У багатоклітинних тварин виникає потреба в транспорті та розподілі по організму кисню, поживних та інших речовин, а також транспорті до органів виділення кінцевих продуктів обміну речовин. Ці функції виконують циркуляторні системи, серед яких можна виділити кровоносну систему та рідину, яка заповнює порожнину тіла або проміжки між клітинами. По судинах кровоносної системи рухається кров. Пригадайте, це тканина внутрішнього середовища, що складається з рідкої міжклітинної речовини - плазми та клітин крові, які ще називають формені елементи (мал. 188). У хребетних тварин і людини такими форменими елементами є еритроцити, лейкоцити та тромбоцити.

Еритроцити забарвлені в червоний колір завдяки вмісту дихального пігменту - гемоглобіну. Це білкова сполука, що містить атом Феруму. Гемоглобін відповідає за зв’язування молекул кисню і транспортування їх до клітин тіла. Віддавши кисень (O2), гемоглобін забирає від тканин молекули вуглекислого газу (СO2), які відносить назад до місця, де відбувається газообмін: легень, покривів. Так кисень з повітря надходить до клітин, а вуглекислий газ виводиться з організму (мал. 189).

Мал. 188. Склад крові: 1 - плазма; 2 - еритроцити; 3 - лейкоцити; 4 - тромбоцити

Мал. 189. Схема газообміну в організмі: 1 - еритроцити в кровоносній судині; 2 - тканини

Лейкоцити - безбарвні клітини крові, які здійснюють захисну функцію. Одні з них захоплюють хвороботворні мікроорганізми та сторонні частинки шляхом фагоцитозу, інші - виробляють біологічно активні речовини, здатні їх знешкоджувати. Тромбоцити в разі ушкодження кровоносних судин беруть участь у формуванні згустків крові, які закупорюють ушкоджені ділянки судин і цим запобігають крововтратам.

ЯКІ ЦИРКУЛЯТОРНІ СИСТЕМИ Є В БЕЗХРЕБЕТНИХ ТВАРИН?

• Справжня кровоносна система формується в кільчастих червів. Вона складається з поздовжніх судин, з’єднаних між собою кільцевими. Кровоносні судини більшого діаметра між собою сполучають найтонші судини - капіляри. Вони формують так звану капілярну сітку в покривах та органах дихання тварин, забезпечуючи газообмін. Кровоносна система кільчастих червів замкнена (мал. 190. А. 1), тобто кров рухається лише по судинах і не потрапляє в порожнину тіла. Серця у них немає.

• Кровоносна система членистоногих, на відміну від кільчастих червів, незамкнена (мал. 190. Б). Рух крові забезпечують скорочення центрального пульсуючого органа - серця. Судини, які відходять від серця, називають артеріями. По них кров надходить безпосередньо в порожнину тіла, де змішується з порожнинною рідиною. Такий вид тканин внутрішнього середовища має назву гемолімфа. Рухаючись порожниною тіла, гемолімфа омиває внутрішні органи. До серця гемолімфа повертається через отвори в його стінках. У річкового рака серце нагадує мішечок з м’язовими стінками, а в павуків та комах має форму трубки (мал. 190. Б. 3, 4).

• Серце в молюсків оточене оболонкою (навколосерцевою сумкою), складається з камер, які називають передсердями та шлуночками. Передсердя - відділи серця, у які надходить кров із кровоносних судин. Шлуночки - відділи серця, у які кров надходить з передсердь. Зі шлуночків кров надходить в артерії. У молюсків, як і в членистоногих, кровоносна система незамкнена (мал. 190. Б, 5). Кров з артерій потрапляє до порожнини тіла, де змішується з порожнинною рідиною, формуючи гемолімфу.

