Vývoj oběhové soustavy

Seminární práce z VOSu

3. Typy oběhových soustav

Oběhové soustavy se u živočichů liší v mnoha ohledech – délka, hustota, výkonnost, stupeň vývoje. Podle těchto kritérií by se těžko jednotlivě srovnávaly a přehledně rozdělovaly. Existuje však kritériu, které má zásadní vliv jak na výše uvedené vlastnosti, tak na celkový charakter oběhu. Podle toho je dělíme na:

Otevřená a uzavřená soustava se ve spoustě znaků odlišují, viz. níže. Existují ovšem i živočichové, kteří žádnou oběhovou soustavu nemají.

Specializovanou oběhovou soustavu nemůžeme hledat u jednobuněčných živočichů, neboť se u nich nevyvinula. Vnitřní prostředí jejich těl tvoří tekutá cytoplazma, která díky schopnosti difúze vykonává funkce, které připadají soustavě oběhové. Mohlo by se také zdát, že tzv. gastrovaskulární soustava, která se vyvinula u žahavců a ploštěnců, je již považována za formu oběhu. Funkční orgán této soustavy, láčka, splňuje všechny výše uvedené funkce soustavy oběhové, ale kromě nich také zajišťuje trávení a odvod škodlivin z organismu. Z tohoto důvodu jí za specializovanou oběhovou soustavu nepovažujeme, a to i přesto je zde již přítomna mezibuněčná tekutina.

Vývojově dokonalejší typ oběhu se vyvinul u hlístů. Perienterická tekutina zde „vyplňuje prostor mezi entodermálním střevem a mezodermální svalovinou tělní stěny“ (citace) a přichází k přímému kontaktu s orgány, protože pseudocoelom není nijak rozčleněn. Výrazný posun ve vývoji pozorujeme ve faktu, že tělní tekutina se již nenachází v trávicí trubici, jak tomu bylo u žahavců a ploštěnců. Ani zde ale není žádný výkonný orgán, který by vykonával práci. Její pohyb je závislý na pohybech a tlaku při lokomaci živočicha.

Z ploštěnců se ale svou cévní soustavou vymykají pásnice. Ty již mají primitivní cévní soustavu, která se skládá z 1 hřbetní cévy a 2 cév postranních, které jsou s hřbetní cévou propojeny menšími cévkami. Vytváření tak první primitivní systém trubic, ve kterém se tělní těkutiny pohybují. Postrádají však ještě výkonný orgán a tak cirkulují díky pohybu svalstva pásnic.

O oběhové soustavě začínáme mluvit až tehdy, pokud tělní tekutiny jsou při svém oběhu tělem živočicha usměrňovány, jejich oblast výskytu je určena cévami, kterými protékají. Díky tomu se tělní tekutina dostane učeněji a rychleji k cílovým místu organismu (orgánům) a může tak lépe plnit svojí funkci. Dalším určujícím znakem je již výše zmiňovaný výkonný orgán, buď v podobě ztloustlé cévy nebo jako specializovaný orgán.

3.1 Otevřená cévní soustava

Otevřená cévní soustava se vyznačuje tím, že tělní tekutina, nejčastěji se u tohoto typu cévní soustavy setkáváme s hemolymfou, necirkuluje v uzavřeném systému, ale z cév se vylévá přímo do vnitřních prostorů mezi orgány. Tento prostor označujeme jako siny nebo také lakuny. Tělní tekutina zde přichází do přímého styku s tkáněmi. Hemolymfa je nejjednodušší obdobou krve. Narozdíl od ní, ale hemolymfa nedokáže transportovat kyslík. Jedná se o roztok mízy, ve které je rozpuštěno krevní barvivo. Obsahuje tedy již bílkoviny a buňky. Oběhu v otevřeném cévním systému se účastní veškerá mimobuněčná tekutina, která je v organismu. Musí jí být mnoho, protože je důležité, aby se dostala do každého místa a ke každé buňce. Její hmotnost odpovídá 25 – 50% tělesné hmotnosti.

