Porównanie układu krążenia i układu oddechowego danych grup bezkręgowców.

Nie mogę sobie technicznie pozwolić na opisanie każdego układu każdej grupy zwierząt, poza tym wizualnie kiepsko by to wyglądało, a także dla licealisty trudno byłoby od tak od razu zapamiętać budowę i rolę tylu różnych układów (a ja wszystkie swoje artykuły kieruje docelowo do licealistów). Jest ich bowiem dość sporo, m.in. układ krążenia, oddechowy, nerwowy, wydalniczy, pokarmowy etc. Z tych wszystkich możliwości wybrałem dwie: układ oddechowy i układ krążenia. Myślę, że te dwa układy ściśle ze sobą współpracują, co też postaram się udowodnić. Nie będę w tym artykule zajmował się kręgowcami, bo ów artykuł zyskałby na pięciokrotnie większej objętości. W zestawieniu wezmę pod uwagę pierścienice, mięczaki i stawonogi. Parzydełkowce, płazińce i nicienie – nie wykształciły żadnego z branych pod uwagę układów.

Na początku należy każdemu uświadomić o funkcjach oby tych układów. Układ krwionośny ma kilka zadań, głównym z nich jest transportowanie gazów: tlenu do komórek, a dwutlenku węgla z komórek do narządów oddechowych. Układ ten transportuje również hormony, składniki odżywcze, wydaliny (ów dwutlenek węgla). Układ oddechowy ma głównie tylko jedno zadanie: zaopatrywać tkanki w tlen i wydalać tlenku węgla (IV).

PIERŚCIENICE

Układem oddechowym wieloszczetów są prymitywne, bo zbudowane z wyrostków zewnętrzne skrzela osadzone na parapodiach, czyli cienkich bocznych odgałęzień ciała. Wieloszczety to najbardziej wyspecjalizowane pierścienice, świadczy o tym fakt, że tylko one posiadają ten układ.

Układ krążenia jest bardziej skomplikowany. Ze względu na podzielone ciało pierścienic przegrodami, płyn transportujący tlen i substancje odżywcze nie mógłby przedostać się przez taką przegrodę, czyli z jednego segmentu do drugiego. Dyfuzja u organizmów takiej wielkości także nie wchodzi w grę. Wykształcił się więc system kanalików, czyli po prostu naczyń krwionośnych, które przebiegają przez wszystkie przegrody, czyli przez całą długość organizmu. Są to dwa główne naczynia, biegną one równolegle do siebie wzdłuż ciała, po obu jego stronach. Krew musi dostać się jednak do wszystkich komórek, a nie tylko do peryferyjnych miejsc, dlatego też wykształcił się system naczyń okrężnych, które wychodzą od dwóch głównych naczyń, obtaczając się wokół każdego segmentu. Dzięki takiemu rozwiązaniu płyn ma mniejszą drogę do przebycia na drodze dyfuzji. Cały układ napędza zazwyczaj najgrubsze naczynie grzbietowe (jedno z dwóch głównych naczyń biegnących wzdłuż organizmu). Nie ma więc serca. U niektórych pierścienic rolę serca przyjmują naczynia okrężne, np. u dżdżownicy. Układ krwionośny zazwyczaj jest zamknięty, czyli nie miesza się z płynami jamy ciała. Sieć naczyń szczególnie dobrze rozwinięta jest w parapodiach, powłoce ciała i w ścianie jelita środkowego. Dlaczego parapodia są tak dobrze ukrwione? To akurat banalne pytanie: bo tam odbywa się wymiana gazowa, tam są skrzela. A dlaczego w powłoce ciała i w ścianie jelita środkowego? Przypuszczam, że to z powodu ich mezodermalnego pochodzenia (swoją drogą parapodia też powstały z mezodermy), mianowicie układ krążenia także powstaje z mezodermy. Myślę, że te fakty można połączyć. Wracając… Barwniki tak jak u wszystkich innych bezkręgowców zawarte są w osoczu i mogą nimi być: hemoglobina (białko stworzone z 4 łańcuchów peptydowych – czerwona barwa), erytrokruoryna (czerwona barwa), chlorokruoryna (zielona barwa) i w zależności od barwnika, krew może przybierać kolory od czerwonego przez zielony do żółtego. Choć może też być bezbarwna.

