Stuburiniai gyvūnai su trijų kamerų širdimi. Kokie varliagyviai turi trijų kamerų širdį? Arterinis kraujas ir prieširdžiai
Kokie stuburiniai turi trijų kamerų širdį, sužinosite šiame straipsnyje.
Kokie gyvūnai turi trijų kamerų širdį?
Varliagyviai ( varliagyvių) ir ropliai ( ropliai arba ropliai) turi trijų kamerų širdį ir du kraujo apytakos ratai.
suaugusiųjų širdis varlių trijų kamerų, susidedanti iš skilvelio ir dviejų prieširdžių.
Trijų kamerų širdis susideda iš dviejų prieširdžių ir vieno skilvelio. (sakoma, kad krokodilas turi keturių kamerų širdį), tačiau širdį skirianti pertvara yra nepilna, tarp dviejų kamerų joje yra skylė. Kraujas iš skilvelio patenka į vieną iš dviejų kraujagyslių. Jis keliauja per plaučių arteriją į plaučius arba per aortą į likusį kūną. Deguonies prisotintas kraujas iš plaučių keliauja į širdį ir per plaučių veną į kairįjį prieširdį. O kraujas su anglies dioksidu, grįžęs iš organizmo, per veninį sinusą patenka į dešinįjį prieširdį. Abu prieširdžiai ištuštėja tame pačiame skilvelyje, maišydami deguonies turtingą kraują iš plaučių su deguonies stokojančiu krauju iš kūno audinių.
Nors ši sistema užtikrina, kad kraujas visada tekėtų į plaučius, o paskui atgal į širdį, kraujo maišymasis tame pačiame skilvelyje reiškia, kad organai negauna deguonies prisotinto kraujo.
Varliagyviai priklauso keturkojų stuburinių klasei, iš viso ši klasė apima apie šešis tūkstančius septynis šimtus gyvūnų rūšių, įskaitant varles, salamandras ir tritonus. Ši klasė laikoma reta. Rusijoje yra dvidešimt aštuonios rūšys, o Madagaskare - du šimtai keturiasdešimt septynios rūšys.
Varliagyviai priklauso sausumos primityviems stuburiniams gyvūnams, jie užima tarpinę padėtį tarp vandens ir sausumos stuburinių, nes dauguma rūšių dauginasi ir vystosi vandens aplinka, o subrendę asmenys pradeda gyventi sausumoje.
Varliagyviai turi plaučius, kuria jie kvėpuoja, kraujotaka susideda iš dviejų apskritimų, o širdis – trijų kamerų. Varliagyvių kraujas skirstomas į veninį ir arterinį. Varliagyvių judėjimas vyksta penkių pirštų galūnių pagalba, jie turi sferinius sąnarius. Stuburas ir kaukolė yra judriai sujungti. Gomurinė kvadratinė kremzlė susilieja su autostiliu, o šlaunies kaulas tampa klausos kauliuku. Varliagyvių klausa tobulesnė nei žuvų: be vidinės ausies, yra ir vidurinė ausis. Akys prisitaikė gerai matyti įvairiais atstumais.
Sausumoje varliagyviai nėra visiškai prisitaikę gyventi – tai matyti visuose organuose. Varliagyvių temperatūra priklauso nuo jų aplinkos drėgmės ir temperatūros. Jų galimybės naršyti ir judėti sausumoje yra ribotos.
Kraujotaka ir kraujotakos sistema
Varliagyviai turėti trijų kamerų širdį, jis susideda iš skilvelio ir prieširdžių dviejų dalių. Esant uodeginiam ir bekojui, dešinysis ir kairysis prieširdžiai nėra visiškai atskirti. Anuranai turi pilną pertvarą tarp prieširdžių, tačiau varliagyviai turi vieną bendrą angą, jungiančią skilvelį su abiem prieširdžiais. Be to, varliagyvių širdyje yra veninis sinusas, kuris gauna veninį kraują ir susisiekia su dešiniuoju atriumu. Arterinis kūgis ribojasi su širdimi, į jį pilamas kraujas iš skilvelio.
Arterinis konusas turi spiralinis vožtuvas, kuris paskirsto kraują į tris poras indų. Širdies indeksas – tai širdies masės ir kūno masės procento santykis, jis priklauso nuo gyvūno aktyvumo. Pavyzdžiui, žolės ir žalios varlės juda labai mažai, o širdies susitraukimų dažnis nesiekia pusės procento. O aktyvi, dirvinė rupūžė turi beveik vieną proc.