a)kmen: Členovci
V cévní soustavě členovců je centrem jejich otevřené soustavy trubicovité srdce, které je v podstatě velká hřbetní céva, která se od srdce podstatně liší především tím, že je zde absence předsíní. Hřbetní céva tlačí hemolymfu k mozkovým zauzlinám, od kterých se dále šíří do celého hemocoelomu. Zpět je hemolymfa naháněna tlakem další cirkulující tekutiny a do srdce se dostává přes ostie, což jsou párové otvory podél velké hřbetní cévy, jsou kryté chlopněmi, které se pod tlakem otevřou a krev může proudit se je zavěšeno na vazivových snopcích, které ho roztáhnou poté, co se při diastole svěsí. Po obvodu velké hřbetní cévy jsou ostie – párové otvory, kterými přitéká krev z hemocoelu zpět. U hmyzu se setkáváme se silně redukovaným cévní systémem, neboť členovci využívají k dýchaní vzdušnice, které rozvádějí dýchací plyny po těle bez účasti tělních tekutin. Funkci cévní soustavy zde vykonává krátká aorta. Stupeň vývoje cévní soustavy jde ruku v ruce s rozvinutím dýchací soustavy – pokud živočich dýchá celým povrchem těla, je logické, že cévní soustava bude jednodušší, než u živočicha, který dýchá pomocí dýchacích orgánů – žáber.

b)kmen: Měkkýši - třída:plži a mlži
Srdce se nachází na dorzální straně těla měkkýšů. Je umístěno v perikardu, což je vazivová blána, která obaluje srdce. Mlži, plži a hlavonožci se stavbou srdce navzájem od sebe odlišují, protože počet síní závisí na počtu žáber . U mlžů najdeme 1 síň a 1 komoru, plži mají srdce rozdělené na 2 síně a 1 komoru. Síně mají oproti komoře tenkou stěnu. To proto, že nepotřebují vyvíjet žádnou práci. Co je však pro měkkýše společné je to, jak jejich srdce pracuje. Srdcem prochází od dýchacích orgánů okysličená hemolymfa, která je při systole síní vytlačena do komory, která následně podléhá také systole a tak dojde k vypuzení hemolymfy do otevřené cévy (=aorta cephalica), ta se dále větví a z ní tekutina pokračuje do tělních prostorů mezi orgány (=hemocoel). Poté, co dojde k odkysličení, je odkysličená krev přiváděna dorzální cévou zpět k dýchacím orgánům. Ktenidiální cévy přivádějí okysličenou hemolymfu zpět do srdce a celý děj se opakuje. Hemolymfa se do srdce dostává díky tomu, že při systole komory nastane v síni podtlak, který nasává tekutinu zpět.

c)kmen: Strunatci - podkmen: Pláštěnci (salpy, sumky, vršenky)
Pláštěnci jsou mořští živočichové, kteří žijí přisedle na skalách nebo jiném pevném podkladu – ve stadiu polypa. Z hlediska vývojového stupně se jedná o nejjednodušší strunatce. Setkáváme se u nich s abnormalitou, že pouze larva pláštěnců má charakteristické znaky strunatců, dospělec (imago) ovšem nikoliv. Z toho vyplývají i zvláštnosti a odlišnosti cévních soustav, neboť dospělec má otevřenou oběhovou soustavu, narozdíl od larvy, která má cévní soustavu uzavřenou. Srdce má podobu ztlustlé cévy ležící na ventrální straně těla. Z obou konců vybíhají dvě menší cévy, které vedou krev, která je ve většině případů bezbarvá, výjimečně červená do periferních částí těla. Ztlustlá céva pulzuje v pravidelných intervalech, ale aby nebyla okysličenou krví, přiváděnou od žáber, zásobován jen jedna část, dojde po jisté době k zastavení a céva pohání krev do druhé části – dochází zde tedy ke střídání toku krve. Menší cévy mají rozdělenou úlohu zásobování orgánů – jedna přivádí tělní tekutinu k pohlavní a trávicí soustavě, druhá přivádí krev k žábrám, kde se krev okysličuje. 3 typy krevních buněk , speciální barvivo – hemovanadin

