Какие функции выполняет кровеносная система насекомых: Кровеносная система насекомых | справочник Пестициды.ru

Кровеносная система насекомых | справочник Пестициды.ru

Строение кровеносной системы

У насекомых кровеносная система имеет существенные отличия по строению от аналогичной системы органов других животных, стоящих на более высоких ступенях эволюционной лестницы. Самое главное из них заключается в том, что она незамкнутая, то есть, гемолимфа циркулирует не по закрытой сети артерий, вен и капилляров, а заполняет внутреннюю полость тела, изливается между органами и лишь частично проходит через сосуды.^[1]

Главным структурным образованием кровеносной системы является спинной сосуд – крупная мышечная трубка, которая находится ближе к дорсальной части тела, в перикардиальном синусе.^[1] Перикардиальный синус – это часть полости тела, отделенная от ниже лежащих органов спинной (верхней) мышечной диафрагмой. Помимо сосуда, в ней располагаются элементы жирового тела.^[3] Спинной сосуд фиксирован к спинным склеритам при помощи коротких тяжей.

^[1]

Сердце насекомого, схема, поперечный срез тела

1 – тергит, 2 – сердце, 3 – верхняя диафрагма,

4 – клетки жирового тела, 5 – перикардиальные клетки

Использовано изображение:^[4]

В спинном сосуде выделяют две части:

Сердце обычно проходит через все брюшко. Вокруг него могут находиться так называемые перикардиальные клетки, которые обладают способностью улавливать и накапливать в себе вещества, поступившие извне, например, хлорофилл, гемоглобин и др.

[1]

Сердце достаточно длинное и состоит из нескольких камер, которые у живого насекомого пульсируют и прогоняют через себя кровь. Каждому сегменту тела, на протяжении которых расположен орган, обычно соответствует одна камера. «Своей» камеры, как правило, нет только у первого брюшного сегмента, так как в этом месте располагается переход в аорту. В аорте камер нет, она представлена простым трубчатым образованием.

[3]

В каждой из камер сердца имеется пара отверстий, называемых устьицами, или остиями. Через них в сердце попадает кровь, и они же (вернее, из загнутые мембранозные края) могут выполнять функцию ограничителей, не дающих крови уходить в «неправильном» направлении. В этом смысле их можно сравнить с клапанами сердца млекопитающих, также обеспечивающими ток крови в определенном направлении.^[1]^[2]

Передняя часть сердца не замкнута, а задний конец слепо оканчивается. Непосредственно под этим органом, частично образуя его нижнюю стенку, находятся парные пучки мышц треугольной формы. Их называют крыловидными мышцами, они связаны с нижней стенкой сердца и входят в состав верхней мышечной диафрагмы тела насекомых.

[1]

Аорта расположена кпереди от сердца, она обычно имеет меньший диаметр и располагается в грудном отделе тела, начинаясь в первом брюшном сегменте и продолжаясь по направлению к голове. У большинства насекомых она более или менее прямая, но, к примеру, у Пчел образует 18 плотно сложенных петель.^[3]

Утолщения оснований усиков богомола – место расположения пульсирующих органов

Использовано изображение:^[6]

Кровообращение

Через остии (устьица) кровь всасывается в камеры сердца. Это возможно благодаря пульсации самих камер и сокращению мышц диафрагм (как верхней, так и нижней). Во время пульсации происходит перемещение потока гемолимфы в направлении сзади наперед (еще одно отличие от высших животных, у которых кровь движется по телу преимущественно спереди назад).^[1]^[2]

Момент, когда камеры сердца находятся в расслабленном состоянии, называется диастолой, а их сокращение носит название систолы.

Во время диастолы кровь входит в камеры, в систолу из них выталкивается. Внутри спинного сосуда создается положительное давление, которое раскрывает передние клапаны сердца, закрывает задние и продвигает кровь в нужном направлении.^[1]

Аорта проводит гемолимфу по направлению к голове; там сосуд заканчивается, и гемолимфа свободно изливается в полость головы. Затем она снова переходит в полость тела, распространяясь между органами в направлении к заднему концу тела. После гемолимфа снова всасывается устьицами и возвращается в сердце.

[1]

В придатки тела – усики, ноги, крылья и т.д. – кровь проходит с трудом. Для того, чтобы облегчить этот процесс, в организме насекомых появилось новообразование – дополнительные (местные) пульсирующие органы. Это как бы «мини-сердца», расположенные у основания того или иного придатка и при помощи мышечных волокон перекачивающие гемолимфу. Например, у многих Прямокрылых у основания усиков имеются утолщения: как раз в них и расположены местные пульсирующие органы, выглядящие в виде ампул. (фото) В других случаях эти структуры могут быть представлены мембранозными образованиями большой протяженности.

[1]

Функции кровеносной системы насекомых

В организме животных главной функцией кровеносной системы является доставка к органам кислорода, который переносят клетки крови. У большинства насекомых гемолимфа не выполняет дыхательной функции, так как кислород непосредственно доставляется к тканям через трахеи. Однако, благодаря движению крови, становится возможным:

Доставлять клеткам питательные вещества. Простые молекулы питательных веществ, образующиеся в кишечнике при расщеплении пищевых частиц, усваиваются и переходят в кровь, с которой, благодаря работе сердца, разносятся по всему телу и поступают в ткани.^[3]
Освобождать организм от растворимых продуктов обмена веществ, в первую очередь, продуктов азотистого обмена. Из движущейся гемолимфы мочевая кислота и другие образования эффективнее фильтруются мальпигиевыми сосудами.
Осуществлять защитную функцию. При ранениях дефекты покровов «затыкаются» пробками из клеток гемолимфы-гемоцитов. Это было бы невозможно, если бы жидкость в теле насекомого находилась без движения.^[3]
беспечивать работу иммунитета. Перемещение по телу гемоцитов, отвечающих за иммунную защиту, дает возможность реагировать на возникшие угрозы в виде заражения бактериями или проникновения в организм паразитов.^[3]

Личинки комара Culex

Использовано изображение:^[5]

Особенности кровеносной системы насекомых

У некоторых насекомых (например, у личинки комара Culex (фото) существуют дополнительные «фрагменты» кровеносного русла: кровяные жабры. Это выступы тела в виде лепестков, заполненные гемолимфой. У указанного насекомого они находятся на стенках задней кишки и снаружи не видны. Раньше считалось, что они, подобно трахейным жабрам, путем диффузии получают кислород, который с кровью разносится к тканям. Оказалось, что это не так. Кровяные жабры, во-первых, всасывают воду, а во-вторых, они способны усваивать из окружающей среды ионы NaCl. Таким образом, их функция – в поддержании водно-электролитного обмена в организме водных насекомых.

[3]

В животном мире существует правило: чем меньше размер живого существа, тем чаще у него происходят сердечные сокращения. Среди насекомых это правило часто нарушается. Число сердечных сокращений у них может быть различным и в большой степени зависит от действия внешней среды, вида, «возраста» и, конечно же, физиологического состояния особи. В среднем, оно может колебаться от 15-30 до 150 ударов в минуту. Для сравнения, сердце человека бьется с частотой 60-80 в минуту.

[1]^[2]

Близкие статьи

Ссылки

Раздел: Строение насекомых

Тема: Внутреннее строение насекомых

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

Бондаренко Н.В., Поспелов С.М., Персов М.П. — Общая и сельскохозяйственная энтомология. — М.: Колос, 1983.-416 с.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил.

Изображения (переработаны):

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил. Иллюстрации из книги. ©

5.6. Свернуть Список всех источников

47. Строение и функции кровеносной системы насекомых.

Все пространство между стенкой тела и отдельными органами представляет собой полость тела насекомого. Она заполнена кровью. Ток крови обеспечивается работой сердца. Оно лежит в брюшке, на спинной стороне и прикрепляется к стенке тела тяжами.

Сердце представлено длинной трубкой, состоящей из ряда камер. На заднем конце трубка обычно замкнута. С боков каждая камера имеет пару боковых отверстий с клапанами (остиями),впереди сердце переходит в аорту, которая не имеет отверстий ине замкнута в голове. От боковых сторон сердца к стенке тела отходят пучки крыловидных мышц, приводящих в движение камеры сердца.

Камеры сокращаются последовательно, перегоняя кровь вперед к головному концу, где она через аорту изливается в полость головы, а оттуда — в полость тела. Отсюда кровяной поток с помощью спинной и брюшной диафрагм поступает в околосердечную полость, откуда кровь втягивается в сердце через специальные отверстия — остии (см. рис. 4 и 7). Таким образом, циркуляция крови обеспечивается за счет движения вперед по спинному сосуду и назад в полости тела.

В такой незамкнутой кровеносной системе движение крови слабое.

Кровь насекомых, или гемолимфа, состоит из жидкой плазмы и клеточных элементов — гемоцитов. В плазме растворено множество органических и неорганических веществ, включая органические соли, питательные вещества, мочевую кислоту, ферменты, гормоны, пигменты. Содержание воды в крови колеблется от 75 до 90 %.

Гемоциты —это амёбовидные клетки, свободно плавающие в плазме. Они различны по величине, форме и функциям. Молодые делящиеся клетки — пролейкоциты; клетки, способные заглатывать твердые тела и бактерии, — фагоциты; клетки, связывающие посторонние вещества и мочевую кислоту, — нефроциты; клетки, разносящие питательные вещества к тканям и органам, — макро- и микронуклеоциты и эозинофилы; клетки, расположенные посегментарно вблизи линочных желез подобно виноградным кистям, — эноциты. Состав гемоцитов меняется в зависимости от вида, фазы развития и состояния насекомого, поэтому анализ клеточных включений крови используют для оценки состоянии насекомых.

Кровь насекомых обеспечивает следующие функции.

1.Транспорт питательных веществ, гормонов и отработанных продуктов к органам выделения.

2. Дыхание — некоторым клеткам насекомых не подходят трахеолы и они получают кислород из крови. Кроме того, кровь выполняет вспомогательную ролъ в удалении диоксида углерода,основная часть которой диффундирует чере-з ткани и выходит через кутикулу.

3. Защитные функции — гемоциты освобождают организм от некоторых бактерий и паразитов. У некоторых видов кровь ядовита и может выделяться наружу через специальные отверстия для защиты от врагов. У жуков шпанской мушки выделяется яд кантаридин со специфическим запахом, действующий на кожу человека (высушенные шпанские мушки используются в медицине для приготовления нары вных пластырей и изготовления препарата, действующего на мочеполовую систему). Кровь у них ярко-желтая, выделяется через особые отверстия на ногах. Выделяют кровь тлевые коровки, прыгающие прямокрылые, личинки пилильщиков выбрызгивают зеленую кровь из отверстий по бокам тела.

4. Метаболизм — в процессе циркуляции крови вещества, содержащиеся в ней, подвергаются химическому превращению.