Varliagyvių lervose kraujotaka turi vieną ratą, jų kraujo tiekimo sistema panaši į žuvų: vienas prieširdis širdyje ir skilvelyje, yra arterinis kūgis, išsišakojęs į 4 poras žiaunų arterijų. Pirmosios trys arterijos skyla į kapiliarus išorinėse ir vidinėse žiaunose, o šakotieji kapiliarai susilieja šakotosiose arterijose. Arterija, kuri atlieka pirmąjį šakos lanką, skyla į miego arterijas, kurios aprūpina galvą krauju.
Antrojo ir trečiojo sujungimas eferentinės šakinės arterijos su dešiniąja ir kairiąja aortos šaknimis ir jų jungtis atsiranda nugarinėje aortoje. Paskutinė šakotųjų arterijų pora į kapiliarus neskyla, nes ant ketvirtojo lanko į vidines ir išorines žiaunas, nugaros aorta įteka į šaknis. Plaučių vystymąsi ir formavimąsi lydi kraujotakos restruktūrizavimas.
Atriumas yra padalintas išilgine pertvara į kairę ir dešinę, todėl širdis yra trijų kamerų. Kapiliarų tinklas sumažėja ir virsta miego arterijomis, o nugaros aortos šaknys kyla iš antrųjų porų, uodegos išlaiko trečią porą, o ketvirtoji pora virsta odos-plaučių arterijomis. Periferinė kraujotakos sistema taip pat transformuojama ir įgyja tarpinį pobūdį tarp antžeminės ir vandens sistemos. Didžiausias restruktūrizavimas vyksta varliagyvių anuranams.
Suaugę varliagyviai turi trijų kamerų širdį: vienas skilvelis ir prieširdžiai dviejų vienetų kiekiu. Dešinėje pusėje prie atriumo ribojasi veninis plonasienis sinusas, o arterinis kūgis nukrypsta nuo skilvelio. Galima daryti išvadą, kad širdis turi penkis skyrius. Yra bendra anga, dėl kurios abu prieširdžiai atsiveria į skilvelį. Ten pat išsidėstę ir atrioventrikuliniai vožtuvai, jie neleidžia kraujui prasiskverbti atgal į prieširdį susitraukus skilveliui.
Dėl skilvelių sienelių raumenų ataugų susidaro daugybė kamerų, kurios tarpusavyje bendrauja – tai neleidžia kraujui susimaišyti. Arterinis kūgis nukrypsta nuo dešiniojo skilvelio, o spiralinis kūgis yra jo viduje. Iš šio kūgio arterijų arkos pradeda nukrypti po tris poras, iš pradžių kraujagyslės turi bendrą membraną.
Kairė ir dešinė plaučių arterijos pirmiausia atsitraukite nuo kūgio. Tada aortos šaknys pradeda išsiskirti. Du šakiniai lankai skiria dvi arterijas: poraktinę ir pakaušio-slankstelinę, aprūpina krauju priekines galūnes ir kūno raumenis, susilieja nugaros aortoje po stuburu. Nugarinė aorta atskiria galingą enteromezenterinę arteriją (ši arterija aprūpina virškinimo vamzdelį krauju). Kaip ir kitose šakose, kraujas nugarine aorta teka į užpakalines galūnes ir kitus organus.
Miego arterijos
Miego arterijos paskutinės nukrypsta nuo arterinio kūgio ir skirstomi į vidinius ir išorinius arterijų. Veninį kraują iš užpakalinių galūnių ir užpakalinės kūno dalies surenka sėdmenų ir šlaunikaulio venos, kurios susilieja į inkstų vartų venas ir inkstuose skyla į kapiliarus, tai yra, susidaro inkstų vartų sistema. Venos išsiskiria iš kairės ir dešinės šlaunikaulio venų ir susilieja į neporinę pilvo veną, kuri išilgai pilvo sienelės eina į kepenis, todėl skyla į kapiliarus.
Kepenų vartų venoje kraujas surenkamas iš visų skrandžio ir žarnyno dalių venų, kepenyse suskyla į kapiliarus. Ten susilieja inkstų kapiliarai į venas, kurios yra eferentinės ir įteka į užpakalinę neporinę tuščiąją veną, ten taip pat teka venos, besitęsiančios iš lytinių liaukų. Užpakalinė tuščioji vena praeina per kepenis, tačiau joje esantis kraujas į kepenis nepatenka, į jas patenka mažos venos iš kepenų, o jos, savo ruožtu, patenka į veninį sinusą. Visi uodeginiai varliagyviai ir kai kurie anuranai išlaiko kardinalias užpakalines venas, kurios įteka į priekinę tuščiąją veną.
