För mer komplexa organismer är diffusion inte effektiv för cykelgaser, näringsämnen och avfall effektivt genom kroppen.därför utvecklades mer komplexa cirkulationssystem. De flesta leddjur och många blötdjur har öppna cirkulationssystem. I ett öppet system skjuter ett långsträckt slaghjärta hemolymph genom kroppen och muskelkontraktioner hjälper till att flytta vätskor., De större mer komplexa kräftdjur, inklusive hummer, har utvecklat arteriella-liknande kärl för att driva blod genom sina kroppar, och de mest aktiva blötdjur, såsom squids, har utvecklat ett slutet cirkulationssystem och kan röra sig snabbt för att fånga byte. Slutna cirkulationssystem är en egenskap hos ryggradsdjur; det finns emellertid signifikanta skillnader i hjärtets struktur och blodcirkulationen mellan de olika ryggradsdjur grupperna på grund av anpassning under evolutionen och associerade skillnader i anatomi. Figur 21.,4 illustrerar de grundläggande cirkulationssystemen hos vissa ryggradsdjur: fisk, amfibier, reptiler och däggdjur.
som illustreras i Figur 21.4 har en fisk en enda krets för blodflöde och ett tvåkammare hjärta som bara har ett enda atrium och en enda ventrikel. Atriumet samlar blod som har återvänt från kroppen och ventrikeln pumpar blodet till gälarna där gasutbyte uppstår och blodet återsyreseras; detta kallas gill-cirkulation. Blodet fortsätter sedan genom resten av kroppen innan det kommer tillbaka till atriumet; detta kallas systemisk cirkulation., Detta enkelriktade flöde av blod ger en gradient av syresatt till deoxygenerat blod runt fiskens systemiska krets. Resultatet är en gräns i mängden syre som kan nå några av kroppens organ och vävnader, vilket minskar fiskens totala metaboliska kapacitet.
i amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur riktas blodflödet i två kretsar: en genom lungorna och tillbaka till hjärtat, som kallas lungcirkulationen och den andra i resten av kroppen och dess organ inklusive hjärnan (systemisk cirkulation)., I amfibier sker gasutbyte också genom huden under lungcirkulationen och kallas pulmokutan cirkulation.
som visas i Figur 21.4 B har amfibier ett trekammare hjärta som har två atria och en ventrikel snarare än fiskens tvåkammarhjärta. De två atrierna (superior heart chambers) tar emot blod från de två olika kretsarna (lungorna och systemen), och sedan finns det en viss blandning av blodet i hjärtats ventrikel (sämre hjärtkammare), vilket minskar effektiviteten av syrebildning., Fördelen med detta arrangemang är att högt tryck i kärlen skjuter blod till lungorna och kroppen. Blandningen mildras av en ås i ventrikeln som avleder syrerikt blod genom det systemiska cirkulationssystemet och deoxygenerat blod till pulmokutankretsen. Av denna anledning beskrivs amfibier ofta som att ha dubbel cirkulation.
de flesta reptiler har också ett trekammare hjärta som liknar det amfibiska hjärtat som leder blod till lung-och systemkretsarna, vilket visas i Figur 21.4 C., Ventrikeln delas mer effektivt av en partiell septum, vilket resulterar i mindre blandning av syresatt och deoxygenerat blod. Vissa reptiler (alligatorer och krokodiler) är de mest primitiva djuren som uppvisar ett fyrkammare hjärta. Krokodiler har en unik cirkulationsmekanism där hjärtat skakar blod från lungorna mot magen och andra organ under långa perioder av nedsänkning, till exempel, medan djuret väntar på byte eller stannar under vattnet väntar på byte att ruttna., En anpassning innefattar två huvudartärer som lämnar samma del av hjärtat: en tar blod till lungorna och den andra ger en alternativ väg till magen och andra delar av kroppen. Två andra anpassningar inkluderar ett hål i hjärtat mellan de två ventriklarna, som kallas Panizzas foramen, vilket gör att blod kan röra sig från ena sidan av hjärtat till det andra och specialiserad bindväv som saktar blodflödet till lungorna. Tillsammans har dessa anpassningar gjort krokodiler och alligatorer till en av de mest evolutionärt framgångsrika djurgrupperna på jorden.,
hos däggdjur och fåglar är hjärtat också uppdelat i fyra kamrar: två atria och två ventriklar, vilket illustreras i Figur 21.4 d. det oxygenerade blodet separeras från det deoxygenerade blodet, vilket förbättrar effektiviteten av dubbel cirkulation och är förmodligen nödvändigt för den varmblodiga livsstilen hos däggdjur och fåglar. Det fyrkammade hjärtat av fåglar och däggdjur utvecklades oberoende av ett trekammare hjärta. Den oberoende utvecklingen av samma eller liknande biologiska drag kallas konvergent evolution.,
sammanfattning
i de flesta djur används cirkulationssystemet för att transportera blod genom kroppen. Vissa primitiva djur använder diffusion för utbyte av vatten, näringsämnen och gaser. Men komplexa organismer använder cirkulationssystemet för att bära gaser, näringsämnen och avfall genom kroppen. Cirkulationssystem kan vara öppna (blandade med interstitiell vätska) eller slutna (separerade från interstitiell vätska)., Slutna cirkulationssystem är en egenskap hos ryggradsdjur; det finns emellertid signifikanta skillnader i hjärtets struktur och blodcirkulationen mellan de olika ryggradsdjur grupperna på grund av anpassningar under evolutionen och associerade skillnader i anatomi. Fisk har ett tvåkammare hjärta med enkelriktad cirkulation. Amfibier har ett trekammare hjärta, som har viss blandning av blodet, och de har dubbel cirkulation. De flesta icke-aviära reptiler har ett trekammare hjärta, men har liten blandning av blodet; de har dubbel cirkulation., Däggdjur och fåglar har ett fyrkammarhjärta utan blandning av blod och dubbel cirkulation.