MIĘCZAKI

Wyewoluowały z pierścienic, dowodem tej tezy jest występowanie u obu tych grup zwierząt podobnej larwy, którą nazwano trochoforą. Skoro więc powstały ze zwierząt, które posiadają te układy, a my wiemy, że wykształcenie takich układów jest progresem dla organizmów, a nie zacofaniem, wydaje się jasne, że mięczaki, które powstały z pierścienic posiadają obydwa te układy.

Niektóre mięczaki ważą tony, trudno sobie wyobrazić, żeby wymiana gazowa odbywała się tylko powierzchnią ciała. Dla ciekawych mogę powiedzieć, że dyfuzja ma szanse odbyć się tylko u organizmów niemających średnicy większej od 1 milimetra, ponieważ warstwy tkanek o grubości większej od 0,5 milimetra nie byłyby zaopatrzone w tlen

(0,5mm od dołu i 0,5mm od góry = 1mm). Wnioskiem jest więc fakt, że organizmy większe muszą wytworzyć dodatkowe układy/narządy pomagające transportować i pobierać tlen. Dodatkowo mięczaki to głównie zwierzęta wodne, a jak wiemy, w wodzie znajduje się mniej tlenu niż na lądzie, średnio 1/20 jego zawartości w powietrzu.

Właśnie u tych wodnych przedstawicieli tej grupy, wykształciły się skrzela w jamie płaszczowej (nazywa się więc takie mięczaki – skrzelodysznymi), są to skrzela grzebieniaste, a u małży zwykle blaszkowate.

U ślimaków lądowych skrzela zredukowały się, by mogły zostać zastąpione jamą płucną, takie ślimaki nazywa się płucodysznymi. Ich wymiana gazowa odbywa się na wewnętrznej powierzchni mono ukrwionej jamy płaszczowej. Łódkonogi tak jak ślimaki lądowe, oddychają wewnętrzną powłoką jamy ciała, choć one żyją w pełnosłonych morzach, przykładem łódkonogi jest Dentalium pretiosum.

Co do układu krążenia, mięczaki należy podzielić na głowonogi i resztę. Te pierwsze są najbardziej ewolucyjnie rozwiniętą gromadą tych zwierząt, między innymi dlatego, że ich układ krwionośny jest bardziej skomplikowany i wydajniejszy.

Większość mięczaków ma układ otwarty, zwykle składający się z worka osierdziowego i kilku tętnic. Krew z tych naczyń wylewa się do tak zwanych zatok krwionośnych. A z nich przedostaje się do docelowych komórek. Serce umieszczone jest w worku osierdziowym, zbudowane jest z workowatej komory i przedsionków (tyle ile skrzeli, tyle jest przedsionków). Krew najpierw trafia do skrzeli, gdzie pobiera tlen, potem przez przedsionek do komory, a z komory tętnicami do zatok jamy ciała.

U bardziej rozwiniętych głowonogów układ jest pół-zamknięty, czyli w niewielkim stopniu płyn podróżujący naczyniami wylewa się do zatok krwionośnych. Występuje też serce skrzelowe, pomagające wtłaczać krew do tego narządu układu oddechowego. Wyróżnia się więc u głowonogów obieg duży (serce-ciało-serce) i mały (serce-skrzela-serce).

STAWONOGI

Ostatnią grupą bezkręgowców, którą omówię, są stawonogi. Najważniejsze gromady tej licznej grupy to: skorupiaki, pajęczaki, owady i wije. Nimi też się zajmę, gdyż tylko o nich posiadam wiedzę.

Wodne skorupiaki wykształciły skrzela, które przyjęły postać cienkościennych, silnie ukrwionych wyrostków, umieszczonych zwykle w odnóżach. Bywa i tak, że całe odnóża przyjmują funkcję skrzeli. W trakcie ewolucji tych zwierząt i wychodzenia na ląd, z powodu grawitacji skrzela musiały przekształcić się w worki płucne albo płucotchawki. Musiało do tego dojść, ponieważ ściany skrzeli opadały na siebie i zmniejszały powierzchnię wymiany gazowej. Takie niby płuca, utworzyły się w odwłoku pajęczaków w postaci komór, które są jeszcze podzielone na kieszonki, na których ściankach odbywa się wymiana gazowa. Powietrze do płuc dostaje się przez przetchlinki (stigmy), czyli małe otwory, które otwierają się i zamykają w zależności od zapotrzebowania na tlen.