Odoje oksiduota medžiaga surenkama į didelę odos veną, o odos vena, savo ruožtu, perneša veninį kraują į poraktinę veną tiesiai iš brachialinės venos. Poraktinės venos susilieja su vidinėmis ir išorinėmis jungo venomis į kairę priekinę tuščiąją veną, kuri išteka į veninį sinusą. Iš ten kraujas pradeda tekėti į dešinėje pusėje esantį atriumą. Plaučių venose iš plaučių surenkamas arterinis kraujas, o venos teka į kairėje pusėje esantį prieširdį.
Arterinis kraujas ir prieširdžiai
Kvėpuojant plautine, dešinės pusės prieširdyje pradeda kauptis mišrus kraujas: jį sudaro veninis ir arterinis kraujas, veninis kraujas iš visų skyrių patenka per tuščiąją veną, o arterinis – per odos venas. arterinio kraujo užpildo atriumą kairėje pusėje kraujas ateina iš plaučių. Kai vienu metu susitraukia prieširdžiai, kraujas patenka į skilvelį, skrandžio sienelių išaugos neleidžia kraujui susimaišyti: dešiniajame skilvelyje vyrauja veninis, o kairiajame – arterinis.
Iš skilvelio dešinėje pusėje išeina arterinis kūgis, todėl skilveliui susitraukus į kūgį pirmiausia patenka veninis kraujas, kuris užpildo odos plaučių arterijas. Jei skilvelis ir toliau traukiasi arteriniame kūgiame, pradeda didėti slėgis, pradeda judėti spiralinis vožtuvas ir atveria aortos lankų angas, juose mišrus kraujas veržiasi iš skilvelio centro. Visiškai susitraukus skilveliui, arterinis kraujas iš kairės pusės patenka į kūgį.
Jis negalės patekti į arkinę aortą ir plaučių odos arterijas, nes jose jau yra kraujo, kuris stipriu slėgiu perstumia spiralinį vožtuvą, atidarydamas miego arterijų žiotis, ten tekės arterinis kraujas, kuris bus siunčiamas. į galvą. Jei plaučių kvėpavimas ilgam išjungtas, pavyzdžiui, žiemojant po vandeniu, į galvą pritekės daugiau veninio kraujo.
Deguonis į smegenis patenka mažesniu kiekiu, nes apskritai sulėtėja medžiagų apykaita ir gyvūnas patenka į stuporą. Varliagyviams, kurie priklauso uodegai, tarp abiejų prieširdžių dažnai lieka skylė, o arterinio kūgio spiralinis vožtuvas yra menkai išvystytas. Atitinkamai, į arterijų lankus patenka daugiausia mišraus kraujo nei beuodegių varliagyvių.
Nors varliagyviai turi kraujotaka eina dviem ratais, dėl to, kad skilvelis yra vienas, tai neleidžia jiems visiškai atsiskirti. Tokios sistemos struktūra yra tiesiogiai susijusi su kvėpavimo organais, kurie turi dvigubą struktūrą ir atitinka varliagyvių gyvenimo būdą. Tai leidžia gyventi tiek sausumoje, tiek vandenyje, praleisti daug laiko.
raudonieji kaulų čiulpai
Varliagyviams pradeda atsirasti raudonieji vamzdinių kaulų čiulpai. Bendras kraujo kiekis yra iki septynių procentų viso varliagyvių svorio, o hemoglobinas svyruoja nuo dviejų iki dešimties procentų arba iki penkių gramų vienam masės kilogramui, deguonies talpa kraujyje svyruoja nuo pustrečių iki trylikos. procentų, šie skaičiai yra didesni, lyginant su žuvimi.
Varliagyviai turi didelius raudonuosius kraujo kūnelius, bet jų nedaug: nuo dvidešimties iki septynių šimtų trisdešimties tūkstančių kubiniame milimetre kraujo. Lervų kraujo skaičius yra mažesnis nei suaugusiųjų. Varliagyvių, kaip ir žuvų, cukraus kiekis kraujyje svyruoja priklausomai nuo metų laikų. Jis rodo didžiausias žuvų ir varliagyvių uodegų vertes nuo dešimties iki šešiasdešimties procentų, o anuranų – nuo keturiasdešimties iki aštuoniasdešimties procentų.
Pasibaigus vasarai, kraujyje stipriai padaugėja angliavandenių, laiku ruošiantis žiemoti, nes angliavandeniai kaupiasi raumenyse ir kepenyse, taip pat pavasario laikas kai prasideda veisimosi sezonas ir į kraują patenka angliavandeniai. Varliagyviai turi mechanizmą hormoninis reguliavimas angliavandenių apykaitą, nors ir netobulą.