5. Гидравлическая функция — весь объем крови, заключенный внутри тела насекомого, образует замкнутую гидравлическую систему, способную передавать давление с одной части тела на другую. Давление крови регулируется сокращением мышц груди или брюшка. Попеременное снижение и повышение давления крови, происходящее при мышечных движениях, вызывают опорожнение и наполнение трахейных воздушных мешков карманов. Давление крови лежит в основе таких процессов, как растягивание покровов и расправление крыльев после линь ки, разрыв оболочки яйца перед выходом личинки, развертыва ние хоботка и т.п.

Общая характеристика Типа Членистоногие — урок. Биология, Животные (7 класс).

Тип Членистоногие — самая большая группа животных, населяющих нашу планету (более \(1\) млн видов). Они встречаются повсеместно (в наземно-воздушной среде, во всех морях и океанах, в пресных водоёмах).

Внешнее строение, покровы

Членистоногие — двусторонне-симметричные животные.

Они имеют сегментированное тело и членистые конечности (с чем и связано название «членистоногие»). Такие конечности ещё называют конечностями рычажного типа.

Наружный покров членистоногих пропитан особым органическим веществом — хитином. Он защищает тело и выполняет функцию наружного скелета (панциря): изнутри к нему прикрепляются мышцы.

Хитиновый покров слаборастяжим и мешает росту животного. Поэтому членистоногие время от времени линяют.

В теле большинства членистоногих можно различить три отдела:

голова, на которой находятся основные органы чувств, необходимые для ориентировки в пространстве (глаза, усики), а также роговые органы.
Грудь, на которой расположены ноги, а у насекомых и крылья, выполняет функцию передвижения.
Третий (задний) отдел тела — брюшко — взял на себя функцию пищеварения и размножения.

У Паукообразных и Десятиногих раков голова и грудь срослись и образовали головогрудь.

У Клещей между отделами тела нет границ.

Полость тела членистоногих смешанная: она образуется на ранних стадиях развития при слиянии первичной и вторичной полостей.

Внутреннее строение

У членистоногих имеются пищеварительная, кровеносная, дыхательная, выделительная, нервная и половая системы органов.

Пищеварительная система

Пищеварительная система у членистоногих состоит из переднего отдела (рот, глотка, пищевод, желудок), среднего и заднего отделов кишечника, заканчивающегося анальным отверстием.

В средний отдел кишечника у Паукообразных и Насекомых впадают протоки печени или особых трубчатых придатков — мальпигиевых сосудов.

Выделительная система

Органы выделительной системы членистоногих различны:

у речного рака (Класс Ракообразные) — это пара почек (зелёные железы), протоки которых открываются у основания усиков.

У паука крестовика (Класс Паукообразные) — почки и выделительные трубочки.

У майского жука (Класс Насекомые) — только выделительные трубочки (мальпигиевые сосуды).

Дыхательная система

У водных Членистоногих (Ракообразных) органами дыхания являются жабры.

У Пауков лёгочные мешки и трахеи, сообщающиеся с внешней средой через дыхательные отверстия.

У Насекомых органами дыхания являются тончайшие дыхательные трубочки — трахеи.

Кровеносная система

Кислород от органов дыхания ко всем органам доставляется кровеносной системой. Кровеносная система незамкнутая и состоит из лежащего на спинной стороне тела сердца и отходящих от него кровеносных сосудов. Сердце трубчатое, состоящее из нескольких камер.

Нервная система и органы чувств

Нервная система членистоногих сходна с нервной системой кольчатых червей — узлового типа (окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки).

Членистоногие ориентируются в пространстве с помощью хорошо развитых органов чувств.

Органами обоняния и осязания у членистоногих служат усики и многочисленные волоски на поверхности тела.

Глаза, как правило, сложные (фасеточные), образованные большим числом простых глазков.

Зрение членистоногих называют мозаичным: изображение предмета складывается из отдельных изображений, воспринимаемых простыми глазками.

У некоторых членистоногих хороший слух. Они воспринимают звуковые сигналы тонкими слуховыми волосками, расположенными на поверхности тела и конечностях.

Для членистоногих характерно сложное поведение, основанное на инстинктивных действиях.

Инстинкт — это сложная цепь наследственно закреплённых (врождённых) рефлексов — ответов на воздействия внешней среды.

Большинство членистоногих — раздельнополые животные.

Из отложенных самками оплодотворённых яиц развиваются личинки, которые растут, развиваются и превращаются во взрослых особей. Некоторые членистоногие, например, пауки, развиваются без стадии личинки.

Происхождение

Многие признаки членистоногих, например, членистость тела, брюшная нервная цепочка, наличие кровеносной системы, указывают на их родство с кольчатыми червями, происхождение от общих предков — примитивных древних малосегментных червей. Вместе с тем членистоногие значительно выше по организации, чем кольчатые черви. В процессе длительного исторического развития у них за счёт слияния члеников образовались отделы тела, развились членистые конечности, хитиновый покров, различные органы дыхания, произошло усложнение нервной системы и органов чувств.

Эти и другие признаки способствовали их процветанию на Земле. Первоначально Членистоногие были водными животными, которые дали начало всему разнообразию современных групп членистоногих: ракообразных, паукообразных и насекомых.

Источники:

Биология. Животные. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Латюшин, В. А. Шапкин. — М.: Дрофа.

Никишов А. И., Шарова И. Х. Биология. Животные. 7 класс. — М.: Владос.

Константинов В. М., Бабенко В. Г., Кучменко B. C. / Под ред. Константинова В. М. Биология. 7 класс. — Издательский центр ВЕНТАНА-ГРАФ.

Иллюстрации:

http://school-collection.edu.ru

http://biouroki.ru/material/animals/zhuk.html

http://bigslide.ru/biologiya/14514-tip-chlenistonogie.html

Почему кровеносная система насекомых не выполняет функцию транспорта газов?

ОТВЕТ:Потому что их дыхательные органы — мельчайшие разветвленные трубочки- трахеи доставляют кислород непосредственно к клеткам, и из клеток в трахеи поступает и удаляется углекислый газ.

Яйцеклетка кролика в 3000 раз меньше яйцеклетки лягушки, содержит мало питательных веществ. Почему зародыш кролика не погибает от недостатка питательных веществ?

ОТВЕТ:Зародыш кролика развивается в матке и снабжается питательными веществами из крови матери.

Почему в средней полосе России весной насекомоядные птицы прилетают значительно позже, чем растительноядные?

ОТВЕТ:Насекомоядные птицы не могут обеспечить себя и птенцов пищей из-за отсутствия насекомых.

В чем проявляется приспособленность птиц к неблагоприятным условиям зимы в средней полосе России?

ОТВЕТ:У птиц появляется густой перьевой покров, запасается жир, некоторые запасают корм или переходят к другим видам корма, некоторые мигрируют, совершают перелеты, кочуют.

Какие приспособления к сезонным изменениям среды имеют млекопитающие?

ОТВЕТ:Впадают в спячку (медведи, бурундуки), мигрируют на другие территории (киты, сайгаки), запасают корма и накапливают жир, линяют и обрастают густым мехом.

В чем проявляется усложнение строения кровеносной системы у земноводных по сравнению с рыбами?

ОТВЕТ:Сердце становится трехкамерным, формируются два круга кровообращения. По малому кругу кровь из желудочка поступает в легкие, насыщается кислородом и поступает в левое предсердие. По большому кругу кровь из желудочка направляется к органам тела, а оттуда в правое предсердие. Организм получает смешанную кровь.

Почему с наступлением жаркого и сухого периода в пустыне черепахи впадают в спячку и в таком состоянии переносят неблагоприятные условия.

ОТВЕТ: В состоянии покоя (анабиоза) обмен веществ замедляется, резко сокращается потребность в пище и воде, которых недостаточно в жаркий и сухой период.

Какие особенности строения сформировались у хордовых животных в процессе эволюции?

ОТВЕТ: Появился внутренний осевой скелет – хорда или позвоночник, нервная система в виде трубки расположилась на спинной стороне тела, появились жаберные щели в пищеварительной трубке

Поясните, почему дождевые черви избегают переувлажненных участков почвы и выползают на ее поверхность.

ОТВЕТ:Дождевые черви дышат всей поверхностью тела, а переувлажненных участках в почве мало кислорода.

Многие птицы в период размножения живут парами, а зимой образуют стаи. Объясните, с чем связано временное объединение птиц в стаи.

ОТВЕТ:Многие формы поведения у птиц обусловлены инстинктами – сохраненными естественным отбором комплексами безусловных рефлексов. Весной у птиц начинает проявляться инстинкт размножения, поэтому они образуют пары. Зимой образуют стаи тоже на основе инстинкта, который помогает легче находить пищу, защищаться от врагов и т д.

Какие признаки характерны для моллюсков?

ОТВЕТ:Тело мягкое, не сегментировано, у большинства есть раковины, имеют мантию и мантийную полость, кровеносная система незамкнутая.

В чем заключается сходство плоских, круглых и кольчатых червей.

ОТВЕТ: Наличие кожно-мускульного мешка, пищеварительной, выделительной, нервной, половой систем, в теле выделяется головная часть, размножение с помощью яиц.

Раздел «Человек»

Почему пищу надо тщательно пережевывать?

ОТВЕТ: Чем мельче частички пищи, тем больше площадь действия пищеварительных ферментов и тем быстрее переваривается пища.

В чем проявляется вредное влияние наркотиков на потомство человека?

ОТВЕТ:Они вызывают мутации ( генные или хромосомные) у потомства.

Почему опасно повышение температуры свыше 40 градусов?

ОТВЕТ:Происходит денатурация белков крови, их свертывание.

Какова причина рождения детей с синдромом Дауна?

ОТВЕТ:Геномная мутация – появление лишней хромосомы в 21-ой паре из-за нерасхождения в мейозе.

В чем проявляется вредное влияние мутагенов на организм человека?

ОТВЕТ:В проявлении различных мутаций, значительная часть которых вызывает наследственные болезни или летальны (смертельны).

Какой иммунитет вырабатывается при введении вакцины?

ОТВЕТ:Искусственный активный, так как организм сам вырабатывает антитела.

Почему новорожденные меньше болеют, если сразу же после рождения получили молоко матери?

ОТВЕТ:В крови матери содержатся защитные белки – антитела.

Что такое малокровие (анемия)?

ОТВЕТ:Заболевание из-за низкого содержания гемоглобина в эритроцитах крови. Характеризуется слабостью, бледностью кожи.

Почему некоторыми болезнями человек болеет повторно?

ОТВЕТ: Антитела против этих болезней со временем разрушаются.

Для чего измеряют пульс у человека?

ОТВЕТ:Чтобы определить частоту и силу сокращения сердца в минуту.

Почему для удаления присосавшегося к телу человека клеща, его надо смазать маслянистой жидкостью?

ОТВЕТ:Эта жидкость закрывает отверстии трахей, клещи погибают от недостатка кислорода и его потом легко можно удалить.

Ответы | § 22. Внутреннее строение майского жука — Биология, 8 класс

1. Как устроены пищеварительная и дыхательная система насекомых?

Майский жук с помощью челюстей отрывает небольшие кусочки растительности, измельчает и проглатывает. Пища попадает в пищевод, а затем в желудок. Пища дополнительно измельчается и перетирается в желудке хитиновыми зубцами. В кишечнике происходит окончательное переваривание еды. Через анальное отверстие выводится непереваренная пища.