Мал. 190. Типи кровоносних систем безхребетних тварин: А. Замкнена в кільчастих червів (1). Б. Незамкнена в: 2 - ракоподібних; 3 - павукоподібних; 4 - комах; 5 - молюсків

ЯКІ ТИПИ ЦИРКУЛЯТОРНИХ СИСТЕМ ПРИТАМАННІ ХРЕБЕТНИМ ТВАРИНАМ? Кровоносна система хребетних замкнена, є серце, яке забезпечує впорядкований кровообіг.

• У риб серце двокамерне: складається з послідовно розміщених передсердя та шлуночка (мал. 191. А). У серці риб перебуває лише венозна кров. Під час скорочення передсердя кров надходить у шлуночок, скороченням шлуночка перекачується до черевної артерії, а від неї - до зябер. Там венозна кров збагачується киснем і перетворюється на артеріальну. Від зябер артеріальна кров по судинах потрапляє до різних органів, де віддає кисень і насичується вуглекислим газом, перетворюючись на венозну. Від різних тканин та органів венозна кров по венах повертається до серця. Отже, рибам притаманне одне коло кровообігу. Коло кровообігу - це той шлях, який здійснює кров від шлуночка серця до передсердя.

Кров, збагачену киснем, називають артеріальною, а вуглекислим газом - венозною.

• Кровоносна система личинок амфібій побудована так само, яків риб. У дорослих особин серце має три камери: два передсердя та шлуночок. Передсердя, скорочуючись, виштовхують кров до шлуночка. Зі шлуночка кров потрапляє в основні артерії і розноситься по всьому тілу. Частина крові зі шлуночка серця надходить до легень. Там вона збагачується киснем і стає артеріальною. Далі по венах кров повертається до лівого передсердя. Це так зване мале коло кровообігу. Решта крові зі шлуночка надходить до всіх інших органів. Там вона віддає кисень і стає венозною. Венозна кров повертається у праве передсердя. Так утворюється велике коло кровообігу. Отже, в амфібій два кола кровообігу (мал. 191. Б). Крім венозної крові, у праве передсердя по венах потрапляє й артеріальна кров, тому що в амфібій газообмін відбувається ще й у шкірі. У правому передсерді венозна та артеріальна кров змішуються.

Мал. 191. Типи кровоносних систем хребетних тварин: А. Риби мають двокамерне серце, яке складається з передсердя (1) та шлуночка (2), від якого кров прямує до зябер (3). Б. В. Амфібії та рептилії мають трикамерне серце, яке складається з двох передсердь (1) та одного шлуночка (2). Від шлуночка кров по малому колу кровообігу (3) прямує до легень (в амфібій - і до шкіри), а по великому (4) - до інших органів. Г. Птахи та ссавці мають чотирикамерне серце, яке складається з двох передсердь (1) та двох шлуночків (2). Їм також властиві два кола кровообігу: мале (3) та велике (4)

• У рептилій серце також трикамерне, але в шлуночку є неповна перетинка, що частково перешкоджає змішуванню артеріальної та венозної крові (мал. 191. В). Цікаво, що в крокодилів серце чотирикамерне, як у птахів і ссавців.

• У птахів і ссавців чотирикамерне серце (мал. 191. Г), у якому права частина, де знаходиться венозна кров, та ліва, куди надходить артеріальна, повністю ізольовані одна від одної. Тож венозна та артеріальна кров не змішуються. До всіх органів птахів і ссавців, окрім легень, надходить лише артеріальна кров з великою кількістю кисню.

У більшості ссавців еритроцити не мають ядер, на відміну від інших груп хребетних тварин. Це забезпечує більший вміст у них гемоглобіну та можливість перенесення більших порцій кисню.

ЯКИХ ТВАРИН НАЗИВАЮТЬ ХОЛОДНОКРОВНИМИ, А ЯКИХ - ТЕПЛОКРОВНИМИ? Усі безхребетні, риби, амфібії та рептилії є холоднокровними. Їхня температура тіла залежить від температури навколишнього середовища. Зі зниженням температури навколишнього середовища всі процеси життєдіяльності в холоднокровних тварин уповільнюються, і вони можуть переходити в неактивний стан, наприклад у стан заціпеніння.