Trys varliagyvių ordinai
Varliagyviai skirstomi į šiuos skyrius:
Varliagyvių arterijos yra šių tipų:
- Miego arterijos – aprūpina galvą arteriniu krauju.
- Odos-plaučių arterijos – perneša veninį kraują į odą ir plaučius.
- Aortos lankuose teka kraujas, kuris sumaišomas su likusiais organais.
Varliagyviai yra plėšrūnai, seilių liaukos, kurios yra gerai išsivysčiusios, jų paslaptis drėkina:
Varliagyviai atsirado viduriniame ar žemutiniame devono amžiuje, t maždaug prieš tris šimtus milijonų metų. Žuvys yra jų protėviai, jos turi plaučius ir suporuotus pelekus, iš kurių, tikėtina, išsivystė penkių pirštų galūnės. Senovinės skiltinės žuvys kaip tik atitinka šiuos reikalavimus. Jie turi plaučius, o pelekų skelete aiškiai matomi elementai, panašūs į penkių pirštų antžeminės galūnės skeleto dalis. Taip pat tai, kad varliagyviai kilę iš senovės skilčių žuvis rodo didelį kaukolės sluoksnių kaulų panašumą, panašų į paleozojaus laikotarpio varliagyvių kaukoles.
Apatiniai ir viršutiniai šonkauliai taip pat buvo skiltinių pelekų ir varliagyvių. Tačiau plaučių žuvys, kurios turėjo plaučius, labai skyrėsi nuo varliagyvių. Taigi judėjimo ir kvėpavimo ypatybės, suteikusios galimybę išvykti į sausumą varliagyvių protėviams, atsirado net tada, kai jie buvo tik vandens stuburiniai gyvūnai.
Priežastis, dėl kurios atsirado šie įrenginiai, matyt, buvo savotiškas rezervuarų režimas su gėlo vandens, jose gyveno kai kurios skilčių žuvų rūšys. Tai gali būti periodinis džiūvimas arba deguonies trūkumas. Labiausiai vadovauja biologinis veiksnys, kuris tapo lemiamu protėvių pertraukoje su rezervuaru ir jų fiksavimu sausumoje - tai naujas maistas, kurį jie rado savo naujoje buveinėje.
Varliagyvių kvėpavimo organai
Varliagyviai turi šie kvėpavimo organai:
Varliagyvių plaučiai yra suporuotų maišelių pavidalu, viduje yra tuščiaviduriai. Jų sienelės yra labai plonos, o viduje yra šiek tiek išvystyta ląstelių struktūra. Tačiau varliagyviai turi mažus plaučius. Pavyzdžiui, varlių plaučių paviršiaus ir odos santykis matuojamas santykiu nuo dviejų iki trijų, palyginti su žinduoliais, kurių šis santykis yra penkiasdešimt, o kartais ir šimtą kartų didesnis plaučių naudai.
Su konversija Kvėpavimo sistema varliagyviuose pasitaiko ir kvėpavimo mechanizmo pasikeitimas. Varliagyviai vis dar turi gana primityvų priverstinį kvėpavimo tipą. Oras įtraukiamas į burnos ertmę, tam atsidaro šnervės ir nusileidžia burnos ertmės dugnas. Tada šnervės uždaromos vožtuvais, pakyla burnos dugnas, dėl kurio oras patenka į plaučius.
Kaip veikia varliagyvių nervų sistema
Varliagyvių smegenys sveria daugiau nei žuvų. Jei paimsime smegenų svorio ir masės procentą, tai šiuolaikinėse žuvyse, turinčiose kremzlę, šis skaičius bus 0,06–0,44%, kaulinėse žuvyse - 0,02–0,94%, varliagyviuose - 0,29–0,36%, beuodegėse varliagyviuose - 0,50–0,73 %.
Varliagyvių priekinės smegenys yra labiau išsivysčiusios nei žuvų, buvo visiškai padalintas į du pusrutulius. Taip pat vystymasis išreiškiamas didesnio skaičiaus nervinių ląstelių turiniu.
Smegenys sudarytos iš penkių skyrių:
Varliagyvių gyvenimo būdas
Varliagyvių gyvenimo būdas yra tiesiogiai susijęs su jų fiziologija ir struktūra. Kvėpavimo organai yra netobulos struktūros - tai taikoma plaučiams, visų pirma dėl to, kitose organų sistemose paliekamas įspaudas. Drėgmė nuolat išgaruoja iš odos, todėl varliagyviai priklausomi nuo drėgmės aplinkoje. Labai svarbi ir aplinkos, kurioje gyvena varliagyviai, temperatūra, nes jie neturi šiltakraujiškumo.