Дыхательная система начинается дыхальцами, от которых отходят трахеи — сеть разветвлённых трубочек. По трахеям воздух подходит к органам и тканям насекомого.

2. Почему кровеносная система насекомого не участвует в транспорте газов по организму?

Кровеносная система незамкнутая, кровь движется как по сосудам, так и в полости тела, передавая внутренним органам питательные вещества, а функцию газообмена выполняют трахеи, поэтому кровеносная система не участвует в газообмене.

3.

Что такое инстинкт? Приведите примеры инстинктивного поведения насекомых

Инстинкт — цепочка последовательных действий (рефлексов). Рефлекс — это двигательная реакция относительно раздражителя.

Для насекомых различают защитные, оборонительные инстинкты, инстинкт сохранения вида. Насекомые могут замирать, выделять пахучие и опасные вещества при виде опасности; вести поиски партнёра для продолжения рода, заботиться о потомстве.

4.

Самый большой жук — дровосек-титан. Его длина достигает 22 см. Какие особенности строения мешают насекомым достигать ещё больших размеров?

Размер насекомых зависит от насыщенности кислородом воздуха, т.к. дыхание происходит в пассивном режиме. Ещё большего размера насекомым мешает достичь окружающая среда: хищникам, которые питаются насекомыми, гораздо сложнее поймать маленькую добычу. Однако основная особенность заключается в том, что насекомые имеют хитиновый экзоскелет, который удерживает их тело и ограничивает их размер.

Биолого-почвенный факультет

Иногда на экзаменах и зачетах от студентов такое услышишь! Хоть плачь, хоть смейся! Посмейтесь и вы с нами.

Приспособленность откладывается в ДНК.
Непостоянный образ жизни под водой.
Жабрами выделяется кислород от воды.
У термитов симбионты находятся в голове.
С помощью партеногенеза популяция может возрасти в два раза.
Истинное живорождение у це-це — появляются сразу маленькие мушки.
Мухи могут обволакивать хоботком пищевую частичку.
Совместные особи одного вида.
Метанефридии — это органы чувств.
Симметрические животные.
У насекомых ярко выраженная грудь.
Растительные дендриты (имелся в виду детрит).
Представитель ракушковых — рак-отшельник.
У моллюсков голова состоит из глаз и щупалец.
Животноядные, растительноядство.
Переноситель заболевания — муха це-це.
Синхронное выращивание зародышей.
Геккель осуществил стадию эмбрионального развития.
Амбулаторные ножки (у иглокожих).
Морские линии (вместо морских лилий).
Если рака напугать, у него начинается обратный ход!
Простейшие — организмы на клеточном уровне цивилизации.
Мужские половые признаки — это гонады.
Приводит к экологическому значению.
Закон большого потомства (имелся в виду закон большого числа яиц у паразитов).
Два разных пути вылупления потомства.
Ковсянка, дуплопода (загадочные организмы, относящиеся к многоножкам).
У многоножек по бокам тела располагаются конечности — мандибулы.
У многоножек тело членистоногое.
Морские моллюски питаются планктоном.
Улитки ведут неподвижный образ жизни.
У улиток щупальца захватывают пищу.
У ходильной ноги моллюсков имеется ганглия.
У моллюсков имеются голова, туловище и ноги.
Околосердечная сумка с полостью гонад.
Конъюгация — это обмен частей.
У сосальщиков происходит выпячивание из тела в половую клоаку, получается оплодотворение.
Вторичная полость заполнена целомом.
Почечные железы.
На голове многоножек появляются дифференцированные органы чувств — уши и глаза.
У многоножек самки откладывают яйца в воду.
У паразитических нематод полое тело.
У членистоногих плотный наружный хелицеровый покров.
Развитие с неполным превращением: яйцо — насекомое — взрослое насекомое.
Эндокринная система у пауков — слюнные железы.
Ротовой аппарат глотательный.
Педогенез — это размножение не доходя до взрослой стадии.
Каждая кишка выполняет определенную функцию.
Были замечены в изучении насекомых Ковалевский и Мечников.
У скорпионов на брюшке имеются гребные придатки.
У пиявок яйца вылупляются в коконы.
Совокупительный орган высовывается над поверхностью тела.
У пиявок по бокам тела имеются кармашки.
Турбеллярии покрыты ресничками на протяжении всей жизни.
Трихоплакс заглатывает пищу всей поверхностью тела.
При возникновении многоклеточных шаровидный организм сам в себя впячивался.
Околоротовое отверстие.
Раздельнополные организмы.
Мочевой пузырек.
У ракообразных нервная система брюшного типа.
У моллюсков нервная система разбросана по клеткам.
Размножение перекрестным путем.
У двустворчатых моллюсков рот, торчащий из мантийной прослойки.
Печень у моллюсков, как правило, одна.
О методе индуцированной стерильности: «Стерильные самцы конкурируют с нормальными и подавляют их развитие».
О химическом методе защиты растений: «Отравленный метод».
Для уничтожения непарного шелкопряда применяется тутовый шелкопряд.
У личинок мух головная капсула редуцирована, поэтому они питаться не могут.
Лабилярные железы.
Кокопряд (о коконопряде).
Гермафродизм.
Трихофора.
Аттрактанты и репеллянты.
Химикизация сельского хозяйства.
В организме могут находиться остаточные последствия пестицидов.
Использование ювенильного гормона приводит к тому, что личинка застревает в определенном возрасте.
Трихограмма обладает полифагическими свойствами.
Пищевые аттрактанты — бродячие вещества.
Эволюция ротовых аппаратов усложнялась.
Смена пищевых фрагментов.
Откуда происходит платяная моль ? Из шкафа…
Плоские черви являются гермафродитами и состоят из парных половых желез.
У паука на брюшке ножки в виде маленьких паутинных желез.
Численность съедобных моллюсков истребляется.
Тридакна — моллюск огромных размеров, если катер на нее наткнется — может утонуть.
Органы движения многоножек — параподии.
Хитин — это сложное соединение протеидов и липоидов.
К многоножкам относятся пауроподы, семиподы, губоногие и… пиявки.
Группы пиявок: диплоподии и параподии.
Гидры питаются гребневиками.
У паука нервная система состоит из головного мозга и нервов.
Комар, напившись крови человека, начинает половой процесс.
У пиявок анальное отверстие не выражено.
У дождевых червей имеются семейные мешки.
Малощетинковые черви с редуцированными пальцами.
Ходные ножки (у рака).
У пиявки хоботок высовывается изо рта и нападает на добычу.
Пиявки присасываются к зараженным местам и лечат их.
Пищеварительная система состоит из кишечного канала, передней и задней кишки.
Органы осязания и обаяния.
У некоторых ракообразных грудь и брюшко неотличимы.
У кольчатых червей хорошо замкнутая кровеносная система.
Из половых клеток выходят женские и мужские живчики.
Беззубки более-менее раздельнополы.
У двустворчатых моллюсков строение тела продольно сплющенное, на переднем конце тела существует рот, на заднем — порошица, а между ними — нога.
Характеристика органов выделения: через все тело.
Протонефридии зародились от нефридиев.
Ресничные черви взрыхляют почву и поедают растительный опад.
Спинными придатками насекомых являются крылья и три пары ног.
Губки питаются пропуская через себя воду с растворенными в ней моллюсками.
У моллюсков нервная система хорошо разбросанного типа.
Гаструла — это плавающий желудок.
Между инфузориями во время коньюгации возникает спазматический мостик.
Кутикула кивсяков содержит углекислый газ.
Характеристика брюхоногих моллюсков: голова несет рот и пару глаз, раковина состоит из одного куска.
У кого развиты протонефридии ? Если не ошибаюсь, у свиньи…
Клеточная теория Шванна сильно повлияла на почвенную зоологию, но до этого был Кювье.
Большое значение в становлении почвенной зоологии сыграли Мечников и Ключковский.
Наличие крыльев выводит насекомых из среды других членистоногих.
Три последних сегмента снабжены конечностями, которые приспособлены для захватывания и переваривания пищи.
Песочная почва.
Кто такие сапрофаги ? — Простейшие…
Почвенные позвоночные своими экскрементами и мочой способствуют засолению почвы.
В течение своей жизни тело амебы разжижается.
Раковина моллюска состоит из устья, которое высовывает голову наружу.
Какая полость тела у дождевого червя ? — Вытянутая…
За что отвечают хлоропласты у эвглен ? — За цвет !
Тельсон это удивительная часть тела скорпиона, которая способна выбрызгивать ядовитые железы.
Членики ног гомоподобны между собой.
У пауков желудок сосательного типа.
У насекомых с неполным превращением новорожденный не очень отличается от взрослой особи.
Муравьи живут в ямках.
Паутинные бородавки выделяют ядовитую жидкость.
Паук-крестовик питается листьями и хвоей.
У насекомых бывает прогностическая голова.
Челюсти связаны с мандибулами.
У личинок жужелиц 3 пары ног и нет брюшка.
Насекомые питаются кислородом, растворенным в воздухе.
Цикады осуществляют внутреннее пропиливание растений, для чего у них есть пилильный аппарат.
Осы-паразитаторы.
Паразитизм убивает свою жертву не сразу.
В растениях содержатся глюкозиды и терпиды.
Скрывание от преследователей.
Кукольная камера.

«О, сколько нам открытий чудных» дают ответы на каверзные вопросы в контрольных и тестах. Своей коллекцией студенческих перлов, собранной за несколько лет, делится заведующий кафедрой ботаники А.В. Лиштва.

БОТАНИКА

— Семена, которые не взошли, будут расти медленнее и, следовательно, урожай не будет успевать к быстрому росту. И в итоге получится урожай не таким хорошим, как при посеве всхожих семян.
— Плоды кукурузы образуются только в початке, т.к. в нем больше полезных веществ, чем в метелке. Початок не полный, т.к. часть зерен сверху поедают насекомые и животные, живущие в поле, а еще из-за погодных условий — просто не успевают созреть до конца.
— Метелка является плодоносной, в ней образуется плод. Початок неполный — при ударе о другие растения выдувает зёрна.
— Недостающие зёрна в початке кукурузы — способ размножения.
— Плод кукурузы в початке, потому, что лучше происходит созревание, т.к. они защищены от избытка солнечных лучей.
— Грибы — это растения, кровеносная система незамкнутая, температура тела непостоянная.

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ

— Звуковой сигнал имеет большое значение, им дышат.
— Сердце и печень человека состоит из мелких красных кровенистых тельцов.
— У человека мозг много думает из-за извилин в коре мозга.
— Ответ на вопрос о вероятности рождения больного ребенка: вероятность рождения ребёнка, хоть небольшая, но всегда есть!
— Зигота, бластула и гаструла были простейшими организмами.
— Особенности строения сустава делают прочной нервную систему.
— В естественных условиях особь может выбирать себе подходящую пару, чаще всего одного рода с собой, но в искусственных условиях она лишена выбора , из-за потребности в оставлении потомства она может скреститься с близкородственной особью.