3.2 Uzavřená cévní soustava

Druhým typem je uzavřený cévní systém, který vznikl u kroužkovců a obratlovců. Od otevřeného cévního systému se liší především tím, že se oběhu účastní jen určitá část tělní tekutiny, to znamená odhadem 5% hmotnosti organismu. Obíhající tělní tekutinou je již krev=krevní plazma+ krevní buňky. Zbytek tělních tekutin plní funkci tzv. tkáňového moku. který vytváří vodné prostředí pro tkáně a orgány. Krev obíhá v uzavřeném systému cév. Tento systém označujeme také termínem krevní řečiště. Průměr krevního řečiště je přímo úměrný vzdálenosti od srdce. Výkonným orgánem je srdce, které již má složitější strukturu a i větší výkon. Srdce funguje jako pumpa, která pumpuje krev do tepen, ty se následně větví na kapiláry, které zásobují okysličenou krví tkáně a orgány, následně odebírají odpadní látky vzniklé činností metabolismu. Kapiláry se pak následně spojují do žil, které vedou odkysličenou krev zpět do srdce. Krev je hnaná žilami zpět k srdci díky činnosti kosterního svalstva. K okysličování krve dochází v plicích nebo žábrách, kde se na hemoglobin obsažený v červených krvinkách (erytrocyty) váže kyslík. Kromě srdce udržuje proudící krev v pohybu i rozdíl tlaků mezi žílami a tepnami. Krev však není v cévách absolutně izolovaná, protože stěny cév jsou pro nízkomolekulární látky snadno propustné (permeabilita). Na krevní oběh se také napojuje i oběh mízy (lymfy). Ten probíhá v mízní soustavě, kterou tvoří mízní cévy, které vedou mízu do žil.

kmen: Kroužkovci
Kroužkovci jsou neprimitivnější kmen, u kterého je známa uzavřená cévní soustava. Řadíme sem i kmen rypohlavci, kteří byli označeni za nečlánkované kroužkovce. Centrum tvoří silná hřbetní céva=jedná se o dorzální cévu, která pulzuje a žene tak krev směrem od zadu dopředu (céva ale není srdcem jako u předešlých druhů). Přivádí tak krev k tkáním a orgánům. Tato hlavní céva je doplněna navíc ještě ventrální cévou a subneurální cévou. Ventrální céva funguje jako sběrný kanál, do kterého ústí vlásečnice sbírající krev z tkání a orgánů, a vede ji do zadní částí těla. Krev se dostává do pohybu díky peristaltickým stahům těchto cév. Všechny cévy jsou v každém článku propojeny příčnými spojkami= konektivami. Některé z nich jsou také schopné pulzovat. Mezi dorzální a ventrální cévou můžeme nalézt stažlivé přímé spojky, které jsou často označovány jako srdce. Krev tvoří krevní plazma, ve které je rozpuštěn buď chlorocruorin nebo i hemoglobin.

kmen: Měkkýši - třída: Hlavonožci
Hlavonožci jsou nejvíce vyvinutou třídou měkkýšů, neboť kromě pozoruhodné schopnosti učit se, mají mnohem vyvinutější i další soustavy, především tu cévní. U hlavonožců se setkáváme s uzavřenou cévní soustavou, jejímž centrem je srdce. To se skládá z 1 komory a předsíní. Jedná se o tepenné srdce, protože do něj jde krev přímo z žáber, která je okysličená.

kmen: Strunatci
Funkci pohonného orgánu u strunatců plní již dobře vyvinuté srdce, jehož výkon odpovídá nárokům jedince. Nalezneme ho na břišní (ventrální) straně těla. Celkový výkon cévní soustavy obratlovců je ve srovnání s předešlými soustavy mnohonásobně vyšší.