Šios klasės atstovai turi skirtingą gyvenimo būdą, todėl skiriasi struktūra. Varliagyvių įvairovė ir gausa ypač didelė tropikuose, kur didelė drėgmė ir temperatūra beveik visada aukšta.
Kuo arčiau ašigalio, tuo mažiau amfibijų rūšių. Sausuose ir šaltuose planetos regionuose varliagyvių yra labai mažai. Varliagyvių nėra ten, kur nėra rezervuarų, netgi laikinų, nes kiaušinėliai dažnai gali vystytis tik vandenyje. Sūriuose vandens telkiniuose varliagyvių nėra, jų oda nepalaiko osmosinio slėgio ir hipertoninės aplinkos.
Kiaušiniai nesivysto sūraus vandens rezervuaruose. Varliagyviai skirstomi į šias grupes pagal buveinės pobūdį:
Sausumos gyvūnai gali eiti toli nuo vandens telkinių, jei tai ne veisimosi sezonas. Tačiau vandens gyventojai, priešingai, visą savo gyvenimą praleidžia vandenyje arba labai arti vandens. Caudatuose vyrauja vandens formos, kai kurios anuranų rūšys taip pat gali priklausyti jiems, pavyzdžiui, Rusijoje tai yra tvenkinės ar ežerinės varlės.
Arborealiai varliagyviai plačiai paplitę tarp antžeminių, pavyzdžiui, ropinių varlių ir medžių varlių. Kai kurių sausumos varliagyvių gyvenimo būdas yra gilus, pavyzdžiui, kai kurie yra be uodegų ir beveik visi be kojų. Sausumos gyventojų plaučiai, kaip taisyklė, yra geriau išsivystę, o oda mažiau dalyvauja kvėpavimo procese. Dėl šios priežasties jie yra mažiau priklausomi nuo aplinkos, kurioje gyvena, drėgmės.
Varliagyviai užsiima naudinga veikla, kuri kasmet svyruoja, tai priklauso nuo jų skaičiaus. Jis skiriasi tam tikrais etapais, tam tikrais laikais ir tam tikrais oro sąlygos. Varliagyviai, labiau nei paukščiai, naikina blogo skonio ir kvapo vabzdžius, taip pat apsauginės spalvos vabzdžius. Kai beveik visi vabzdžiaėdžiai paukščiai miega, varliagyviai medžioja.
Mokslininkai jau seniai atkreipė dėmesį į tai, kad varliagyviai yra labai naudingi kaip vabzdžių naikintojai daržovių soduose ir soduose. Olandijos, Vengrijos ir Anglijos sodininkai specialiai atvežė rupūžes iš skirtingos salys išleidžiant juos į šiltnamius ir sodus. Trečiojo dešimtmečio viduryje iš Antilų ir Havajų salos buvo eksportuota apie šimtą penkiasdešimt rūšių rupūžių. Jos pradėjo daugintis ir į cukranendrių plantaciją buvo paleista daugiau nei milijonas rupūžių, rezultatai pranoko visus lūkesčius.
Varliagyvių akys apsaugo nuo užsikimšimo ir išsausėjimo judantys apatiniai ir viršutiniai akių vokai, taip pat žadinanti membrana. Ragena tapo išgaubta, o lęšiukas – lęšinis. Iš esmės varliagyviai mato objektus, kurie juda.
Kalbant apie klausos organus, atsirado klausos kaulas ir vidurinė ausis. Tokia išvaizda atsirado dėl to, kad tapo būtina geriau suvokti garso virpesius, nes oro terpė turi didesnį tankį nei vanduo.
Jie turi skirtingą kūno struktūrą. Kiekvienas turi bendrą pastato planą. Tai įrodo kilmę iš to paties protėvio. Tačiau kūno struktūros sudėtingumas skiriasi. Manoma, kad konstrukcijos komplikacija įvyko evoliucijos eigoje. Tai yra, pirmą kartą pasirodė primityvesni organizmai.
Evoliucinis organizmų vystymasis
Stuburinių gyvūnų evoliucijos eiga prasidėjo nuo lanceleto.
Šis organizmas jau turi notokordą ir nervinį vamzdelį. Ir taip pat pati primityviausia širdis stuburiniams: pulsuojanti pilvo indas.
