Классы
Предметы

Кровеносная система

Вы помните фразу, с помощью которой герои книги и мультфильма «Маугли» просили друг у друга помощи: «Мы с тобой одной крови: ты и я»? Кровь – это не только внутренняя среда организма, но и живая ткань, от которой зависит нормальное питание и здоровье всех клеток, тканей и органов многоклеточного организма. Когда мы говорим о чем-то, что «у него в крови», мы подчас не осознаем, насколько мы правы, так же как и тогда, когда употребляем фразу «портить кровь». Но наличие крови – не исключительная черта человека: вместе с нами на Земле обитает множество теплокровных и хладнокровных организмов, которые так же, как и мы, в процессе эволюции оценили прелесть и преимущества внутренней среды организма. Кровеносная система и дыхательные пигменты крови возникали в процессе эволюции несколько раз: кровь бывает не только красной, как у нас с вами, но зеленой и синей. Из этого урока вы узнаете множество интересных фактов о кровеносной (сердечно-сосудистой) системе и ее эволюции, а также о бесстрашных защитниках и снабженцах нашего организма – форменных элементах крови.

Кровеносная система животных

Тема урока: «Кровеносная система».

Цель урока – рассмотреть строение кровеносной системы многоклеточных животных и состав крови на примере позвоночных.

Чтобы всосавшиеся в кишечнике питательные вещества и полученные в органах дыхания кислород достигли каждой клетки крупного многоклеточного организма, необходима некая транспортная система, как правило, это и есть кровеносная система.

О кровеносной системе у простейших не может идти и речи, каждая активная клетка простейшего контактирует с окружающей средой, примерно так же состоит ситуация у губок, через тело которых непрерывно протекает вода.

Плоские черви потому и вынуждены быть плоскими, что специальной кровеносной системы не имеют (рис. 1).

Транспорт и кислорода, и питательных веществ у крупных организмов идет через кишечник. У самок крупных плоских червей кишечник может быть очень сильно разветвленным.

Рис. 1. Плоские черви

Круглые черви также не имеют кровеносной системы. У кольчатых червей кровеносная система имеется: она замкнутая, то есть кровь движется только по сосудам и не изливается в полость тела. Кровеносная система состоит из спинного и брюшного сосудов, соединенных между собой кольцевыми сосудами (рис. 2).

От длинных сосудов отходят мелкие, которые многократно ветвятся. Самые мелкие кровеносные сосуды называют капиллярами, они оплетают густой сетью внутренние органы и кожу.

Рис. 2. Кольчатые черви

Кровь движется по спинному сосуду в направлении к головному концу, а по брюшному – к хвостовому. Движение происходит благодаря сокращению и расслаблению стенок спинного и кольцевых сосудов передней части тела.

У полихет (рис. 3), многощетинковых червей, кровь обогащается кислородом в жабрах. Олигохеты (рис. 4), малощетинковые черви, и пиявки (рис. 5) получают его через кожу. У многих пиявок кровеносная система вообще исчезает, а ее функции берет на себя видоизмененная полость тела.

Рис. 3. Полихета

Рис. 4. Олигохета

Рис. 5. Пиявки

Кровеносная система членистоногих, в отличие от кольчатых червей (Annelid), незамкнутая. Жидкость кровеносной системы членистоногих именуется гемолимфой. При сокращении сердца гемолимфа выталкивается в кровеносные сосуды, а из них в полость тела. Затем гемолимфа возвращается вновь в сердце по другим сосудам.

Рис. 6. Кровеносная система ракообразных

У ракообразных и мечехвостых она проходит через жабры, где обогащается кислородом (рис. 6). У некоторых ракообразных и паукообразных (рис. 7) гемолимфа содержит гемоцианин, у других ракообразных – гемоглобин.  

Рис. 7. Кровеносная система паукообразных

И гемоцианин, и гемоглобин – это дыхательные пигменты. Вещества способны сначала связывать кислород, а потом отдавать его. Кровь насекомых транспортом кислорода вообще не занимается, она разносит лишь питательные вещества.

Кровеносная система большинства моллюсков незамкнутая. Есть сердце – специальный орган обеспечивающий движении крови (рис. 8).

Рис. 8. Кровеносная система моллюсков

У всех хордовых, начиная с ланцетника, кровеносная система замкнутая. У ланцетника сердце отсутствует. Кровь движется благодаря сокращению стенок переднего отдела брюшного кровеносного сосуда (рис. 9).

Рис. 9. Кровеносная система ланцетника

У рыб система замкнутых кровеносных сосудов, по которым течет кровь, образует один круг кровообращения. Кровь по кровеносной системе движется благодаря сокращению мышечных стенок сердца и отчасти крупных кровеносных сосудов (рис. 10).

Сосуды, отводящие кровь от сердца, называются артериями, давление крови в них обычно высокое. Сосуды, несущие кровь в сердце, называются венами, давление крови в них обычно меньше, чем в артериях.