ЭКОЛОГИЯ

— Если водоем занимает не так большую территорию, а у водорослей большие корни, то они потихоньку начинают распускать свои корни и тем самым происходит естественное зарастание водоёмов.
— Беззубки являются автотрофами.
— В водоемах обитает много водорослей и прочих других пресноводных животных.
— Мышь — млекопитающееся животное, может существовать в паре со своим хозяином, неприхотлива в еде, образ жизни суточный.
— В озере обитает много водорослей и других пресноводных животных.

ЭВОЛЮЦИЯ

— Взять того же зайчика, если бы он был беспозвоночным животным, то ползал бы как обыкновенный червяк. А так за счет позвоночника он прыгает и защищается от постоянной слежки от других животных, например, от лисицы.
— Особи возникли в результате скрещивания нескольких видов.
— Людей разных рас относят к одному виду, потому что они относятся к млекопитающемуся роду.
— Нельзя относить людей других рас к какому-то иному виду, также как нельзя отнести домашних кошек или домашних собак к разным видам.
— Особи возникли в результате скрещивания нескольких видов.

ЗООЛОГИЯ

— Рыба внутренне состоит из мелких костей. А земноводные — тюлени, морские котики, они гладкие.
— Головка рыб и земноводных очень схожа. У рыб имеется головка и хвостик, у некоторых земноводных лапы, чешуя.
— Полости тела у кольчатых червей имеется, она заменяет им конечности, потому что у червей нет конечностей.
— У кольчатых червей есть полость тела — это кишечная полость.

ГЕНЕТИКА
— Осёл — это гибридное животное, а его скрестили, когда его получали, то хромосомы ушли (часть), чтобы его скрестить и получить гибридное животное.
-Гибриды не будут иметь потомства, т.к. хромосомы при скрещивании расщепляются.
— Гибриды не будут иметь потомства, т.к. хромосомы отсыхают.
— Генеративные изменения связаны с изменением формы, цвета, размера генеративных органов.
— Та как осел — это гибридное животное, а его скрестили, когда его получали, то хромосомы ушли (часть), чтобы его скрестить и получить гибридное животное.
— Генеративные мутации передаются так, если родные брат и сестра или двоюродные брат и сестра вступают в сексуальный контакт, то их дети, как правило, рождаются уродами. Также во время беременности нельзя вступать в близкие отношения с мужчинами, это может навредить ещё не родившемуся ребёнку. Соматические мутации проявляются тогда, когда на человеке проводятся опыты, связанные с мутационной изменчивостью. После этого опыта у испытуемого развиваются способности мутанта.
— Генеративные изменения связаны с изменением формы, цвета, размера генеративных органов.
— Мутационная и комбинативная изменчивость — это в ней заключается сходство молекул.
— При близкородственных видах в естественных условиях представители не скрещиваются, т.к. у них может родиться ребенок с какими-либо отклонениями или с умственной отсталостью. Это связано с генотипом родителей. А при искусственном содержании они могут дать здоровое потомство, т.к. там не участвуют половые клетки.

Тест по теме «Моллюски и членистоногие»

ТЕСТ по теме «Моллюски и членистоногие» Вариант 1

Часть А (выберите один правильный ответ на каждый вопрос)

1. К типу моллюсков относят животных, имеющих

А. вытянутое цилиндрическое тело, заостренное с обоих концов Б. тело, разделенное на сходные членики

В. хитиновый покров Г. мягкое, нечленистое тело

2. К классу головоногие моллюски относится: А. мидия Б. беззубка В. перловица Г. каракатица

3. Моллюски произошли от древних: А. кишечнополостных Б. плоских червей В. круглых червей Г. кольчатых червей

4. У моллюсков нервная система А диффузного типа Б. лестничного типа

В. разбросанно – узлового типа Г. представлена головными ганглиями и брюшной нервной цепочкой

5. Личинка беззубки называется А. трохофорой Б. велигером В. науплиусом Г. глохидием

6. Что является пищей речного рака А. только живые растения Б. только мелкие живые животные

В. только мертвые останки растений и животных Г. живые растения и животные и их мертвые останки

7.Назовите вещество, которое составляет основу наружного покрова речного рака

А. известь Б. поваренная соль В. хитин Г. красящие вещества

8.Сколько четко обособленных отделов тела различают у речного рака А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

9. Что можно сказать о наличии усиков у речного рака А. отсутствуют Б. одна пара В. две пары Г. три пары

10. К какому типу относятся глаза у паука-крестовика

А. Простые Б. Сложные В. стебельчатые Г. светочувствительные глазки

11. Кровеносная система паука А. Замкнутая, имеется сердце Б. Незамкнутая, имеется сердце

В. замкнутая, сердца нет Г. незамкнутая, сердца нет

12.Что является органом дыхания паука – крестовика:

А. Только легкие Б. Только трахеи В. легкие и трахеи Г. поверхность тела

13. Чем питается паутинный клещ: А. Кровью Б. Мелкими животными В. листьями и травой Г. соками растений

14. Какие функции выполняет кровеносная система насекомых? А. участие в газообмене

Б. транспорт газов и осморегуляция В. участие в частичном расщеплении питательных веществ

Г. перенос питательных веществ и продуктов жизнедеятельности

15. Для чешуекрылых характерен ротовой аппарат: А. колющий Б. лижущий В. грызущий Г. сосущий

16. У майского жука газообмен происходит: А. в жабрах Б. только в трахеях

В. в трахеях и легочных мешках Г. через покровы тела

17. Развитие с неполным превращением характерно для представителей отряда

А. жесткокрылые Б. чешуекрылые В. перепончатокрылые Г. прямокрылые

Часть В

В1. Выберите несколько верных ответов: У насекомых с полным превращением

А. три стадии развития

Б. четыре стадии развития

В. личинка непохожа на взрослое насекомое

Г. личинка похожа на взрослое насекомое

Д. за стадией личинки следует стадия куколки

Е. личинка превращается во взрослое насекомое

В2. Установите соответствие между признаком членистоногих и классом, для которого он характерен

Класс

тело имеет три отдела: голову, грудь, брюшко
тело состоит из головогруди и нерасчлененного брюшка
органы дыхания – трахеи и легочные мешки
четыре пары ходильных ног
на груди три пары ног, у многих крылья

А. Паукообразные

Б. насекомые

Часть С

Найдите ошибки в приведенных предложениях, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.

Все моллюски водные животные
Туловище моллюсков окружено большой кожной складкой – мантией
Все пауки дышат атмосферным воздухом
У гусениц бабочки-капустницы и ее взрослой формы – разные типы ротовых аппаратов
У всех членистоногих сложные глаза
У паукообразных отсутствует половой диморфизм

Тест по теме «Моллюски и членистоногие» Вариант 2

Часть А (выберите один правильный ответ на ка ждый вопрос)

1. К классу двустворчатые моллюски относится А. осьминог Б. прудовик В. катушка Г. беззубка

2. Газообмен у большого прудовика происходит :

А. в жабрах Б. в легких В. через покровы тела Г. в жабрах и через покровы тела

3. Мантия – это: А. самый крупный артериальный сосуд моллюсков, идущий непосредственно от сердца

Б. подвижный вырост во рту моллюсков, покрытый роговыми зубчиками

В. орган равновесия, имеющийся только у моллюсков

Г. кожная складка, которой окружено тело моллюсков

4. Тело устрицы состоит из: А. ноги и туловища Б. головы, туловища и ноги В. головы и ноги Г. головы и туловища

5. Кровеносная система моллюсков: А. венозная Б. замкнутая В. артериальная Г. незамкнутая

6. Как называется первый отдел тела у речного рака А. голова Б. грудь В. головогрудь Г. туловище

7. Сколько пар усиков у речного рака: А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

8.Где происходит развитие оплодотворенных икринок у речного рака: А. в песке Б. под камнями, корягами

В. в органах половой системы самки Г. на брюшке самки

9.Назовите отдел пищеварительной системы речного рака, с которым сообщается крупная пищеварительная железа

А. глотка Б. пищевод В. желудок Г. кишечник

10. Где у паука – крестовика происходят начальные этапы переваривания пищи

А. В глотке Б. В желудке В. в кишечнике Г. в теле жертвы

11.Назовите орган паука – крестовика, который расположен на спинной стороне тела

А. Нервная цепочка Б. Легочные мешки В. трахеи Г. сердце

12. Назовите физиологическую систему человека, которую поражает возбудитель клещевого энцефалита

А. Кровеносная Б. Пищеварительная В. нервная Г. выделительная

13. Что из перечисленного ниже характерно не только для паукообразных, но и для представителей других классов членистоногих: А. Особые головогрудные конечности – хелицеры и педипальпы

Б. Четыре пары ходильных ног В. легкие Г. поперечно-полосатые мышцы

14. Майский жук имеет ротовой аппарат: А. колющий Б. лижущий В. грызущий Г. сосущий

15. Медоносная пчела относится к отряду: А. перепончатокрылые Б. равнокрылые В. двукрылые Г. прямокрылые

16. Органы выделения насекомых представлены: А. почками Б. метанефридиями

В. зелеными железами Г. мальпигиевыми сосудами и жировым телом

17. Развитие насекомых с полным превращением позволяет личинке и взрослому насекомому

А. переживать неблагоприятные условия Б. размножаться на разных стадиях развития

В. расширять ареал за счет распространения в личиночной форме

Г. занимать разные экологические ниши и избежать конкуренции в питании

Часть В

В1. Выберите несколько верных ответов. Укажите признаки класса насекомых

А. незамкнутая кровеносная система Б. легочное дыхание В. замкнутая кровеносная система Г. трахейное дыхание Д. развитие только с полным превращением Е. развитие с полным и неполным превращением

В2. Установите соответствие между признаками и видом моллюсков

признак

Вид моллюсков

1.Тело разделено на голову, туловище, ногу

2. Личинки паразитируют на теле рыб

3. Головы нет

4. Дыхание жаберное

5. Дыхание легочное

6. сердце двухкамерное

А. Прудовик обыкновенный

Б. Беззубка

Часть С

Раковина моллюсков образуется из веществ, выделяемых клетками мантии
Комнатные мухи развиваются с неполным превращением
Тип членистоногих самый крупный по числу видов животных
Тело всех членистоногих разделено на голову, грудь и брюшко
Хитиновый покров выполняет роль внутреннего скелета
Большинство ракообразных дышат жабрами

Система кровообращения

| ЛОР 425 — Общая энтомология

Насекомые, как и все другие членистоногие, имеют открытую систему кровообращения , которая отличается как по структуре, так и по функциям от закрытой системы кровообращения , обнаруженной у людей и других позвоночных. В закрытой системе кровь всегда содержится в сосудах (артериях, венах, капиллярах или самом сердце). В открытой системе кровь (обычно называемая гемолимфа ) проводит большую часть своего времени, свободно протекая в полостях тела, где она вступает в прямой контакт со всеми внутренними тканями и органами.