a)třída: Ryby
Cévní soustava ryb je přizpůsobena vodnímu prostředí, ve kterém žijí. Z důvodu neustálého pohybu ve vodě nejsou kladeny na jejich cévní soustavu takové nároky, jako na suchozemské živočichy. Tomu odpovídá i stavba srdce – to se skládá z jedné komory, jedné předsíně a ty jsou doplněny ještě o žilný splav. Žilný splav plní funkci jakéhosi trychtýře, který sbírá krev ze žil a vede jí nejprve do síně. Ze síně krev putuje do komory, ze které je vypuzena do žáber, kde dojde k okysličení. Jak je již patrné, ryby mají venózní srdce. Okysličená krev pokračuje přes hřbetní cévu do vlásečnic. V žábrách ale nastává rapidní snížení tlaku, krev tak přichází o většinu tlaku, kterou získala vypuzením ze srdce. Odlišnost vzniká u oběhu dvojdyšných ryb, u kterých se vyvinul plynový měchýř, který funguje jako pomocný dýchací aparát s mnoha dalšími funkcemi. Kvůli vzniku plynového měchýře došlo k vytvoření speciální tepny, která vede krev z posledního žaberního oblouku do nově vzniklého plynového měchýře a odtud dále pokračuje do síně.

b)třída: Obojživelníci
U obojživelníků se již setkáváme s plícemi, které nahradily evolučně méně vyvinuté žábry. Se vznikem plic dochází k diferenciaci na plicní oběh a tělní oběh. Plicní oběh má za úkol odvádět krev do plic, kde dojde k jejímu okysličení. Tělní oběh zase rozvádí okysličenou do těla a až ke tkáním díky kapilárám, také zajišťuje přívod odkysličené krve zpět do srdce, které jí pak následně vrací do plicního oběhu. V souvislosti s tím muselo radikální změnou projít i srdce. Srdce obojživelníku je složeno z komory a dvou síní. V komoře dochází k míšení okysličené a neokysličené krve. Tento problém řeší částečně dýchání povrchem těla, které hraje u obojživelníku stále podstatnou roli, neboť plíce ještě nejsou dostatečně vyvinuté, aby stíhaly dodávat kyslík celému organismu.

c)třída: Plazi
Pokračuje tendence separace srdce na levou a pravou část. síně. Srdce obsahuje dvě již dokonale oddělené síně a mezi komorami se také vytváří mezikomorová přepážka. Ta však nedorůstá úplně a zůstává v ní tak otvor, přes který je možné míšení krve bez kyslíku a krve bohaté na kyslík. Tato přepážka se skoro douzavře u krokodýlů, kteří mají z plazů nejdokonalejší oběh, a dochází u nich tak ke skoro dokonalému oddělení oběhu tělního a plicního. Jsou zde patrné také dva aortální oblouky. Do pravé síně přichází odkysličená krev, pokračuje do pravé komory, ze které je vedena plicní tepnou do plicního oběhu. Z levé síně, kam je přivedena okysličená krev z plicního oběhu, je krev přečerpána do levé komory, ze které je levým aortálním obloukem rozvedena do celého těla. Ze střední části srdce, kde dochází díky mezeře v mezikomorové přepážce ke smísení okysličené a neokysličené krve, vede levý aortální oblouk směs okysličené a neokysličené krve do zadní části těla.

d)třída: Ptáci a třída: Savci
Obě třídy jsou si svou cévní soustavou velmi podobné, protože se jim již dokonale uzavřela mezikomorová přepážka díky čemuž nedochází k míchání okysličené a neokysličené krve. Srdce obou tříd se skládá ze dvou síní a dvou komor. Samozřejmě zůstává i dokonalá separace plicního a tělního oběhu. Dalším společným znakem je i to, že ptáci i savci mají vyvinutý lymfatický systém. Ptáci mají v poměru k tělu největší srdce že všech živočichů, mají velmi vysoký tlak a nejvyšší tepovou frekvenci.

Stránky jsou optimalizovány pro prohlížeš IE 7 a rozlišení 1024×768.