Рис. 10. Кровеносная система рыб

Сердце рыб двухкамерное, состоит из одного предсердия и одного желудочка. Оно расположено в передней части тела на брюшной стороне.

От желудочка сердца отходит крупный кровеносный сосуд – аорта, она разветвляется на артерии, по которым кровь течет к жабрам. В жабрах разветвление кровеносных сосудов заканчивается густой сетью мельчайших капилляров (рис. 11).

Рис. 11. Кровеносная система рыб ч. 2

Кровь в жаберных капиллярах обогащается кислородом. Богатая кислородом кровь течет, как правило, по артериям и называется артериальной кровью. Артерии разносят кровь по всему организму. В органах и тканях артериальная кровь отдает питательные вещества и кислород, насыщается углекислым газом. Насыщенная углекислым газом, бедная кислородом кровь обычно течет по венам и называется венозной. По венам такая кровь возвращается к сердцу и поступает в предсердие. Из предсердия сердца кровь проталкивается в желудочек, а из желудочка обратно в аорту (рис. 12).

Рис. 12. Кровеносная система рыб ч. 3

Земноводные осваивают наземный образ жизни, у них появляются легкие. В связи с этим происходит некоторое усложнение кровеносной системы. Сердце амфибий трехкамерное, оно состоит из двух предсердий и одного желудочка. Кругов кровообращения становится два, имеется большой и малый круг кровообращения (рис. 13).

Рис. 13. Кровеносная система амфибий

Большой круг связывается всеми внутренними органами, от которых кровь поступает в правое предсердие. Насыщенная углекислым газом кровь считается венозной.

Малый круг кровообращения связан с легкими, причем интересно, что в легкие поступает бедная кислородом и насыщенная углекислым газом кровь, а поступает она через легочные артерии, то есть это такой случай, когда по артериям формально течет венозная кровь.

В легких кровь обогащается кислородом и становится артериальной. От легких артериальная кровь поступает в левое предсердие по легочным венам, опять же, здесь формально по венам течет артериальная кровь. Сокращение предсердий выталкивает кровь в желудочек, где артериальная и венозная кровь частично смешиваются. Полному смешиванию препятствует специальные складки.

У пресмыкающихся в желудочке сердца имеется перегородка, которая не полностью разделяет его на две половины. Благодаря ей, а также ритму сокращений отдельных участков сердца, кровь, поступающая в желудочек, меньше смешивается. У крокодилов в желудочке сердца перегородка полностью разделяет его на две камеры, и сердце становится четырехкамерным (рис. 14).

Рис. 14. Кровеносная система пресмыкающихся

У птиц и млекопитающих сердце четырехкамерное, оно состоит из двух предсердий и двух желудочков. Кровь течет по двум кругам кровообращения, большому и малому. Артериальная и венозная кровь вообще не смешиваются (рис. 15). 

Рис. 15. Кровеносная система птиц

Кровеносные сосуды большого круга кровообращения начинаются от левого желудочка: по ним течет артериальная кровь ко всем органам. Затем она собирается в вены и впадает в правое предсердие.

Кровеносные сосуды малого круга кровообращения начинаются от правого желудочка и сообщается с легкими. В легких кровь обогащается кислородом и становится артериальной, затем она возвращается в левое предсердие.

Форменные элементы крови

Кровь – это жидкость, циркулирующая по кровеносной системе. Она приносит к клеткам кислород и питательные вещества, уносит от клеток продукты обмена. Состав крови у различных животных различен, кровь по составу неоднородна. Давайте рассмотрим состав крови на примере позвоночных животных.

Жидкая часть крови называется плазмой, плазма состоит из воды, растворенных в ней солей, питательных веществ и продуктов обмена. Кровеносная система осуществляет связь всех клеток организма, пищеварительной и дыхательной систем.

От клеток плазма уносит продукты обмена, дальше эти продукты обмена выводятся из организма при помощи выделительной системы. В плазме находится не связанные друг с другом клетки – форменные элементы крови. У позвоночных это лейкоциты, эритроциты (рис. 16), тромбоциты.

Рис. 16. Эритроциты

Лейкоциты – это бесцветные клетки, по форме напоминающие амеб. Многие из них выполняют защитную функцию, захватывая и переваривая посторонние частицы, попавшие в организм животного (рис. 17).

Рис. 17. Лейкоциты

Эритроциты содержат особое вещество – гемоглобин, способный легко присоединять, а затем отдавать кислород. В состав гемоглобина входит железо, присоединенное к сложной белковой молекуле. Именно эритроциты окрашивают кровь в красный цвет. Кроме лейкоцитов и эритроцитов, в крови находятся кровяные пластинки тромбоциты.

Тромбоциты (рис. 18) обеспечивают свертываемость крови. В случае повреждения кровеносных сосудов, при кровотечениях при участии тромбоцитов образуется тромб – специальная пробка, которая как бы затыкает рану.

Рис.18. Тромбоциты

У водных кольчатых червей и моллюсков кровь по солевому составу близка к морской воде. Гемоглобин, гемоцианин и другие дыхательные пигменты у них растворены в плазме крови, а не находятся в форменных элементах, как у позвоночных.