Система кровообращения отвечает за перемещение питательных веществ, солей, гормонов и метаболических отходов по телу насекомого. Кроме того, он играет несколько критических ролей в защите: он закрывает раны за счет реакции свертывания крови, он инкапсулирует и уничтожает внутренних паразитов или других захватчиков, а у некоторых видов он производит (или изолирует) неприятные соединения, которые обеспечивают определенную степень защиты от хищники. Важны также гидравлические (жидкие) свойства крови.Гидростатическое давление, создаваемое внутри мышечным сокращением, используется для облегчения вылупления, линьки, расширения тела и крыльев после линьки, физических движений (особенно у мягкотелых личинок), воспроизводства (например, осеменения и яйцекладки) и выпадения определенных типов экзокринных желез. . У некоторых насекомых кровь помогает в терморегуляции: она может помочь охладить тело, отводя избыточное тепло от активных летательных мышц, или может согреть тело, собирая и циркулируя тепло, поглощаемое во время прогрева на солнце.

Спинной сосуд — главный структурный компонент кровеносной системы насекомого. Эта трубка проходит в продольном направлении через грудную клетку и брюшную полость вдоль внутренней стороны дорсальной стенки тела. У большинства насекомых это хрупкая мембранная структура, которая собирает гемолимфу в брюшной полости и направляет ее вперед к голове.

Система кровообращения

— обзор

Термины для понимания систем кровообращения

Дополнительный пульсирующий орган

Вспомогательное сердце у основания крыльев, ног и антенн, которое дополняет движение гемолимфы из полости тела.

Адипогемоцит

Тип гемоцитов насекомых, характеризующийся относительно небольшим ядром и цитоплазмой, содержащей обильные жировые глобулы.

Мышцы крыловидной мышцы

Парные мышцы, поддерживающие сердце в полости тела.

Autohemorrhage

Добровольное высвобождение гемолимфы насекомым, которое служит физическим сдерживающим фактором в ответ на угрозу со стороны хищников.

Кардиобласт

Эмбриональная клетка, которая развивается в части спинного сосуда.

Противоточный теплообмен

Механизм терморегуляции, поддерживающий тепло грудной клетки. Более холодная гемолимфа из брюшной полости перемещается в грудную клетку, в то время как теплая гемолимфа из грудной клетки движется назад. Теплая гемолимфа используется для предварительного нагрева более холодной гемолимфы перед тем, как она попадет в грудную клетку.

Кристаллическая ячейка

Тип гемоцита в Drosophila , который содержит фенолоксидазу и участвует в меланизации чужеродных захватчиков.

Дефенсин

Пептид, обеспечивающий гуморальный иммунитет.

Дорсальный сосуд

Конструкция, используемая для перекачивания гемолимфы вперед из брюшной полости в голову. Дорсальный сосуд делится на заднюю часть сердца и переднюю аорту.

Эктотермия

Регулировка температуры тела с помощью внешних источников, обычно солнца.

Эндотермия

Использование тепла, выделяемого летательными мышцами, для нагрева тела.

Избегать замораживания

Насекомые, которые избегают замерзания, сохраняя жидкости своего тела в жидком состоянии. Это предотвращение может быть связано с производством криопротекторов или удалением ледяных зародышеобразователей.

Морозостойкость

Эти виды насекомых, способные выжить при образовании внеклеточных кристаллов льда, синтезируя зародышевые белки льда, которые повышают точку переохлаждения жидкостей организма и служат катализаторами внеклеточного зародышеобразования льда.

Granuloctye

Гемоциты, как полагают, участвуют в транспорте питательных веществ и иммунной функции.

Гемоцеле

Полость тела, содержащая внутренние органы и гемолимфу.

Гемоцианин

Респираторный белок гемолимфы, обнаруженный у некоторых членистоногих и более примитивных насекомых.

Гемоцит

Один из множества различных клеток крови насекомых.

Хемолин

Антибактериальный белок, который связывается с поверхностью бактерий и инициирует иммунный ответ.

Кроветворный орган

Ткань, дающая начало гемоцитам.

Врожденный иммунитет

Неспецифический иммунитет, который является первой линией защиты от инфекции. Иммунные клетки распознают патогены в целом, но без длительного защитного иммунного ответа.

Узелок

Механизм клеточной защиты, при котором мелкие инородные предметы окружены гемоцитами и изолированы.

Эноцитоид

Гемоцит, напоминающий эноцит, участвующий в меланизации кутикулы.

Опсонизация

Покрытие инородной частицы, способствующее ее фагоцитарному проглатыванию.

Остия

Щелевидные клапаны в сердце, которые позволяют гемолимфе проникать (единственное число: устье).

Клетки перикарда

Специализированные клетки, расположенные сбоку от сердца и фильтрующие кровь.

Перикардиальный синус

Синус, образованный дорсальной диафрагмой, которая состоит из гемолимфальной полости вокруг сердца.

Периневральный синус

Синус, образованный вентральной диафрагмой, которая состоит из полости гемолимфы вокруг брюшного нервного канатика.

Плазматоцит

Основная форма гемоцита насекомого. Крупные, обильные клетки крови насекомых.

Прогемоцит

Маленький круглый гемоцит, который дает начало другим типам гемоцитов.

Ptilinum

Структура на голове только что появляющейся мухи, которая надувается, чтобы отодвинуть шапку от пупария.

Трансферрин

Железосвязывающие гликопротеины гемолимфы, которые транспортируют железо к развивающимся яйцам и снижают общий окислительный стресс.

Вентральная диафрагма

Внутренняя перегородка, которая разделяет полость тела на отсеки, расположенные между брюшным нервным канатиком и кишечником.

21.1. Обзор системы кровообращения — Концепции биологии — 1-е канадское издание

Вариации системы кровообращения у животных

Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных.Простейшие животные, такие как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нуждаются в системе кровообращения, поскольку диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов, как показано на рис. 21.3 a . Организмы, которые являются более сложными, но все же имеют только два слоя клеток в своем строении, такие как студни (Cnidaria) и гребешки (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отсек.Как их внутренние, так и внешние ткани находятся в водной среде и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон, как показано на рис. 21.3 b . Обмену жидкостей способствует пульсация тела медузы.

Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективного круговорота газов, питательных веществ и отходов через организм; поэтому развивались более сложные системы кровообращения. Большинство членистоногих и многие моллюски имеют открытую систему кровообращения. В открытой системе удлиненное бьющееся сердце проталкивает гемолимфу по телу, а сокращения мышц помогают перемещать жидкости.Более крупные и сложные ракообразные, в том числе омары, развили артериальные сосуды, проталкивающие кровь через свое тело, а самые активные моллюски, такие как кальмары, развили замкнутую систему кровообращения и могут быстро перемещаться, чтобы поймать добычу. Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между разными группами позвоночных из-за адаптации в процессе эволюции и связанных с этим различий в анатомии.На рисунке 21.4 показаны основные системы кровообращения у некоторых позвоночных: рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих.

Рисунок 21.4. (а) У рыб самая простая кровеносная система позвоночных: кровь течет в одном направлении от двухкамерного сердца через жабры, а затем и по всему телу. (б) У амфибий есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком.c) у рептилий также есть два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце состоит из трех камер, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешение оксигенированной и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (г) у млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, которые полностью разделяют насыщенную кислородом и дезоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь по телу и дезоксигенированную кровь в легкие.

Как показано на Рисунке 21.4 a Fish имеют единый контур кровотока и двухкамерное сердце, имеющее только одно предсердие и единственный желудочек. Предсердие собирает кровь, которая вернулась из тела, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение кислородом крови; это называется жаберная циркуляция . Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системное кровообращение . Этот однонаправленный поток крови создает градиент от оксигенированной до деоксигенированной крови по системному контуру рыбы.В результате ограничивается количество кислорода, который может достичь некоторых органов и тканей тела, что снижает общую метаболическую способность рыб.

У земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток направлен по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу, что называется малое кровообращение , а другой — через остальную часть тела и его органы, включая мозг (системный кровоток). У земноводных газообмен также происходит через кожу во время малого круга кровообращения и обозначается как легочно-кожное кровообращение .

Как показано на рисунке 21.4 b , у земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, а не двухкамерное сердце рыбы. Два предсердия (верхние камеры сердца) получают кровь из двух разных контуров (легких и систем), а затем происходит некоторое перемешивание крови в желудочке сердца (нижняя камера сердца), что снижает эффективность оксигенации. Преимущество такого расположения в том, что высокое давление в сосудах подталкивает кровь к легким и телу.Перемешивание смягчается за счет гребня внутри желудочка, который направляет богатую кислородом кровь через системную систему кровообращения и дезоксигенированную кровь в кожно-легочный контур. По этой причине амфибии часто описываются как имеющие двойного обращения .

У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры, как показано на Рисунке 21. 4 c . Желудочек более эффективно разделяется частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и деоксигенированной крови.Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) — самые примитивные животные, у которых есть четырехкамерное сердце. Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, когда сердце отводит кровь из легких в желудок и другие органы, например, во время длительных периодов погружения, когда животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет. Одна адаптация включает две основные артерии, которые выходят из одной и той же части сердца: одна доставляет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела.Две другие адаптации включают отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паниццы, которое позволяет крови перемещаться от одной стороны сердца к другой, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет кровоток в легких. Вместе эти приспособления сделали крокодилов и аллигаторов одной из самых эволюционно успешных групп животных на Земле.

У млекопитающих и птиц сердце также разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка, как показано на рисунке 21.4 д . Насыщенная кислородом кровь отделяется от деоксигенированной крови, что улучшает эффективность двойного кровообращения и, вероятно, требуется для теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца. Независимая эволюция одного и того же или подобного биологического признака называется конвергентной эволюцией.

Сводка

У большинства животных кровеносная система используется для транспортировки крови по телу.Некоторые примитивные животные используют диффузию для обмена воды, питательных веществ и газов. Однако сложные организмы используют систему кровообращения для переноса газов, питательных веществ и отходов через организм. Системы кровообращения могут быть открытыми (смешанными с интерстициальной жидкостью) или закрытыми (отделенными от межклеточной жидкости). Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между разными группами позвоночных из-за адаптаций в ходе эволюции и связанных с ними различий в анатомии.У рыбок двухкамерное сердце с однонаправленным кровообращением. У земноводных трехкамерное сердце, в котором смешивается кровь, и двойное кровообращение. У большинства нептичьих рептилий трехкамерное сердце, но у них мало смешанной крови; у них двойное обращение. У млекопитающих и птиц сердце четырехкамерное, без смешивания крови и двойного кровообращения.

Открытая система кровообращения — определение, функции и тест

Определение открытой системы кровообращения

Открытые системы кровообращения — это системы, в которых кровь, а не плотно запечатанная в артериях и венах, наполняет тело и может быть напрямую открыта для окружающей среды в таких местах как пищеварительный тракт.

В открытых системах кровообращения вместо крови используется гемолимфа. Эта «гемолимфа» выполняет функции крови, лимфы и кишечной жидкости — трех разных узкоспециализированных жидкостей у животных с закрытой системой кровообращения.