Tolesnė organizavimo komplikacija paskatino žuvų susidarymą. Žiaunomis kvėpuojantys organizmai ir vienas kraujo apytakos ratas.
Varliagyviai ir dauguma roplių turi trijų kamerų širdį. Tai taip pat padidina jų gyvybingumą.
Paukščiai ir žinduoliai yra evoliucijos viršūnėje. Širdis sudaryta iš keturių kamerų. Tarp prieširdžių, taip pat tarp skilvelių nėra angų. Du kraujo apytakos ratai yra visiškai atskirti. Todėl paukščiai ir žinduoliai turi šiltakraują, o tai labai išskiria juos iš kitų gyvūnų. Žinoma, šiai grupei priklauso ir žmonės.
Trijų kamerų širdis
Varliagyvių ir roplių širdyje yra trys kameros: dvi prieširdžiai ir vienas skilvelis. Mokslininkai nustatė, kad būtent tokia raumenų organo struktūra yra tinkama šių gyvūnų gyvenimui.
Dviejų kraujo apytakos ratų buvimas užtikrina gana aukštą gyvybinės veiklos lygį. Gyvūnai, turintys trijų kamerų širdį, gyvena sausumoje, jie yra gana judrūs (ypač ropliai). Jie gali toleruoti nedidelį temperatūros kritimą ir nepatenka į stuporą. Pavyzdžiui, tritonai pirmieji išlenda iš žiemos prieglaudų, kai sniegas dar nenutirpo. Pavasaris priverčia pabusti labai anksti. Šie varliagyviai šokinėja per sniegą ieškodami veisimosi partnerio.
Trijų kamerų širdis leidžia varliagyviams patekti į stuporą, kai prasideda šalnos. Kraujotakos sistema leidžia neeikvoti daug energijos kraujui siurbti, o tai būtų stebima esant keturių kamerų širdžiai ir visiškai atsiskyrus dviems kraujotakos ratams.
roplio širdis
Ropliai turi trijų kamerų širdį su nepilna pertvara. Galima pastebėti, kad jų mobilumas labai padidėja, palyginti su varliagyviais. Judrūs driežai iš tikrųjų yra labai judrūs. Juos gana sunku sugauti, ypač šiltas oras. Tačiau kūno temperatūra vis tiek priklauso nuo aplinką. Ropliai yra šaltakraujai organizmai.
Krokodilai turi neįprastą širdies struktūrą. Mokslininkai krokodilus priskiria prie gyvūnų, kurių širdis yra keturių kamerų. Pertvara tarp dešiniojo ir kairiojo skilvelių yra didelis plotas. Tačiau šioje sienoje yra skylė. Todėl krokodilai išlieka šaltakraujai būtybei. Oksiduojančiu elementu prisotintas kraujas susimaišo su deguonies neturinčiu krauju. Be to, ypatinga krokodilo kraujo sistemos struktūra išreiškiama esant kairiajai arterijai. Jis nukrypsta nuo dešiniojo skilvelio kartu su plaučių. Kairė arterija perneša kraują į krokodilo skrandį. Ši struktūra prisideda prie greitesnio maisto virškinimo. Tai būtina, nes roplys praryja didelius mėsos gabalus, kurie ilgą laiką paliekami virškinamajame trakte gali pradėti pūti.
Keturių kamerų širdis
Paukščiai ir gyvūnai, maitinantys savo jauniklius pienu, turi keturių kamerų širdį. Tai yra labiausiai organizuoti organizmai. Paukščiai gali ilgai skristi, o žinduoliai – greitai. Visi jie turi šilto kraujo. Jie išlieka aktyvūs šaltu oru, ko šaltakraujiški atstovai negali sau leisti.
Į žiemos miegą patenka tik tie organizmai, kurie negali apsirūpinti maistu žiemą. Rudenį per mažai priaugęs lokys atsibunda ir klajoja po sniegą ieškodamas maisto.
Taigi keturių kamerų širdis maksimaliai padidino gyvybinę organizmų veiklą. Šiltakraujai gyvūnai nepatenka į siaubingą būseną. Jų motorinis aktyvumas nepriklauso nuo aplinkos temperatūros. Tokie stuburiniai puikiai jaučiasi sausumoje stiprios gravitacijos sąlygomis.
Gyvūnai su trijų kamerų širdimi jau yra įgiję du kraujotakos ratus. Tačiau didelis ir mažas apskritimai nėra visiškai atskirti. Kraujas, kuriame gausu oksidacijos elemento, susimaišo su krauju, kuriame gausu anglies dioksido. Nepaisant to, trijų kamerų širdis užtikrina organizmų gyvenimą sausumoje.