Джерелом теплоутворення в клітинах організмів є біохімічні процеси, які супроводжуються виділенням енергії. Що більше кисню переносить кров, то більше тепла виділяється у процесах окиснення органічних речовин і то вищою може бути температура тіла. Змішана кров риб, амфібій і рептилій містить менше кисню порівняно із чистою артеріальною, яка притаманна птахам і ссавцям. Тварин, у яких температура тіла постійна і не залежить від температури навколишнього середовища, називають теплокровними.

Здатність підтримувати стале співвідношення між виробленням тепла в організмі або його поглинанням з довкілля та витратами теплової енергії має назву теплорегуляція.

Біологічний словничок: замкнена й незамкнена кровоносна система, артеріальна й венозна кров, теплокровні та холоднокровні тварини.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

Процеси транспорту організмом поживних речовин, газів, кінцевих продуктів обміну речовин, біологічно активних речовин здійснюють циркуляторні системи, найдосконалішою з яких є кровоносна.

Центральним пульсуючим органом кровоносної системи є серце, яке забезпечує рух крові. Судини, якими кров рухається від серця, називають артеріями, а до серця - венами. Найдрібніші кровоносні судини називають капілярами.

У молюсків і членистоногих кровоносна система незамкнена. У кільчастих червів, амфібій, рептилій, птахів і ссавців замкнена кровоносна система. Риби мають одне коло кровообігу, решта хребетних тварин - два.

Тварин залежно від рівня обміну речовин поділяють на теплокровних і холоднокровних. Теплокровним тваринам притаманні досконалі механізми теплорегуляції. Тому в них постійна температура тіла, яка не залежить від температури довкілля.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

1. Які біологічні функції виконує кровоносна система? 2. Яка роль серця в забезпеченні кровообігу? 3. Які судини називають артеріями, венами та капілярами? 4. Який тип кровоносної системи називають замкненою, а який - незамкненою? 5. Які тварини належать до теплокровних, а які - до холоднокровних?

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ

Як ускладнювалась система кровообігу у хребетних тварин у процесі історичного розвитку?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

При надходженні змішаної (з правого передсердя) та артеріальної (з лівого передсердя) крові у шлуночок серця амфібії подальшого її змішування не відбувається. Це пояснюють тим, що внутрішня поверхня шлуночка має багато комірчин, які кров окремими порціями заповнює на короткий час. Унаслідок цього найбідніша на кисень кров надходить до легень, змішана - до різних внутрішніх органів, найбільш насичена киснем - до головного мозку. Поміркуйте, чому саме так.

ПРАКТИЧНА РОБОТА 4

Тема: Порівняння будови кровоносної системи хребетних тварин

Мета: розглянути і порівняти кровоносні системи хребетних тварин.

Обладнання, матеріали та об’єкти дослідження: схеми кровоносних систем риб, амфібій, рептилій, птахів, ссавців.

Хід роботи

1. Розгляньте і проаналізуйте схему кровоносної системи риб. Зверніть увагу на напрямок руху крові від серця до зябер. Скільки кіл кровообігу в риб?

2. Розгляньте і проаналізуйте схему кровообігу в амфібій на прикладі жаби. Зверніть увагу на появу другого передсердя. Скільки всіх камер має серце? У зв’язку з появою яких органів у жаби з'явилось друге коло кровообігу?

3. Яка особливість з’являється в будові серця рептилій?

4. Розгляньте і проаналізуйте схеми кровообігу у ссавців і птахів. Скільки камер має таке серце? Які кола кровообігу сформувалися у ссавців і птахів?

5. На схемі проаналізуйте напрямок руху крові по аорті у птахів і ссавців. Укажіть відмінність.

6. Зробіть висновки, проаналізувавши ускладнення в будові системи кровообігу хребетних тварин.