Вместо сложной и закрытой системы вен и артерий у организмов с открытыми системами кровообращения имеется «гемоцель». Это центральная полость тела большинства беспозвоночных животных, в которой выполняются функции пищеварения и кровообращения.Этот гемоцель может иметь «артерии», через которые кровь может достигать тканей, но эти артерии не закрыты и не циркулируют кровь так быстро, как закрытые артерии с мышцами.

Внутри гемоэля гемолимфа непосредственно поглощает питательные вещества из пищи и кислород из легких или дыхательных пор. Он также содержит иммунные клетки, но в гемолимфе нет красных кровяных телец, как у нас. Вместо того чтобы использовать гемоглобин для переноса кислорода, организмы с открытыми системами кровообращения используют синие или желто-зеленые пигменты для переноса кислорода по телу.

У многих животных, использующих открытые системы кровообращения, действительно есть сердце, но сердце перекачивает гемолимфу только в различные полости гемоцели. Из этих ветвей центральной полости тела кровь, кислород и содержащиеся в ней питательные вещества должны проникать в ткани и затем возвращаться в сердце без помощи узкоспециализированных проводящих путей или артерий с мышцами, как у позвоночных.

Открытые кровеносные системы используются членистоногими и большинством моллюсков. Это одна или несколько причин, по которым нет гигантских насекомых; открытые системы кровообращения менее эффективны, чем закрытые системы кровообращения, и не могут перемещать кислород достаточно эффективно, чтобы обеспечивать энергией большие тела.

Интересно, что хотя осьминоги и кальмары считаются моллюсками, у них возникла замкнутая система кровообращения. Вот почему они могут достигать огромных размеров — считается, что колоссальные кальмары достигают почти 50 футов в длину и весят до 1650 фунтов!

Функция открытой системы кровообращения

У всех животных кровеносные системы выполняют несколько жизненно важных функций. Систему кровообращения можно представить как реку, соединяющую специализированные клетки тела, которая позволяет им осуществлять торговлю и общение, от которых зависит их выживание.

Все кровеносные системы должны выполнять несколько жизненно важных функций. К ним относятся:

Транспортировка кислорода, необходимого для клеточного дыхания
Транспортировка питательных веществ из пищи, которые необходимы для клеточного дыхания и других функций
Транспортировка отходов клеточного дыхания и других функций, которые в противном случае могли бы накапливаются в организме до токсичных уровней
Передача любых необходимых сообщений между клетками, таких как гормоны, сигнализирующие о голоде, жажде, кислородном голодании или других телесных потребностях.
Транспортировка иммунных клеток, которые могут бороться с инфекцией, в любую область тела, где они могут быть необходимы.

И кровь, и гемолимфа выполняют эти функции.

В закрытых кровеносных системах очень сложные и специализированные кровеносные сосуды и клетки крови делают эти функции высокоэффективными. Внутри вашего собственного тела система закрытых артерий выстлана мускулами, которые проталкивают кровь через все ваше тело всего за шестьдесят секунд. В вашем теле также есть специализированные клетки крови, которые очень хорошо переносят кислород из ваших легких в другие ткани.

Организмы с системами гемолимфы не обладают этими преимуществами; у них есть центральная полость тела, называемая гемоцель, вместо замкнутой системы кровеносных сосудов. Вместо клеток крови в гемоцеле свободно плавают менее эффективные пигменты, переносящие кислород.

Чтобы клетки оставались живыми, организмы с открытыми системами кровообращения должны быть достаточно маленькими, чтобы гемолимфа могла достигать всех их клеток и доставлять материалы, необходимые для жизни, без помощи высокоразвитой системы кровообращения.

Вот почему членистоногие и моллюски — две основные живые группы организмов с открытыми системами кровообращения — обычно невелики. Гигантские муравьи или пауки не смогли бы снабжать свои ткани достаточным количеством кислорода, чтобы выжить, если бы у них не развилась закрытая система кровообращения.

Тест

1. Что из перечисленного НЕ является разницей между открытой и закрытой системами кровообращения?
A. Закрытые системы кровообращения имеют специализированные артерии и вены; открытых кровеносных систем нет.
B. В открытых системах кровообращения гемолимфа выполняет функции, которые выполняются кровью, лимфой и кишечной жидкостью в закрытых системах кровообращения.
C. Открытые системы кровообращения обычно не имеют сердца.
D. Ничего из вышеперечисленного.

Ответ на вопрос № 1

C правильный. В большинстве открытых систем кровообращения ДЕЙСТВИТЕЛЬНО есть сердце, обеспечивающее циркуляцию гемолимфы по телу.

2. Что из перечисленного НЕ является организмом, который, по вашему мнению, должен иметь открытую систему кровообращения?
А. Рак-отшельник
B. Ant
C. Clam
D. Squid

Ответ на вопрос № 2

D правильный. Хотя кальмары классифицируются как моллюски, семейство осьминогов и кальмаров, называемых «головоногими моллюсками», развило закрытые системы кровообращения.

3. Какие из следующих характеристик характерны для открытых и закрытых систем кровообращения?
A. Эритроциты
B. Иммунные клетки
C. Артерии, вены и капилляры
D. Ни один из вышеперечисленных

Ответ на вопрос № 3

B правильный. И открытая, и закрытая системы кровообращения содержат иммунные клетки, которые атакуют бактерии и предотвращают инфекцию.
Ссылки
Сакураи, А. (нет данных). Получено 23 апреля 2017 г. с http://www2.gsu.edu/~bioasx/closeopen.html
«Лимфатическая система». Анатомия человека (Анатомия Грея) .Проверено 12 октября 2012.
(нет данных). Получено 23 апреля 2017 г. с сайта http://www.unmuseum.org/colossalsquid.htm
Wells, M.J. (1 апреля 1980 г.). «Нервный контроль сердцебиения у осьминога». Журнал экспериментальной биологии . 85 (1): 111–28. PMID 7373208.
40.1B: Открытые и закрытые системы кровообращения
Последнее обновление
Сохранить как PDF
Ключевые моменты
Ключевые термины
Архитектура системы кровообращения
Система кровообращения может быть открытой или закрытой, в зависимости от того, свободно ли кровь течет в полости или содержится в сосудах.
Задачи обучения
Обобщить архитектуру системы кровообращения
Ключевые моменты
Замкнутая система кровообращения, встречающаяся у всех позвоночных и некоторых беспозвоночных, обеспечивает циркуляцию крови в одном направлении от сердца, вокруг тела и обратно к сердцу.
Открытая система кровообращения, обнаруженная у членистоногих, закачивает кровь в полость, называемую гемоцель, где она окружает органы, а затем возвращается в сердце (а) через устья (отверстия).
Кровь, обнаруженная у членистоногих, представляет собой смесь крови и интерстициальной жидкости, называется гемолимфой.
Ключевые термины
устье : небольшое отверстие или отверстие, как в органе или проходе тела
гемолимфа : циркулирующая жидкость в телах некоторых беспозвоночных, эквивалентная крови
hemocoel : система полостей между органами членистоногих и моллюсков, по которым циркулирует кровь
Архитектура системы кровообращения
Система кровообращения представляет собой сеть цилиндрических сосудов (артерий, вен и капилляров), исходящих от насоса (сердца).У всех позвоночных, а также у некоторых беспозвоночных это замкнутая система, в которой кровь не движется свободно в полости. В замкнутой системе кровообращения кровь содержится внутри кровеносных сосудов, циркулируя однонаправленно (в одном направлении) от сердца по системному пути кровообращения, а затем снова возвращается к сердцу.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Закрытые и открытые системы кровообращения : (a) В закрытых системах кровообращения сердце перекачивает кровь по сосудам, которые отделены от межклеточной жидкости организма.Большинство позвоночных и некоторые беспозвоночные, например, этот кольчатый червь, имеют замкнутую систему кровообращения. (б) В открытых кровеносных системах жидкость, называемая гемолимфой, перекачивается через кровеносный сосуд, который впадает в полость тела. Гемолимфа возвращается в кровеносный сосуд через отверстия, называемые устьями. Членистоногие, такие как эта пчела и большинство моллюсков, имеют открытую систему кровообращения.
В отличие от закрытой системы, членистоногие (включая насекомых, ракообразных и большинство моллюсков) имеют открытую систему кровообращения. В открытой системе кровообращения кровь не заключена в кровеносных сосудах, а закачивается в полость, называемую гемоцель. Кровь называется гемолимфой, потому что она смешивается с интерстициальной жидкостью. Когда сердце бьется и животное движется, гемолимфа циркулирует по органам внутри полости тела, повторно поступая в сердце через отверстия, называемые устьем (единственное число: устье). Это движение способствует обмену газа и питательных веществ. Открытая система кровообращения не использует столько энергии для работы и обслуживания, как закрытая система; однако существует компромисс с количеством крови, которое может быть перемещено к метаболически активным органам и тканям, которым требуется высокий уровень кислорода.Фактически, одна из причин того, что насекомые с размахом крыльев до двух футов (70 см) не встречаются сегодня, вероятно, состоит в том, что их превзошло появление птиц 150 миллионов лет назад. Считается, что птицы, имеющие закрытую систему кровообращения, двигались более подвижно, что позволяло им быстрее добывать пищу и, возможно, охотиться на насекомых.
Системы кровообращения животных | Биология организма
Система кровообращения — это основной способ транспортировки питательных веществ и газов по телу.Простая диффузия обеспечивает обмен водой, питательными веществами, отходами и газами у животных, толщина которых составляет всего несколько слоев клеток; однако объемный поток — единственный метод, с помощью которого можно получить доступ ко всему телу более крупных и сложных организмов.
Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных. Простейшим животным, таким как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нужна система кровообращения, потому что диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов.Организмы, которые являются более сложными, но все же имеют только два слоя клеток в своем строении, такие как студни (Cnidaria) и гребешки (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отсек. И их внутренние, и внешние ткани находятся в водной среде и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон. Обмену жидкостей способствует пульсация тела медузы.
Простые животные, состоящие из одного слоя клеток, таких как (а) губка, или только нескольких слоев клеток, таких как (b) медузы, не имеют системы кровообращения.Вместо этого происходит обмен газов, питательных веществ и отходов путем диффузии.
Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективного круговорота газов, питательных веществ и отходов через организм; поэтому развивались более сложные системы кровообращения. В открытой системе удлиненное бьющееся сердце проталкивает гемолимфу по телу, а сокращения мышц помогают перемещать жидкости. Более крупные и сложные ракообразные, в том числе омары, развили артериальные сосуды, проталкивающие кровь через свое тело, а самые активные моллюски, такие как кальмары, развили замкнутую систему кровообращения и могут быстро перемещаться, чтобы поймать добычу. Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в процессе эволюции и связанных с этим различий в анатомии. На рисунке ниже показаны основные системы кровообращения у некоторых позвоночных: рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих.
(a) У рыб самая простая кровеносная система позвоночных: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры, а затем и по всему телу.(б) У амфибий есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком. c) у рептилий также есть два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце состоит из трех камер, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешение оксигенированной и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (г) у млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, которые полностью разделяют насыщенную кислородом и дезоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь по телу и дезоксигенированную кровь в легкие.
Рыбы имеют один контур кровотока и двухкамерное сердце, которое имеет только одно предсердие и единственный желудочек. Предсердие собирает кровь, которая вернулась из тела, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение кислородом крови; это называется жаберной циркуляцией.Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системным кровообращением. Этот однонаправленный поток крови создает градиент от оксигенированной до деоксигенированной крови по системному контуру рыбы. В результате ограничивается количество кислорода, который может достичь некоторых органов и тканей тела, что снижает общую метаболическую способность рыб.
У земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток направлен по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу, что называется малым кровообращением, а другой — через остальную часть тела и его органы, включая мозг. (Систематическая циркуляция).У земноводных газообмен также происходит через кожу во время малого круга кровообращения и называется кожно-легочным кровообращением.
У земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, а не двухкамерное сердце рыбы. Два предсердия (верхние камеры сердца) получают кровь из двух разных контуров (легких и систем), а затем происходит некоторое перемешивание крови в желудочке сердца (нижняя камера сердца), что снижает эффективность оксигенации.Преимущество такого расположения в том, что высокое давление в сосудах подталкивает кровь к легким и телу. Перемешивание смягчается за счет гребня внутри желудочка, который направляет богатую кислородом кровь через системную систему кровообращения и дезоксигенированную кровь в кожно-легочный контур. По этой причине у земноводных часто описывается двойное кровообращение.
У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры. Однако желудочек более эффективно разделяется частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и деоксигенированной крови. Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) являются наиболее «примитивными» животными, демонстрирующими четырехкамерное сердце. Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, когда сердце отводит кровь из легких в желудок и другие органы, например, во время длительных периодов погружения, когда животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет.Одна адаптация включает две основные артерии, которые выходят из одной и той же части сердца: одна доставляет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела. Две другие адаптации включают отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паниццы, которое позволяет крови перемещаться от одной стороны сердца к другой, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет кровоток в легких.
У млекопитающих и птиц сердце полностью разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка. Кислородная кровь полностью отделяется от деоксигенированной крови, что улучшает эффективность двойного кровообращения и, вероятно, требуется для поддержания теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца. Независимая эволюция одного и того же или подобного биологического признака обозначается как конвергентная эволюция .
Это видео дает обзор различных типов кровеносных систем у разных видов животных:

Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 40.2
Гемоглобин отвечает за распределение кислорода и, в меньшей степени, углекислого газа по кровеносным системам человека, позвоночных и многих беспозвоночных. Но кровь — это больше, чем белки. Кровь — это термин, используемый для описания жидкости, которая движется по сосудам, и включает плазму (жидкую часть, которая содержит воду, белки, соли, липиды и глюкозу), а также клетки (красные и белые клетки) и фрагменты клеток, называемые тромбоцитами. . Плазма крови на самом деле является доминирующим компонентом крови и содержит воду, белки, электролиты, липиды и глюкозу.Клетки отвечают за перенос газов (эритроциты) и иммунный ответ (белый). Тромбоциты отвечают за свертывание крови. Межклеточная жидкость, окружающая клетки, отделена от крови, но в гемолимфе они объединены. У человека клеточные компоненты составляют примерно 45 процентов крови и 55 процентов жидкой плазмы. Кровь составляет 20 процентов внеклеточной жидкости человека и восемь процентов веса.
Кровь, как и кровь человека, показанная ниже, важна для регуляции систем организма и гомеостаза.Кровь помогает поддерживать гомеостаз, стабилизируя pH, температуру, осмотическое давление и устраняя избыточное тепло. Кровь поддерживает рост, распределяя питательные вещества и гормоны, а также удаляя отходы. Кровь играет защитную роль, транспортируя факторы свертывания и тромбоциты для предотвращения потери крови и транспортируя агенты, борющиеся с болезнями, или лейкоциты к участкам инфекции.
Показаны клетки и клеточные компоненты крови человека. Красные кровяные тельца доставляют кислород клеткам и удаляют углекислый газ.Белые кровяные тельца — включая нейтрофилы, моноциты, лимфоциты, эозинофилы и базофилы — участвуют в иммунном ответе. Тромбоциты образуют сгустки, предотвращающие потерю крови после травмы.
Красные кровяные тельца или эритроциты (erythro- = «красный»; -cyte = «клетка») — это специализированные клетки, которые циркулируют по телу, доставляя кислород клеткам; они образуются из стволовых клеток костного мозга. У млекопитающих эритроциты представляют собой небольшие двояковогнутые клетки, которые в зрелом возрасте не содержат ядра или митохондрий и имеют размер всего 7–8 мкм. У птиц и нептичьих рептилий ядро все еще сохраняется в красных кровяных тельцах.
Красный цвет крови обусловлен железосодержащим белком гемоглобином. Основная задача этого белка — переносить кислород, но он также переносит и углекислый газ. Гемоглобин упакован в красные кровяные тельца из расчета около 250 миллионов молекул гемоглобина на клетку. Каждая молекула гемоглобина связывает четыре молекулы кислорода, так что каждый эритроцит несет один миллиард молекул кислорода.В пяти литрах крови человеческого тела содержится примерно 25 триллионов эритроцитов, которые могут нести до 25 секстиллионов (25 * 10 ²¹) молекул кислорода в организме в любое время. У млекопитающих недостаток органелл в эритроцитах оставляет больше места для молекул гемоглобина, а недостаток митохондрий также препятствует использованию кислорода для метаболического дыхания. Только у млекопитающих есть безъядерные эритроциты, а у некоторых млекопитающих (например, верблюды) даже есть ядерные эритроциты. Преимущество ядросодержащих красных кровяных телец состоит в том, что эти клетки могут подвергаться митозу. Безъядерные эритроциты метаболизируются анаэробно (без кислорода), используя примитивный метаболический путь для производства АТФ и повышения эффективности транспорта кислорода.
Не все организмы используют гемоглобин в качестве средства переноса кислорода. Беспозвоночные, которые используют гемолимфу, а не кровь, используют разные пигменты для связывания с кислородом. Эти пигменты используют медь или железо для кислорода. У беспозвоночных есть множество других респираторных пигментов.Гемоцианин, сине-зеленый медьсодержащий белок, содержится в моллюсках, ракообразных и некоторых членистоногих. Хлорокруорин, железосодержащий пигмент зеленого цвета, встречается у четырех семейств полихет трубчатых червей. Гемеритрин, красный железосодержащий белок, содержится у некоторых многощетинковых червей и кольчатых червей. Несмотря на название, гемеритрин не содержит гемовой группы, и его способность переносить кислород мала по сравнению с гемоглобином.
У большинства позвоночных (а) гемоглобин доставляет кислород в тело и удаляет некоторое количество углекислого газа.Гемоглобин состоит из четырех белковых субъединиц, двух альфа-цепей и двух бета-цепей, а также группы гема, с которой связано железо. Железо обратимо связывается с кислородом и при этом окисляется с Fe2 + до Fe3 +. У большинства моллюсков и некоторых членистоногих (б) гемоцианин доставляет кислород. В отличие от гемоглобина, гемолимфа не переносится клетками крови, а свободно плавает в гемолимфе. Медь вместо железа связывает кислород, придавая гемолимфе сине-зеленый цвет. У кольчатых червей, таких как дождевые черви и некоторых других беспозвоночных, (c) гемеритрин переносит кислород.Как и гемоглобин, гемеритрин переносится в клетки крови и имеет связанное с ним железо, но, несмотря на свое название, гемеритрин не содержит гема.
Небольшой размер и большая площадь поверхности красных кровяных телец обеспечивают быструю диффузию кислорода и углекислого газа через плазматическую мембрану. В легких выделяется углекислый газ, а кровь забирает кислород. В тканях кислород выделяется из крови, а углекислый газ направляется обратно в легкие. Исследования показали, что гемоглобин также связывает закись азота (NO).NO является вазодилататором, который расслабляет кровеносные сосуды и капилляры и может помочь с газообменом и прохождением эритроцитов через узкие сосуды. Нитроглицерин, сердечное лекарство от стенокардии и сердечных приступов, превращается в NO, чтобы помочь расслабить кровеносные сосуды и увеличить поток кислорода через тело.
Характерной чертой красных кровяных телец является их гликолипидное и гликопротеиновое покрытие; это липиды и белки, к которым прикреплены молекулы углеводов. У людей поверхностные гликопротеины и гликолипиды в красных кровяных тельцах различаются у разных людей, продуцируя разные группы крови, такие как A, B и O.Средняя продолжительность жизни красных кровяных телец составляет 120 дней, за это время они расщепляются и перерабатываются в печени и селезенке фагоцитирующими макрофагами, типом белых кровяных телец.
Белые кровяные тельца, также называемые лейкоцитами (лейко = белые), составляют примерно один процент от объема клеток крови. Роль белых кровяных телец сильно отличается от роли красных кровяных телец: они в первую очередь участвуют в иммунном ответе, чтобы идентифицировать и нацеливать патогены, такие как вторгшиеся бактерии, вирусы и другие чужеродные организмы.Лейкоциты образуются постоянно; некоторые живут часами или днями, а некоторые живут годами.
Морфология белых кровяных телец значительно отличается от красных кровяных телец. Они имеют ядра и не содержат гемоглобина. Различные типы лейкоцитов идентифицируются по их микроскопическому виду после гистологического окрашивания, и каждый из них выполняет свою специализированную функцию. Две основные группы — это гранулоциты, которые включают нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, и агранулоциты, которые включают моноциты и лимфоциты.
(a) Гранулоциты — включая нейтрофилы, эозинофилы и базофилы — характеризуются лопастным ядром и зернистыми включениями в цитоплазме. Гранулоциты обычно первыми реагируют при травме или инфекции. (b) Агранулоциты включают лимфоциты и моноциты. Лимфоциты, в том числе В- и Т-клетки, отвечают за адаптивный иммунный ответ. Моноциты дифференцируются в макрофаги и дендритные клетки, которые, в свою очередь, реагируют на инфекцию или травму.
Кровь должна свернуться для заживления ран и предотвращения чрезмерной кровопотери.Фрагменты мелких клеток, называемые тромбоцитами (тромбоцитами), притягиваются к месту раны, где они прикрепляются, расширяя множество выступов и высвобождая их содержимое. Это содержимое активирует другие тромбоциты, а также взаимодействует с другими факторами свертывания, которые превращают фибриноген, водорастворимый белок, присутствующий в сыворотке крови, в фибрин (не растворимый в воде белок), вызывая свертывание крови. Для работы многих факторов свертывания крови необходим витамин К, а дефицит витамина К может привести к проблемам со свертыванием крови.Многие тромбоциты сходятся и слипаются в месте раны, образуя тромбоцитарную пробку (также называемую фибриновым сгустком). Пробка или сгусток сохраняется в течение нескольких дней и останавливает потерю крови. Тромбоциты образуются в результате распада более крупных клеток, называемых мегакариоцитами. На каждый мегакариоцит образуется от 2000 до 3000 тромбоцитов, из которых от 150 000 до 400 000 тромбоцитов присутствует в каждом кубическом миллиметре крови. Каждая пластинка имеет форму диска и имеет диаметр 2-4 мкм. Они содержат множество мелких пузырьков, но не содержат ядра.
(a) Тромбоциты образуются из крупных клеток, называемых мегакариоцитами. Мегакариоцит распадается на тысячи фрагментов, которые становятся тромбоцитами. (b) Тромбоциты необходимы для свертывания крови. Тромбоциты собираются на участке раны вместе с другими факторами свертывания, такими как фибриноген, с образованием фибринового сгустка, который предотвращает потерю крови и позволяет ране зажить.
Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов. Артерии забирают кровь из сердца.Основная артерия — это аорта, которая разветвляется на основные артерии, по которым кровь поступает к разным конечностям и органам. К этим основным артериям относятся сонная артерия, по которой кровь поступает в мозг, плечевые артерии, по которым кровь поступает в руки, и грудная артерия, по которой кровь поступает в грудную клетку, а затем в печеночные, почечные и желудочные артерии для печени, почек. , и желудок соответственно. По подвздошной артерии кровь идет к нижним конечностям. Главные артерии расходятся на второстепенные артерии, а затем на более мелкие сосуды, называемые артериолами, чтобы проникнуть глубже в мышцы и органы тела.
Показаны основные артерии и вены человека. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)
