмен, и капилляры сливаются в 4 пары выносящих жаберных артерий, которые на спинной стороне впадают в корни спинной аорты. В передней части тела корни аорты переходят в сонные артерии. Каждая сонная артерия разделяется на внутреннюю (снабжает кровью головной мозг) и наружную (снабжает кровью висцеральный отдел черепа). Задние части корней аорты сливаются в непарную спинную аорту, от которой последовательно отходят парные и непарные артерии, снабжающие кровью соматическую часть тела и внутренние органы. Спинная аорта заканчивается хвостовой артерией. Артерии ветвятся на капилляры, где происходит превращение артериальной крови в венозную.

От верхней части головы кровь собирается в передние кардинальные вены, а от нижней части головы – в нижние яремные вены. Идущая от хвоста хвостовая вена входит в полость тела и разветвляется на правую и левую воротные вены почек. Левая воротная вена распадаются на капилляры, образуя воротную систему левой почки. Из почек кровь собирается в задние кардинальные вены. Яремные, передние и задние кардинальные вены каждой стороны сливаются в кювьеровы протоки. Кювьеровы протоки с каждой стороны впадают в венозную пазуху. Кровь от внутренних органов собирается в воротную вену печени, распадающуюся на капилляры воротной системы печени. Затем эти капилляры сливаются в печеночную вену, которая впадает в венозную пазуху.

Кровеносная система амфибий (Рис 3)

Вены большого круга кровообращения (правая и левая передние полые вены и непарная задняя полая вена) впадают в венозную пазуху. Из венозной пазухи кровь попадает в правое предсердие, а затем в желудочек. Правое предсердие (и правая часть желудочка) содержит, преимущественно, венозную (дезоксигенированную) кровь.

Вены малого круга кровообращения (легочные вены) впадают в левое предсердие, а затем в желудочек. Левое предсердие (и левая часть желудочка) содержит, преимущественно, артериальную (оксигенированную) кровь.

Стенки желудочка образуют выросты, препятствующие смешению венозной и артериальной крови. При сокращении желудочка кровь поступает в артериальный конус. Артериальный конус начинается в правой области желудочка, заполненной венозной кровью. От артериального конуса берут начало три пары артериальных дуг. Первая пара дуг – сонные артерии – гомологична первой паре жаберных артерий рыб; вторая пара – системные дуги аорты – гомологична второй паре жаберных артерий; третья пара – кожно-легочные артерии – гомологична четвертой паре жаберных артерий.

В артериальном конусе имеется спиральный клапан, регулирующий распределение крови. Вначале венозная кровь поступает в кожно-легочные артерии. Затем смешанная кровь поступает в системные дуги аорты. И, наконец, артериальная кровь поступает в сонные артерии.

Кожно-легочные артерии разделяются на легочные и кожные. По легочным артериям венозная кровь поступает в малый круг кровообращения – в капилляры легких, где насыщается кислородом. По кожным артериям кровь поступает в большой круг кровообращения, проходит через капилляры кожи и также насыщается кислородом. Следовательно, насыщение крови кислородом происходит в капиллярах и большого, и малого кругов кровообращения.

От системных дуг аорты к поясу передних конечностей отходят парные подключичные артерии, а затем системные дуги аорты объединяются в спинную аорту. От спинной аорты отходят разнообразные внутренностные артерии, а затем спинная аорта разветвляется на подвздошные артерии к поясу задних конечностей. Хвостовая артерия у взрослых лягушек редуцирована.

Сонные артерии разветвляются на внутренние (снабжают кровью головной мозг) и внешние (снабжают кровью челюстной аппарат).

Оксигенированная кровь от легких по легочным венам возвращается в левое предсердие, а затем поступает в левую часть желудочка.

Дезоксигенированная кровь от задней части тела поступает в бедренные вены, которые соединяются системой поперечных вен – подвздошным анастомозом. От подвздошного анастомоза часть крови по подвздошным венам направляется в воротные системы почек, а часть – по брюшной вене – в воротную систему печени. В воротную систему печени поступает также кровь от внутренних органов по внутренностным венам.

Пройдя через капилляры почек, кровь попадает в заднюю полую вену. От воротной системы печени кровь по печеночным венам также поступает в заднюю полую вену. Задняя полая вена впадает в венозную пазуху, которая сообщается с правым предсердием. Таким образом, у лягушки задние кардинальные вены функционально замещаются на непарную заднюю полую вену, а кювьеровы протоки отсутствуют.

От головы кровь движется по парным ярёмным венам. Внутренние ярёмные вены собирают кровь от капилляров головного мозга, а наружные – от челюстного аппарата. Ярёмные вены объединяются в левую и правую передние полые вены. В передние полые вены впадают также подключичные вены. Подключичные вены собирают дезоксигенированную кровь из плечевых вен и оксигенированную кровь от больших кожных вен, образующихся при слиянии кожных капилляров. Передние полые вены впадают в венозную пазуху, которая сообщается с правым предсердием. Таким образом, у лягушки передние кардинальные вены функционально замещаются на парные передние полые вены.