Testai
706-01. Stuburiniai gyvūnai su trijų kamerų širdimi, kurių dauginimasis glaudžiai susijęs su vandeniu, yra sujungti į klasę
A) kaulinė žuvis
B) žinduoliai
B) ropliai
D) Varliagyviai
Atsakymas
706-02. Kokiai klasei priklauso gyvūnai, kurių širdies sandaros schema parodyta paveikslėlyje?
A) vabzdžiai
B) Kremzlinės žuvys
B) varliagyviai
D) Paukščiai
Atsakymas
706-03. Varliagyvius nuo žuvų skiria savybė
A) šaltakraujiškumas
B) širdies sandara
B) vystymasis vandenyje
D) izoliacija kraujotakos sistema
Atsakymas
706-04. Varliagyviai skiriasi nuo žuvų
A) smegenys
B) uždara kraujotakos sistema
C) suporuoti suaugusiųjų plaučiai
D) jutimo organai
Atsakymas
706-05. Kuris iš išvardytų bruožų skiria daugumą varliagyvių klasės gyvūnų nuo žinduolių?
B) išorinis tręšimas
B) lytinis dauginimasis
D) naudojimas vandens aplinkoje
Atsakymas
706-06. Ropliai evoliucijos procese įgijo, skirtingai nei varliagyviai,
A) uždara kraujotakos sistema
B) didelis vaisingumas
B) didelis kiaušinis su embrioninėmis membranomis
D) trijų kamerų širdis
Atsakymas
706-07. Jei evoliucijos procese gyvūnas suformavo širdį, kaip parodyta paveikslėlyje, tada gyvūno kvėpavimo organai turi būti 
A) plaučiai
B) oda
B) plaučių maišeliai
D) žiaunos
Atsakymas
706-08. Kurioje gyvūnų grupėje dauginimasis nepriklauso nuo vandens?
A) ne kaukolės (lancetai)
B) kaulinė žuvis
B) varliagyviai
D) ropliai
Atsakymas
706-09. Kurių gyvūnų embrionas vystosi kiaušinio viduje?
A) kaulinė žuvis
B) uodegos varliagyviai
B) beuodegės varliagyviai
D) ropliai
Atsakymas
706-10. Stuburiniai gyvūnai su trijų kamerų širdimi, kurių dauginimasis nesusijęs su vandeniu, yra sujungti į klasę
A) kaulinė žuvis
B) žinduoliai
B) ropliai
D) Varliagyviai
Atsakymas
706-11. Stuburiniai gyvūnai su kintama kūno temperatūra, plaučių kvėpavimu, trijų kamerų širdimi su nepilna pertvara skilvelyje yra klasifikuojami kaip
A) kaulinė žuvis
B) varliagyviai
B) ropliai
D) kremzlinės žuvys
Atsakymas
706-12. Ropliai, skirtingai nei varliagyviai, linkę
A) išorinis tręšimas
B) vidinis tręšimas
C) vystymasis susidarant lervai
D) kūno padalijimas į galvą, kamieną ir uodegą
Atsakymas
706-13. Kuris iš šių gyvūnų yra šaltakraujis?
A) driežas
B) Amūro tigras
B) stepių lapė
D) paprastasis vilkas
Atsakymas
706-14. Kuriai klasei priklauso gyvūnai su sausa oda su raguotomis žvyneliais ir trijų kamerų širdimi su nepilna pertvara?
A) ropliai
B) žinduoliai
B) varliagyviai
D) Paukščiai
Atsakymas
706-15. Paukščiai nuo roplių skiriasi tuo, kad turi
A) vidinis tręšimas
B) centrinė nervų sistema
B) du kraujo apytakos ratai
G) pastovi temperatūra kūnas
Atsakymas
706-15. Kokie šiuolaikinių roplių ir paukščių struktūros bruožai yra panašūs?
A) kaulai pripildyti oro
B) sausa oda, be liaukų
B) uodegos sritis stubure
D) maži dantys žandikaulyje
Atsakymas
706-16. Tarp kurių gyvūnų vyksta dujų mainai atmosferos oras o kraujas eina per odą?
A) žudikas banginis
B) tritonas
B) krokodilas
D) rožinė lašiša
Atsakymas
706-17. Kuri gyvūnų grupė turi dviejų kamerų širdį?
Žuvis
B) varliagyviai
B) ropliai
D) žinduoliai
Atsakymas
706-18. Kūdikio vystymasis gimdoje vyksta
A) plėšrūs paukščiai
B) ropliai
B) varliagyviai
D) žinduoliai
Atsakymas
706-19. Kokiai chordatų klasei būdingas odos kvėpavimas?