Артериолы расходятся в капиллярные русла. Капиллярные русла содержат большое количество (от 10 до 100) капилляров, которые разветвляются между клетками и тканями тела. Капилляры — это трубки узкого диаметра, через которые могут проходить красные кровяные тельца в один ряд и которые являются местами обмена питательных веществ, отходов и кислорода с тканями на клеточном уровне. Жидкость также проникает в интерстициальное пространство из капилляров.Капилляры снова сходятся в венулы, которые соединяются с второстепенными венами, которые, наконец, соединяются с основными венами, по которым кровь с высоким содержанием углекислого газа возвращается к сердцу. Вены — это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. По основным венам кровь отводится от тех же органов и конечностей, что и по основным артериям. Жидкость также возвращается к сердцу через лимфатическую систему.
Структура различных типов кровеносных сосудов отражает их функцию или слои. Есть три различных слоя, или туники, которые образуют стенки кровеносных сосудов.Первая оболочка — это гладкая внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток, которые контактируют с эритроцитами. Эндотелиальная оболочка переходит в эндокард сердца. В капиллярах этот единственный слой клеток является местом диффузии кислорода и углекислого газа между эндотелиальными клетками и эритроцитами, а также местом обмена посредством эндоцитоза и экзоцитоза. Движение материалов в области капилляров регулируется сужением сосудов, сужением кровеносных сосудов и расширением сосудов, расширением кровеносных сосудов; это важно для общей регуляции артериального давления.
Вены и артерии имеют еще две оболочки, которые окружают эндотелий: средняя оболочка состоит из гладких мышц, а самый внешний слой — из соединительной ткани (коллагеновые и эластичные волокна). Эластичная соединительная ткань растягивает и поддерживает кровеносные сосуды, а слой гладких мышц помогает регулировать кровоток, изменяя сопротивление сосудов за счет сужения сосудов и расширения сосудов. Артерии имеют более толстые гладкие мышцы и соединительную ткань, чем вены, чтобы выдерживать более высокое давление и скорость недавно перекачиваемой крови.Вены имеют более тонкие стенки, так как давление и скорость потока намного ниже. Кроме того, вены структурно отличаются от артерий тем, что вены имеют клапаны, предотвращающие обратный ток крови. Поскольку вены должны работать против силы тяжести, чтобы кровь вернулась к сердцу, сокращение скелетных мышц помогает потоку крови обратно к сердцу.
Артерии и вены состоят из трех слоев: наружной оболочки внешней оболочки, средней оболочки средней оболочки и внутренней оболочки внутренней оболочки. Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток — внутренней оболочки.(кредит: модификация работы NCI, NIH)
В этом видео рассказывается о структуре и функциях различных типов кровеносных сосудов:
Кровь проталкивается через тело под действием качающегося сердца. С каждым ритмичным насосом кровь под высоким давлением и скоростью выталкивается от сердца, сначала по главной артерии — аорте. В аорте кровь движется со скоростью 30 см / сек. По мере того как кровь движется в артерии, артериолы и, в конечном итоге, в капиллярные русла, скорость движения резко замедляется примерно до 0.026 см / сек, что в тысячу раз медленнее, чем скорость движения в аорте. Хотя диаметр каждой отдельной артериолы и капилляра намного уже, чем диаметр аорты, и в соответствии с законом непрерывности жидкость должна проходить быстрее через трубку с меньшим диаметром, на самом деле скорость медленнее из-за общего диаметра всех объединенные капилляры намного больше диаметра отдельной аорты.
Медленная скорость прохождения через капиллярные русла, которые достигают почти каждой клетки в организме, способствует газообмену и обмену питательными веществами, а также способствует диффузии жидкости в межклеточное пространство.После того, как кровь прошла через капиллярное русло к венулам, венам и, наконец, к основным полым венам, скорость потока снова увеличивается, но все еще намного медленнее, чем первоначальная скорость в аорте. Кровь в основном движется по венам за счет ритмичного движения гладких мышц в стенке сосуда и за счет действия скелетных мышц при движении тела. Поскольку по большинству вен кровь должна перемещаться против силы тяжести, обратное течение крови по венам предотвращается с помощью односторонних клапанов.Поскольку сокращение скелетных мышц способствует венозному кровотоку, важно часто вставать и двигаться после длительного сидения, чтобы кровь не скапливалась в конечностях.
Белки и другие крупные растворенные вещества не могут покидать капилляры. Потеря водянистой плазмы приводит к образованию гиперосмотического раствора в капиллярах, особенно вблизи венул. Это приводит к тому, что около 85% плазмы, которая покидает капилляры, в конечном итоге диффундирует обратно в капилляры рядом с венулами.Оставшиеся 15% плазмы крови вытекают из межклеточной жидкости в близлежащие лимфатические сосуды. Жидкость в лимфе по составу похожа на интерстициальную жидкость. Лимфатическая жидкость проходит через лимфатические узлы, прежде чем вернуться в сердце через полую вену. Лимфатические узлы — это специализированные органы, которые фильтруют лимфу путем просачивания через лабиринт соединительной ткани, заполненной лейкоцитами. Лейкоциты удаляют инфекционные агенты, такие как бактерии и вирусы, чтобы «очистить» лимфу, прежде чем она вернется в кровоток.После того, как она «очищена», лимфа возвращается к сердцу под действием перекачки гладких мышц, работы скелетных мышц и односторонних клапанов, соединяющих возвращающуюся кровь около места соединения полых вен, входящих в правое предсердие сердца.
В этом видео описывается функция лимфатической системы в сочетании с системой кровообращения (остановитесь на 5:40, когда начинается обсуждение иммунной функции):
Разница между закрытой и открытой системой кровообращения
Многие животные используют кровообращение. система для эффективного распределения питательных веществ и материалов по телу.Есть два типа кровеносных систем: открытая и закрытая. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки. Хотя закрытая система является более продвинутой и обеспечивает более быстрое распространение, многие беспозвоночные и другие животные лучше подходят для более простой открытой системы.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Открытая система кровообращения распространена среди мелких животных, таких как членистоногие. Вместо крови циркулирующая жидкость называется гемолимфой и перекачивается сердцем в полость тела, называемую гемоцель, где она плещется и омывает внутренние органы питательными веществами и газами.Кровяное давление очень низкое, поэтому это подходящая система только для животных с низким метаболизмом, которым не нужна быстрая энергия или иммунная защита, или кровь, чтобы достигать дальних конечностей.
Более крупные животные и позвоночные имеют замкнутую систему кровообращения, включая человека. Основными функциями системы кровообращения являются газообмен, распределение гормонов и питательных веществ, а также удаление отходов. Двумя основными процессами закрытой системы являются малое кровообращение и большой круг кровообращения.Деоксигенированная кровь проходит через легкие для получения кислорода из вдыхаемого воздуха. Затем системная циркуляция распределяет по телу только что насыщенную кислородом кровь. В отличие от омовения кровью всех тканей и органов, кровь остается в сосудах и под высоким давлением транспортируется ко всем конечностям тела и от них с большой скоростью.
Открытая кровеносная система
Открытая кровеносная система является более простой из двух систем. Эта система распространена среди членистоногих.Сердце перекачивает кровь — или, как ее обычно называют, открытую кровеносную систему — гемолимфу — в открытую полость, называемую гемоцель. Гемолимфа смешивается с интерстициальной жидкостью и плещется вокруг гемоцели, омывая внутренние органы и доставляя питательные вещества и, в некоторых случаях, газы, такие как кислород. У некоторых животных сердце — это просто аорта или другой кровеносный сосуд, и гемолимфа пульсирует по всему телу за счет мышечных сокращений.
Нет артерий или крупных вен для перекачивания гемолимфы, поэтому артериальное давление очень низкое.Организмы с открытой системой кровообращения обычно имеют относительно большой объем гемолимфы и низкое кровяное давление. Примеры животных с открытой кровеносной системой включают насекомых, пауков, креветок и большинство моллюсков.
Закрытая система кровообращения
Более крупные и более активные животные, включая всех позвоночных, имеют закрытую систему кровообращения. Эта более сложная система состоит в основном из крови, сердца и сети кровеносных сосудов. Основными функциями системы кровообращения являются газообмен, распределение гормонов и питательных веществ, а также удаление отходов.
Двумя основными процессами в системе являются малое кровообращение и большой круг кровообращения. В первом процессе дезоксигенированная кровь проходит через легкие для газообмена, чтобы получить кислород из вдыхаемого воздуха. Затем системная циркуляция распределяет по телу только что насыщенную кислородом кровь. Кровь забирает из клеток углекислый газ, продукт метаболизма, и снова возвращает его в легкие.
В закрытой системе кровообращения кровь по артериям направляется в вены и к более мелким кровеносным сосудам по всему телу.В отличие от омовения кровью всех тканей и органов, кровь остается в сосудах и под высоким давлением транспортируется ко всем конечностям тела и от них с большой скоростью.
Преимущества открытой системы
Открытая система кровообращения требует меньше энергии для распределения. Эта система больше подходит для животных с более медленным метаболизмом и меньшим размером тела. Из-за отсутствия артерий артериальное давление остается низким, а кислороду требуется больше времени, чтобы добраться до клеток организма.Если у организма низкий метаболизм, то есть он обычно менее активен в таких процессах, как передвижение, пищеварение и дыхание, ему требуется меньше кислорода. Поскольку насыщенной кислородом крови требуется больше времени, чтобы достичь конечностей тела, открытая система возможна только у мелких животных.
Преимущества закрытой системы
Закрытая система работает с гораздо более высоким кровяным давлением. Он более эффективен, так как использует меньше крови для еще более высокого и быстрого распределения.Поскольку насыщенная кислородом кровь может достигать конечностей тела быстрее, чем при открытой системе, организмы с закрытой системой могут иметь более высокий метаболизм, что позволяет им быстрее перемещаться, переваривать и выводить отходы.