U owadów, wij i nielicznych pajęczaków pojawiły się tchawki. Zbudowane z chityny, rurki te sięgają do każdej części ciała, te najcieńsze tchawki (średnica mniejsza od 1 μm, a nawet 0,3 μm), mogą dosięgać bezpośrednio komórek (np. mięśniowych, czyli ogólnie takich, które potrzebują szybkiego dostarczania tlenu), nazywa się je tracheolami. Tracheole potrafią się poruszać i przesuwać w stronę tkanek potrzebujących tlen. Tchawka może być zwykłym otworem, ale może też mieć przedsionek i urządzenie filtrujące powietrze. Dzięki takim narządom oddechowym nie jest konieczne uczestniczenie krwi. Powietrze dostaje się do tchawek przez przetchlinki, których u dzisiejszych owadów jest zazwyczaj 10. Chitynowe rurki (tchawki) najczęściej tworzą odrębne rozgałęzienia, które dochodzą do różnych tkanek, rzadko natomiast łączą się poprzecznie. Ich kolejna cecha jest niesprzyjająca, mianowicie nie mogą być zbyt długie, ponieważ wtedy tlen nie dotrze do wszystkich komórek z powodu zbyt wolnej dyfuzji, dlatego ograniczają rozmiary organizmu. Poprzez kurczliwe spłaszczenia ciała organizm wyrzuca powietrze przez tchawki, jest to więc wentylacja. Pozbywa się w ten sposób m.in. dwutlenku węgla. Tchawki powstały z ektodermy poprzez wpuklanie ściany ciała.

U małych stawonogów wymiana gazowa odbywa się wyłącznie całą powierzchnią ciała.

Pora przejść do układu krwionośnego, który u owadów odkrył Wiliam Harvey. Dla wszystkich stawonogów jest on otwarty, płyn, a jest nim hemolimfa, z naczyń wpływa do zatok krwionośnych, choć serce czasem też bezpośrednio wtłacza tę substancję do jam ciała. Hemolimfa to połączenie krwi i płynów jamy ciała.

Serce (jeżeli występuje) położone jest po grzbietowej stronie ciała i ma rurkowaty kształt, z niego wychodzi kilka naczyń krwionośnych. Pęcherzyki serca napędzają hemolimfę do narządów oddechowych, gdzie następuje wymiana gazowa. Płyn wraca kanałami i zatokami poprzez ostie (otwory) dostaje się z powrotem do serca. Ostie rozmieszczone są zwykle metamerycznie po obu stronach ciała, a dzięki zaopatrzeniu w zastawki nie cofają hemolimfy i nie wypływa ona na zewnątrz.

U organizmów, w których występują tchawki, hemolimfa jest bezbarwna i nie transportuje tlenu. Często kolor krwi jest uzależniony od pobieranego pokarmu, ale np. u ochotkowatych (muchówki) jest czerwona, bo zawiera hemoglobinę.

I oto w końcu dotrwaliście do końca tej dość długiej publikacji (jak na internetową). Myślę, że teraz będziecie umieli wskazać kontrasty między układami danych grup organizmów.
Starałem się wybierać, selekcjonować i łączyć ciekawe i potrzebne informacje licealiście.

Bibliografia:

  1. Biologia klasa 1. OPERON, zakres rozszerzony, Gdynia 2005

  2. Zoologia ogólna, PWRiL, E. Hadom, R.Wehner, Warszawa 1985

  3. Wybrane działy zoologii, PWN, Jan Boczek, Michał W. Brzeski, Danuta Kropczyńska-Linkiewicz, Warszawa 1980

  4. http://pl.wikipedia.org/wiki/Tchawka i http://pl.wikipedia.org/wiki/Ochotkowate

Print Friendly, PDF & Email

Kategorie: Biologia,Ewolucjonizm,Mięczaki,Stawonogi,Świat zwierząt

1 Komentarz

Pozostaw odpowiedź

pożyczka na dowód
Szybka gotówka bez zaświadczeń do 10.000zł do 3lat w 30min na Twoje konto! Chwilówki od 21lat do 6000zł na 65dni za 0zł RRSO 0%, Pierwsza Pożyczka za Darmo!
kredytyk.pl