pour les organismes plus complexes, la diffusion n’est pas efficace pour faire circuler efficacement les gaz, les nutriments et les déchets dans le corps; par conséquent, des systèmes circulatoires plus complexes ont évolué. La plupart des arthropodes et de nombreux mollusques ont un système circulatoire ouvert. Dans un système ouvert, un cœur battant allongé pousse l’hémolymphe à travers le corps et les contractions musculaires aident à déplacer les fluides., Les crustacés plus gros et plus complexes, y compris les homards, ont développé des vaisseaux artériels pour pousser le sang à travers leur corps, et les mollusques les plus actifs, tels que les calmars, ont développé un système circulatoire fermé et sont capables de se déplacer rapidement pour attraper leurs proies. Les systèmes circulatoires fermés sont une caractéristique des vertébrés; cependant, il existe des différences significatives dans la structure du cœur et la circulation du sang entre les différents groupes de vertébrés en raison de l’adaptation au cours de l’évolution et des différences anatomiques associées. La Figure 21.,4 illustre les systèmes circulatoires de base de certains vertébrés: poissons, amphibiens, reptiles et mammifères.
comme illustré à la Figure 21.4 un poisson a un seul circuit pour la circulation sanguine et un cœur à deux chambres qui n’a qu’un seul oreillette et un seul ventricule. L’oreillette recueille le sang qui est revenu du corps et le ventricule pompe le sang vers les branchies où l’échange de gaz se produit et le sang est ré-oxygéné; c’est ce qu’on appelle la circulation branchiale. Le sang continue ensuite à travers le reste du corps avant de revenir à l’oreillette; c’est ce qu’on appelle la circulation systémique., Ce flux sanguin unidirectionnel produit un gradient de sang oxygéné en sang désoxygéné autour du circuit systémique du poisson. Le résultat est une limite dans la quantité d’oxygène qui peut atteindre certains organes et tissus du corps, réduisant la capacité métabolique globale des poissons.
chez les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères, le flux sanguin est dirigé dans deux circuits: l’un à travers les poumons et vers le cœur, appelé circulation pulmonaire, et l’autre dans le reste du corps et ses organes, y compris le cerveau (circulation systémique)., Chez les amphibiens, les échanges gazeux se produisent également à travers la peau pendant la circulation pulmonaire et sont appelés circulation pulmocutanée.
comme le montre la Figure 21.4 b, les amphibiens ont un cœur à trois chambres qui a deux oreillettes et un ventricule plutôt que le cœur à deux chambres des poissons. Les deux oreillettes (chambres cardiaques supérieures) reçoivent le sang des deux circuits différents (les poumons et les systèmes), puis il y a un mélange du sang dans le ventricule du cœur (chambre cardiaque inférieure), ce qui réduit l’efficacité de l’oxygénation., L’avantage de cette disposition est que la haute pression dans les vaisseaux pousse le sang vers les poumons et le corps. Le mélange est atténué par une crête dans le ventricule qui détourne le sang riche en oxygène à travers le système circulatoire systémique et le sang désoxygéné vers le circuit pulmocutané. Pour cette raison, les amphibiens sont souvent décrits comme ayant une double circulation.
la plupart des reptiles ont également un cœur à trois chambres semblable au cœur des amphibiens qui dirige le sang vers les circuits pulmonaire et systémique, comme le montre la Figure 21.4 C., Le ventricule est divisé plus efficacement par un septum partiel, ce qui entraîne moins de mélange de sang oxygéné et désoxygéné. Certains reptiles (alligators et crocodiles) sont les animaux les plus primitifs à présenter un cœur à quatre chambres. Les crocodiliens ont un mécanisme circulatoire unique où le cœur évacue le sang des poumons vers l’estomac et d’autres organes pendant de longues périodes de submersion, par exemple, pendant que l’animal attend sa proie ou reste sous l’eau en attendant que sa proie pourrisse., Une adaptation comprend deux artères principales qui quittent la même partie du cœur: l’une transporte le sang vers les poumons et l’autre fournit une autre voie vers l’estomac et d’autres parties du corps. Deux autres adaptations comprennent un trou dans le cœur entre les deux ventricules, appelé foramen de Panizza, qui permet au sang de se déplacer d’un côté du cœur à l’autre, et un tissu conjonctif spécialisé qui ralentit le flux sanguin vers les poumons. Ensemble, ces adaptations ont fait des crocodiles et des alligators l’un des groupes d’animaux les plus performants sur le plan évolutif sur terre.,
chez les mammifères et les oiseaux, le cœur est également divisé en quatre chambres: deux oreillettes et deux ventricules, comme illustré à la Figure 21.4 d. le sang oxygéné est séparé du sang désoxygéné, ce qui améliore l’efficacité de la double circulation et est probablement nécessaire au mode de vie à sang chaud des mammifères et des oiseaux. Le cœur à quatre chambres des oiseaux et des mammifères a évolué indépendamment d’un cœur à trois chambres. L’évolution indépendante du même trait biologique ou d’un trait biologique similaire est appelée évolution convergente.,
résumé
chez la plupart des animaux, le système circulatoire est utilisé pour transporter le sang à travers le corps. Certains animaux primitifs utilisent la diffusion pour l’échange d’eau, de nutriments et de gaz. Cependant, les organismes complexes utilisent le système circulatoire pour transporter les gaz, les nutriments et les déchets à travers le corps. Les systèmes circulatoires peuvent être ouverts (mélangés au liquide interstitiel) ou fermés (séparés du liquide interstitiel)., Les systèmes circulatoires fermés sont une caractéristique des vertébrés; cependant, il existe des différences significatives dans la structure du cœur et la circulation du sang entre les différents groupes de vertébrés en raison des adaptations au cours de l’évolution et des différences anatomiques associées. Les poissons ont un cœur à deux chambres avec une circulation unidirectionnelle. Les amphibiens ont un cœur à trois chambres, qui a un mélange du sang, et ils ont une double circulation. La plupart des reptiles non aviaires ont un cœur à trois chambres, mais ont peu de mélange du sang; ils ont une double circulation., Les mammifères et les oiseaux ont un cœur à quatre chambres sans mélange du sang et de la double circulation.