Светлана Луканина - Избранные лекции по функциональной анатомии человека. «Сердечно-сосудистая система. Органы кроветворения»

Эволюция системы кровообращения

Гуморальное взаимодействие организма с окружающей средой

Эволюционно потребность в сосудистой системе возникла у многоклеточных организмов для взаимосвязи клеток и органов, а также взаимодействия организма с окружающей средой. Взаимодействие со средой у одноклеточныхживотных, представляющих собой самостоятельные организмы, осуществлялось непосредственно: среда → клетка; клетка → среда. С появлением колоний, а особенно многоклеточныхорганизмов и дифференцировкой клеток, возникла необходимость объединения организма в единое целое. На первых этапах это осуществлялось благодаря транспорту веществ с жидкостью между клетками.

Вначале между клетками организма находилась жидкость окружающей среды – древнего океана. Его химический состав со временем значительно изменился и произошло усложнение строения животных организмов. В связи с этим появилась “специальная” циркулирующая жидкость (гемолимфа), которая не смешивалась с водами окружающей среды. На этом этапе эволюции сформировалась самостоятельная сосудистая система. Сосудистая система улучшала снабжение организма кислородом, питательными веществами, а также освобождала его от продуктов метаболизма. Помимо этого, она способствовала поддержанию постоянных условий внутренней среды для существования клеток многоклеточного организма в постоянно меняющихся внешних условиях.

В эволюции сердечно-сосудистой системы происходили следующие преобразования:

переход от разомкнутой, лакунарной системы (иглокожие, членистоногие, плеченогие, моллюски, полухордовые, оболочники и др.) к замкнутой(немертины, кольчатые черви и все позвоночные);

увеличениеколичества круговкровообращения;

формирование сердца, как органа, способного обеспечить движение крови и его усложнение (увеличение числа камер).

Два последних пункта относятся, в первую очередь, к эволюции кровеносной системы позвоночных животных.

Эволюционное развитие сосудистой системы разных классов позвоночных животных

У ланцетникасердце отсутствует, его брюшная аорта своими сокращениями гонит венозную кровь в жаберные капилляры, где она становится артериальной, поступает в спинную аорту, а от нее – к органам. Т.о., у ланцетника имеется один круг кровообращения.

У рыбсердечно-сосудистая система очень похожа на сосудистую систему ланцетника, но у них уже появляется двухкамерное сердце, состоящее из предсердия, собирающего венозную кровь от органов, и желудочка, выталкивающего эту кровь к жабрам. От жабер артериальная кровь поступает к органам. Также как у ланцетника, у рыб есть только один кругкровообращения.

Большой скачок в эволюции сердца происходит у животных в связи с переходом к наземному образу жизни (земноводные). Преобразование сосудистой системы заключается в том, что добавляется второй, малый кругкровообращения, по которому кровь направляется к совершенно новому органу – легким, где осуществляется газообмен. Наличие легочного кровообращения приводит к формированию трехкамерного сердца– два предсердия (одно “артериальное”, в него поступает кровь от легких, другое – “венозное”, собирающее кровь от органов, кровоснабжаемых сосудами большого круга) и один желудочек (со смешанной кровью). Из желудочка выходит аорта и разделяется на две дуги аорты. Одной из них начинается малый, а другой – большой круги кровообращения. Стенка желудочков становится более мощной, чем стенка предсердий. Развивается густая капиллярная сеть, особенно в коже, дыхательная функция которой в связи с недостаточностью легочного дыхания играет важную роль.

Истинно наземными следует считать позвоночных животных, начиная с пресмыкающихся (рептилий). Эволюционные преобразования сердечно-сосудистой системы у пресмыкающихся характеризуются тем, что в сердце, хотя оно и считается трехкамерным, со стороны верхушки снизу вверх вырастает межжелудочковая перегородка. Это уменьшает степень смешивания венозной и артериальной крови, особенно во время систолы (сокращения).

У птицжелудочки полностью обособлены друг от друга, сердце разделено на 4 камеры, остается только правая дуга аорты, хорошо развито капиллярное кровообращение.