У некоторых Хвостатых амфибий сохраняются примитивные черты кровеносной системы: неполная перегородка между предсердиями, сохранение связи между сонными артериями и дугами аорты с помощью сонных протоков, сохранение связи между легочными артериями и корнями спинной аорты с помощью боталловых протоков, сохранение задних кардинальных вен и кювьеровых протоков.

Итак, на суше у лягушки насыщение крови кислородом обеспечивается и за счет малого круга кровообращения (газообмен происходит в легких), и за счет большого круга (газообмен происходит в кожных капиллярах). При нахождении лягушки под водой насыщение крови кислородом обеспечивается за счет кожных капилляров и вен большого круга кровообращения.

Первоначально у головастика имеется один круг кровообращения (как у рыб). Затем первая пара жаберных артерий превращается в сонные артерии, вторая пара – в системные дуги аорты, третья пара – редуцируется, четвертая пара – превращается в легочные артерии. Возникает перегородка между предсердиями, и образуются легочные вены.

Кровеносная система рептилий (Рис 4)

Сердце трехкамерное: предсердия всегда полностью разделены, в желудочке имеется две неполных перегородки: горизонтальная и вертикальная. От желудочка самостоятельно отходят три непарных сосуда: легочная артерия и две дуги аорты.

В левое предсердие впадают легочные вены малого круга кровообращения, которые несут оксигенированную (артериальную кровь). Соответственно, оксигенированная кровь поступает в левую часть желудочка. В правое предсердие через венозную пазуху поступает дезоксигенированная (венозная) кровь из полых вен большого круга кровообращения. Соответственно, дезоксигенированная кровь поступает в правую часть желудочка. Перегородки внутри желудочка препятствуют перемешиванию крови.

Легочные артерии малого круга кровообращения отходят от правой части желудочка (где находится дезоксигенированная кровь). Левая дуга аорты отходит от средней части желудочка (где находится смешанная кровь). Правая дуга аорты отходит от левой части желудочка (где содержится оксигенированная кровь). От правой дуги аорты отходит общая сонная артерия, которая разделяется на парные наружные и внутренние сонные артерии. Далее от правой дуги отходят парные подключичные артерии.

Обе дуги аорты объединяются в спинную аорту. От спинной аорты отходят артерии к внутренним органам, подвздошные артерии и хвостовая артерия.

Венозная кровь от головы собирается в парные наружные и внутренние яремные вены. Венозная кровь от передних конечностей собирается в подключичные вены. Яремные и подключичные объединяются в парные передние полые вены, которые впадают в венозную пазуху.

Хвостовая вена разделяется на две ветви, в которые впадает часть крови от задних конечностей. В результате образуются две воротные вены почек. Пройдя через воротные системы почек, кровь по почечным венам поступает в заднюю полую вену.

Другая часть крови от задних конечностей поступает в непарную брюшную вену. Кровь от внутренних органов собирается в воротную вену печени. На входе в печень брюшная вена и воротная вена печени объединяются. Пройдя через воротную систему печени, кровь поступает в печеночную вену. Печеночная вена впадает в заднюю полую вену. Задняя полая вена впадает в венозную пазуху, которая выражена слабо и обычно поглощается правым предсердием.

Кровеносная система птиц

Рис. 5 Схема кровеносной системы голубя.

1 — правое предсердие, 2 — левое предсердие, 3 — левый желудочек,

4 правый желудочек, 5 —легочная артерия, 6 — легочная вена, 7 — правая дуга аорты, 8 — правая безымянная артерия, 9 — левая безымянная артерия, 10 — спинная аорта, 11 — общая сонная артерия, 12 — подключичная артерия, 13 — плечевая артерия, 14 — грудная артерия, 15 — внутренностная артерия, 16 — брыжеечная артерия, 17 — почечная артерия, 18 — бедренная артерия, 18' — седалищная артерия, 19 — подвздошная артерия, 20 — хвостовая артерия, 21 — яремная вена, 22 — плечевая вена, 23 — грудная вена, 24 — правая передняя полая вена, 25 — левая передняя полая вена, 26 — хвостовая вена, 27 — внутренняяподвздошная вена, 28 — копчиково-брыжеечная вена, 29 — воротная вена почек, 30 — общая подвздошная вена, 31 — бедренная вена, 31' — седалищная вена, 32 — задняя полая вена, 33 — печеночные вены, 34 воротная вена печени, 35 — вены пищеварительного тракта, 36 — трехстворчатый клапан между левым предсердием и левым желудочком, 37 —клапан между правым предсердием и правым желудочком, 38 — грудные мышцы

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.

Читайте также: