Біологія. 8 клас. Тагліна
§ 14. Еволюція кровоносної системи
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Серце людини має складну будову: чотири камери, клапани, власну систему активації серцевих скорочень. Серцевий цикл складається з подій, які мають бути синхронізовані між собою.
Навіщо нам така складна система? Чи надає вона людині якихось переваг порівняно, наприклад, із рибами, у яких лише одне передсердя й один шлуночок?
Транспортування речовин організмом
У невеликих організмів, як-от плоскі та круглі черви, поживні речовини перерозподіляються між клітинами через міжклітинну (тканинну) рідину. Маленькі розміри цих тварин не потребують додаткової системи транспортування речовин до різних відділів тіла.
У великих тварин розвиваються кровоносна та лімфатична системи.
Кровоносна система буває замкнена й незамкнена. У замкненій кровоносній системі судини утворюють замкнене коло; кров циркулює лише судинами. Замкнену кровоносну систему мають кільчасті черви та хребетні тварини. У незамкненій кровоносній системі судини відкриваються в порожнини тіла; кров (у цих тварин її називають гемолімфа) циркулює як судинами, так і порожнинами тіла. Незамкнену кровоносну систему мають молюски та членистоногі.
Відкритий мікрофон
Замкненою чи незамкненою є кровоносна система в людини?
Кровоносні системи безхребетних
Добре розвинену замкнену кровоносну систему мають кільчасті черви (мал. 14.1). Вона складається з двох великих судин: спинної та черевної, які зв’язані кільцевими судинами.
Мал. 14.1. Кровоносна система дощового черв'яка
М’язи спинної судини штовхають кров до переднього кінця тіла. П’ять пар кільцевих пульсуючих судин («сердець») прокачують кров зі спинної судини в черевну; розташовані в них клапани пропускають кров лише в один бік. По черевній судині кров потрапляє до органів тіла й повертається в спинну судину. Усі судини розгалужуються на мережу капілярів.
Довідка. Багато капілярів у дощового черв'яка розташовані в шкірі, де кров збагачується киснем. Тому його покриви мають рожевий відтінок.
У членистоногих і молюсків кровоносна система незамкнена (мал. 14.2). Гемолімфа з артерій виливається у відкриті порожнини тіла й омиває внутрішні органи. Рух гемолімфи судинами забезпечує серце.
Мал. 14.2. Кровоносна система річкового рака
Відкритий мікрофон
• Скільки кіл кровообігу в дощового черв'яка?
• Як сегментарна будова тіла кільчастих червів впливає на будову кровоносної системи?
• Чи мають судини дощового черв'яка м'язовий шар?
У членистоногих серце багатокамерне, має отвори й розташоване на спинному боці тіла. Гемолімфа повертається з порожнини тіла в серце крізь ці отвори; клапани на отворах перешкоджають її зворотному току. У молюсків серце має відділи: шлуночок і одне або два передсердя. Насичена киснем гемолімфа із зябер або легень потрапляє в передсердя, потім у шлуночок і виштовхується в артерії, що постачають її до органів.
Відкритий мікрофон
• У равликів немає капілярів. Як ви вважаєте, чому?
• Чи є капіляри в комах? Які особливості будови комах зумовлюють те, що їхня гемолімфа безбарвна? Поясніть свою відповідь.
Довідка. Гемолімфа комах безбарвна й не транспортує кисень. У раків, павуків і молюсків кисень переноситься транспортним білком гемоціаніном, до складу якого входять катіони Купруму, що надає гемолімфі цих тварин блакитного кольору.
Еволюція кровоносної системи хордових тварин
У примітивних хордових, як-от ланцетник, немає серця (мал. 14.3). Його функцію виконує розташована під глоткою черевна аорта, здатна до пульсації.
Мал. 14.3. Кровоносна система ланцетника
Кровоносна система хребетних тварин еволюціонувала в такому напрямку:
1) у перших хребетних з’являється справжнє двокамерне серце, яке штовхає кров по великому колу кровообігу (риби);
2) через розвиток легеневого дихання в наземно-повітряному середовищі у тварин виникає додаткове легеневе (мале) коло кровообігу (вперше з’являється в предків амфібій);
3) для більш ефективного насичення тканин киснем виникає потреба розділити артеріальний і венозний кровообіги; це стає можливим через ускладнення будови серця: виникають два передсердя (трикамерне серце амфібій та рептилій), з’являється перегородка (у рептилій), а потім формується чотирикамерне серце (птахи і ссавці) (мал. 14.4; таблиця 4).
Таблиця 4. Еволюція кровоносної системи хребетних
Ефективний кровообіг у птахів і ссавців забезпечив високий рівень метаболізму. Це дало змогу птахам і ссавцям вести дуже активний спосіб життя й зумовило теплокровність — здатність підтримувати постійну температуру тіла.
Довідка. У земноводних і плазунів розвиваються дві дуги аорти, у птахів — лише права, у ссавців — лише ліва дуга.
Знайдіть інформацію й виконайте завдання
Проаналізуйте інформацію в таблиці 4 і на мал. 14.4. Зробіть порівняльну характеристику будови кровоносної системи: а) риб і амфібій; б) плазунів і ссавців, в) птахів і ссавців. Поясніть, чим були зумовлені еволюційні зміни. Яку перевагу вони надали?
Мал. 14.4. Еволюція будови серця хребетних
Опорні точки
У хребетних у процесі еволюції сформувалися велике й мале кола кровообігу й ускладнилася будова серця. Ефективний кровообіг забезпечив теплокровність птахів і ссавців.
Запитання і завдання
1. Чи є незамкнена кровоносна система ефективнішою за замкнену? Наведіть аргументи.
2. Амфібії були першими хребетними, що вийшли на суходіл. Їхня кровоносна система адаптувалася до нових умов існування, але залишилася недосконалою. Користуючись мал. 14.4 і таблицею 4, поясніть, у чому ця недосконалість.
3. Науковці вважають, що вимерлі динозаври мали чотирикамерне серце. Як можна обґрунтувати таке припущення?
4. У деяких рептилій стать ембріонів визначається температурою навколишнього середовища. Наприклад, у крокодилів із яєць, які утримувалися за температури, нижчої за 31 °С, вилуплюються лише самиці, за температури вищої за 33 °С — лише самці. У діапазоні 31-33 °С обидві статі з’являються в рівних пропорціях. Але в птахів і ссавців подібної залежності статі ембріона від температури немає. Як ви вважаєте, чому так?