Форменные элементы крови у кольчатых червей, моллюсков и членистоногих другие, не такие, как у позвоночных. Кровь насекомых переносом кислорода вообще не занимается, а транспортирует только питательные вещества.

Для позвоночных можно условно можно выделить следующие функции крови:

  • транспортную (распространение углекислого газа, кислорода, продуктов обмена и питательных веществ);
  • регуляторную (поддержание постоянной температуры тела и распространение гормонов);
  • защитную (именно через кровеносную систему путешествуют лейкоциты, которые и уничтожают патогены).

Кровеносная система головоногих моллюсков

Для типа моллюсков в целом характерна незамкнутая кровеносная система. Однако существует класс Головоногие – единственный класс моллюсков с замкнутой кровеносной системой (рис. 19, 20).

Рис. 19. Брюхоногий моллюск

Рис. 20. Головоногий моллюск

У них есть целых три сердца, два сердца жаберные сердца. Гонят кровь по капиллярам жабр, затем главное сердце гонит кровь насыщенную кислородом по всем органам тела (рис. 21).

Рис. 21. Кровеносная система головоногого моллюска

Как и у других моллюсков, кровь у головоногих голубая. Голубая она за счет дыхательного пигмента гемоцианина. Гемоцианин способствует переносу кислорода, как и гемоглобин, содержащийся в крови позвоночных. По химическому строению гемоцианин похож на гемоглобин, однако имеет атом меди вместо атома железа.


Сердце земноводных

Традиционно считается, что сердце взрослых земноводных состоит из трех камер, двух предсердий и одного желудочка. Строго говоря, это не совсем так, к сердцу относится еще два отдела. У рыб, амфибий и некоторых рептилий они имеют вид отдельных камер, это венозный синус и артериальный конус.

Рис. 22 Сердце земноводного

Венозный синус – это тонкостенная камера, в которую впадают полые вены.

От мускулистого артериального конуса отходят артерии, в том числе и дуги аорты. Мышечные стенки венозного синуса и артериального конуса сокращаются, и в какой-то степени два этих отдела участвуют в перемещении крови.


Лабораторная работа

Попробуйте сравнить строение эритроцитов человека и лягушки. Для этого используйте школьный микроскоп и препараты крови человека и лягушки. Сначала под увеличением рассмотрите эритроциты человека, зарисуйте 3–4 эритроцита. Потом под тем же увеличением рассмотрите эритроциты лягушки и зарисуйте их в том же масштабе.

Определите, чьи эритроциты крупнее и на сколько. Сравните эритроциты человека и лягушки, что имеется в эритроцитах лягушки, чего нет в человеческих.


Знаете ли вы, что...

У рыб время свертывания крови составляет около полутора часов, однако оно может уменьшаться до всего одной минуты при попадании в ранку слизи с чешуи рыбы. У амфибий время свертывания составляет от 6 до 12 минут при оптимальной температуре. У рептилий – от 5минут до 3 часов.

Среди млекопитающих наибольшая скорость свертывания крови отмечается у грызунов: от 1–3 минуты, за 5–6 минут сворачивается кровь у овец, коз, собак и кошек. Минимальная среди млекопитающих скорость свертывания крови наблюдается у лошадей и людей: кровь сворачивается за 8–10 минут.

Эритроциты животу до 500 суток у черепахи, до 125 суток у человека и до 35 суток у курицы. Содержание гемоглобина в крови человека довольно изменчиво, для взрослых мужчин норма составляет от 130–170 г на литр крови, для взрослых женщин – 120–150. Концентрация гемоглобина в крови детей подвержена значительным изменениям и зависит от возраста.

 

Список литературы

1. Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные. 7 класс. – М.: Дрофа, 2011.

2. Сонин Н.И., Захаров В.Б. Биология. Многообразие живых организмов. Животные. 8 класс. – М.: Дрофа, 2009.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Общая характеристика кровеносной системы (Источник)

2. Кровеносная система (Источник)

3. Сосудистые системы животных (Источник)

4. Кровеносная система рыб (Источник)

5. Движение крови у амфибий (Источник)

6. Кровеносная система рептилий (Источник)

7. Сердце пресмыкающегося (Источник)

8. Кровеносная система птицы (Источник)

9. Кровеносная система млекопитающих (Источник)

10. Кровеносная и лимфатическая система человека (Источник)

 

Домашнее задание

1. Какие функции выполняет кровеносная система у животных? Из каких частей состоит кровеносная (сердечно-сосудистая) система животных?

2. Опишите эволюцию кровеносной системы у беспозвоночных и позвоночных животных.

3. Когда и почему у животных возникла кровеносная система?

4. Какие типы кровеносных систем вам известны? Для каких животных они характерны?

5. Обсудите с друзьями и близкими значение кровеносной системы в жизнедеятельности живых организмов. Какие типы кровеносных систем характерны для животных вашего региона?