Смекни!
smekni.com

Эволюция системы кровообращения (стр. 1 из 4)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет»

Биологический факультет

ЭВОЛЮЦИЯ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ

(реферат)

Выполнила: студентка 4 курса

752 гр. БФ Папст Т. В.

__________________________

Проверил:

д.б.н., проф. Журавлев В.Б.

__________________________

Оценка____________________

«____» ______________ 2008 г.

Барнаул – 2008

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Становление замкнутой системы циркуляции…………………….5

Глава 2. Эволюционные изменения в кровообращении……..……………..6

2.1.Изменение объема циркулирующей жидкости….………………..6

2.2.Изменение скорости кровотока…………………………………….7

2.3.Эволюция сердца……………………………………………………8

2.4.Эволюция систем регуляции кровообращения…………………..12

2.5.Эволюция вазомоторных механизмов……………………………14

2.6.Эволюция рефлекторной регуляции сердечной деятельности….16

Глава 3. Некоторые общие закономерности эволюции системы крови....17

Заключение……………………………………………………………………….23

Литература……………………………………………………………………….25

Введение

Постепенное усложнение живых организмов в процессе эволюции не могло не сопровождаться усложнением системы транспорта веществ. Разви­тие нашей кровеносной системы не шло по пути логического и неукосни­тельного прогресса. Вероятно, под влиянием случайных мутаций, изменений внешней среды и меняющихся критерий естественного отбора эволюция не всегда идет прямолинейно.

Число мутаций, происшедших с момента возникновения первой клет­ки, поистине недоступно нашему воображению. Из тысяч возможных мута­ций (каждая из которых представляет собой результат случайного воздейст­вия внешней среды на генетический материал клетки) какая-нибудь одна может оказаться благоприятной, т. е. может способствовать выживанию. Как правило, мутации, связанные с достаточно крупными изменениями, неблаго­приятны и устраняются при отборе.

Общее число мутаций, возникших как «ошибки» при воспроизведении, а потом бесследно исчезнувших, не поддается человеческому воображению. И все же в действительности каждый шаг этой эволюции можно проследить в окружающем нас мире. Первое живое существо, появившееся на земле, веро­ятно, мало чем отличалось от одноклеточной амебы, которая до сих пор оби­тает в наших водоемах. Систему циркуляции с открытыми порами до сих пор можно наблюдать на губке.

Естественный отбор, каким бы сложным он не казался, происходит с исключительной логикой и чрезвычайной экономией. Выживает все наибо­лее целесообразное. Все, что целесообразно и экономично, выживает с боль­шей легкостью, чем-то, что столь же целесообразно, но менее экономично (Симен, 1965).

Цель реферата - рассмотрение возникновения и эволюционного изме­нения кровообращения как системы транспорта от простейших организмов до млекопитающих и человека.

Задачи: рассмотрение образования замкнутой системы кровообращения, вы­деления и постепенного усложнения сердца, изменение объема циркули­рующей крови.

1. Становление замкнутой системы циркуляции

У простейших организмов метаболическая связь организма с окружающей средой осуществляется путем простой диффузии газов и других веществ че­рез клеточную мембрану. В организме низших многоклеточных животных между клетками формируется тканевая жидкость, через нее осуществляется обмен веществ между различными клетками, а также проникновение газов, воды и других веществ из окружающей среды и выделение конечных про­дуктов обмена из организма. У беспозвоночных и у низших хордовых появ­ляется особая жидкость - гемолимфа, которая по незамкнутой системе тру­бок достигает различных частей тела, где сосуды прерываются щелями, ла­кунами, лишенными собственных стенок. Гемолимфа смешивается с ткане­вой жидкостью, проникает в межклеточные пространства и возвращается в сердце (Неудахин, 1980).

Характерной чертой эволюции кровообращения является постепенное обособление аппарата кровообращения в замкнутую систему (Неудахин, 1980). В замкнутых системах кровь не вступает в непосредственный контакт с клетками. Средой для клеток является тканевая жидкость, обменивающаяся с кровью через капиллярную сетку. Существуют гипотезы, что лакунарная циркуляция гомологична лимфатической системе позвоночных (Коштоянц, 1940).

Замыкание системы кровообращения впервые наметилось у кольчатых червей. Одновременно происходило структурное и функциональное обособ­ление специализированного мышечного органа - сердца, которое играет роль насоса, обеспечивающего движение крови по сосудам (Неудахин, 1980).

2. Эволюционные изменения в кровообращении

2.1. Изменение объема циркулирующей жидкости

У животных с незамкнутой циркуляцией объем крови соответствует объему внеклеточной жидкости животных с замкнутой системой и составля­ет 30% объема тела. У некоторых видов моллюсков эта величина превышает 50%. У млекопитающих и птиц объем крови составляет в среднем 7-10% объема тела, 40-50% объема крови приходится на плазму. Изоляция системы циркуляции сопровождалось уменьшением объема циркулирующей крови.

Величина транспорта кислорода зависит не столько от объема крови, заключенной в системе циркуляции, сколько от производительности сердца и кислородной емкости крови. Последняя определяется пигментами - гемогло­бином, хлорокруорином, гемоэритрином, гемоцианином. У беспозвоночных кислородная емкость крови низка: у моллюсков, червей и членистоногих она составляет 1-5 об.%, пойкилотермных позвоночных - 5-12 об.%, млекопи­тающих и птиц 15-20 об.%, ныряющих млекопитающих (тюленей) и птиц (пингвины) кислородная емкость крови может превышать 30 об.%

В ходе эволюции изменилось и сродство дыхательных пигментов к ки­слороду. Как правило, обитатели высот и глубинные ныряльщики характери­зуются более низкими величинами Р50 (парциальное давление кислорода, при котором происходит пятидесятипроцентное насыщение гемоглобином). У рыб, обитающих в воде, обедненной кислородом, Р50 ниже, чем у обитате­лей аэрированных водоемов. У карпа Р50 составляет 5 мм рт. ст. (0,66 кПа), а у форели — 30 мм рт. ст. (40 кПа) (Хлопин, 1984 г.). В ряду позвоночных ры­бы наименее обеспечены переносчиком кислорода: 1,5-2 г гемоглобина на 1 кг массы тела. У земноводных и пресмыкающихся эта величина соответст­венно 3 и 4 г на 1 кг. У гомойтерных животных она колеблется, как правило, в пределах 11-20 г (Коржуев, 1973 г.), следовательно, в ходе эволюции уменьшение объема циркулирующей жидкости сочетается с возрастанием ее кислородной емкости за счет появления и увеличения содержания пигментов, обладающих высокой способностью обратимо присоединять кислород (Коштоянц, 1940 г.).

2.2. Изменение скорости кровотока

Анализ основных эволюционных изменений объемной скорости цир­куляции затруднен тем, что величина кровотока зависит от многих факторов: массы тела, способности поддерживать постоянство температуры тела, осо­бенностей среды обитания, особенностей жизнедеятельности (способность к полету, нырянию и т. д.). У гомойтермных животных величина минутного объема сердца возрастает с уменьшением массы тела.

Большую производительность сердца у мелких теплокровных связы­вают с высоким запросом кислорода, необходимого, чтобы поддерживать по­стоянную температуру тела. Известно, что мелкие животные остывают и ра­зогреваются чрезвычайно быстро.

У птиц в покое сердечный выброс в полтора раза выше, чем у млекопи­тающих с той же массой тела. Во время полета эта величина возрастает в не­сколько раз.

Сравнение относительных величин минутного объема крови у предста­вителей различных классов свидетельствует о возрастании в ходе эволюции производительности сердца. У амфибий и рептилий эта величина составляет 2-5,9 мл/мин на 100 г массы тела. У теплокровных позвоночных она в сред­нем в 10 раз выше (Шошенко 1975 г.)

Объем циркулирующей крови у млекопитающих по сравнению с бес­позвоночными совершает большое число кругооборотов.

Возрастание производительности сердца в эволюции обеспечено глав­ным образом увеличением частоты сердечных сокращений. У амфибий и рептилий частота сокращений сердца ниже, чем у высших позвоночных.

В ходе эволюции возрастает показатель общего периферического со­противления сосудов.

Одним из важных направлений развития кровеносной системы являет­ся дифференцировка сократительных элементов сосудов в специальный ор­ган — сердце (Гинецкий, 1947 г.).

2.3. Эволюция сердца

Сердце как специальный мышечный орган, дифференцирующий из брюшного пульсирующего участка главного сосуда, имеется уже у круглоротых. Оно состоит из двух основных мускульных отделов — предсердия и же­лудочка с незамкнутой околосердечной полостью и называется двухкамер­ным, хотя в нем имеется еще один отдел — венозная пазуха, находящаяся в месте впадения вен в предсердие. Сердце локализовано в головной области. В отличие от всех других позвоночных животных система кровообращения круглоротых незамкнута. У круглоротых есть ряд добавочных сердец, глав­ным образом в венозной системе: воротное сердце, кардинальные и каудальные сердца.

У рыб, сердце которых также относится к двухкамерным, появляется артериальных конус (у хрящевых рыб), или артериальная луковица (у кости­стых рыб) в месте выхода из желудочка артериального ствола. Все камеры сердца отделяются друг от друга специальными клапанами, позволяющими крови протекать только в одном определенном направлении при ритмиче­ском сокращении сердца.

Сердце круглоротых и рыб относится к венозным или жаберным: через все отделы протекает только венозная кровь, аэрация крови происходит за счет кислорода растворенного в воде, при диффузии его через стенки жабер­ных капилляров.