A) varliagyviai
B) Ropliai
B) paukščiai
D) Žinduoliai
Atsakymas
706-20. Varliagyvių klasės ženklas yra
A) chitininis dangalas
B) plika oda
B) gyvas gimimas
D) suporuotos galūnės
Atsakymas
706-21. Kuo varliagyvių klasės nariai skiriasi nuo kitų stuburinių?
A) stuburas ir laisvos galūnės
B) plaučių kvėpavimas ir kloakos buvimas
C) plika gleivinė oda ir išorinis tręšimas
D) uždara kraujotakos sistema ir dviejų kamerų širdis
Atsakymas
706-22. Kuris iš išvardytų bruožų skiria roplių klasės gyvūnus nuo žinduolių klasės gyvūnų?
A) uždara kraujotakos sistema
B) kūno temperatūros svyravimai
C) plėtra be transformacijos
D) žemės-oro aplinkos naudojimas gyvenimui
Keturių kamerų širdies atsiradimas paukščiams ir žinduoliams buvo svarbiausias evoliucijos įvykis, kurio dėka šie gyvūnai galėjo tapti šiltakraujai. Išsamus driežų ir vėžlių embrionų širdies vystymosi tyrimas ir jo palyginimas su turimais duomenimis apie varliagyvius, paukščius ir žinduolius parodė, kad reguliuojamojo geno pokyčiai suvaidino pagrindinį vaidmenį transformuojant trijų kamerų širdį į keturių kamerų. Tbx5, kuri iš pradžių veikia viename skilvelio užuomazga. Jeigu Tbx5 jis išreikštas (veikia) tolygiai per visą rudimentą, širdis pasirodo trikamerė, jei tik kairėje pusėje yra keturių kamerų.
Stuburinių gyvūnų atsiradimas sausumoje buvo susijęs su plaučių kvėpavimo išsivystymu, dėl kurio reikėjo radikaliai pertvarkyti kraujotakos sistemą. Žuvys, kvėpuojančios žiaunomis, turi vieną kraujo apytakos ratą, o širdis atitinkamai yra dviejų kamerų (susideda iš vieno prieširdžio ir vieno skilvelio). Sausumos stuburiniai gyvūnai turi trijų ar keturių kamerų širdį ir dvi kraujotakas. Vienas iš jų (mažas) varo kraują per plaučius, kur jis prisotinamas deguonimi; tada kraujas grįžta į širdį ir patenka į kairįjį prieširdį. Didelis ratas siunčia deguonimi prisodrintą (arterinį) kraują į visus kitus organus, kur išskiria deguonį ir venomis grįžta į širdį, patekdamas į dešinįjį prieširdį.
Gyvūnų, kurių širdis yra trijų kamerų, kraujas iš abiejų prieširdžių patenka į vieną skilvelį, iš kurio jis patenka į plaučius ir visus kitus organus. Šiuo atveju arterinis kraujas vienokiu ar kitokiu laipsniu susimaišo su veniniu krauju. Gyvūnams su keturių kamerų širdimi per embriono vystymasis iš pradžių vienas skilvelis pertvara yra padalintas į kairę ir dešinę puses. Dėl to visiškai atsiskiria du kraujo apytakos ratai: veninis kraujas patenka tik į dešinįjį skilvelį ir iš ten patenka į plaučius, arterinis – tik į kairįjį skilvelį, o iš jo patenka į visus kitus organus.
Keturių kamerų širdies susidarymas ir visiškas kraujotakos ratų atsiskyrimas buvo būtina sąlyga žinduolių ir paukščių šiltakraujiškumui išsivystyti. Šiltakraujų gyvūnų audiniai sunaudoja daug deguonies, todėl jiems reikia „švaraus“ arterinio kraujo, maksimaliai prisotinto deguonimi, o ne mišraus arterinio-veninio kraujo, kuriuo pasitenkina šaltakraujai stuburiniai trijų kamerų širdimi ( žr.: chordatų kraujotakos sistemos filogenija).
Trijų kamerų širdis būdinga varliagyviams ir daugumai roplių, nors pastarųjų skilvelis dalinai dalijasi į dvi dalis (susidaro nepilna intraventrikulinė pertvara). Tikroji keturių kamerų širdis vystėsi nepriklausomai trimis evoliucinėmis linijomis: krokodilų, paukščių ir žinduolių. Tai laikoma vienu ryškiausių konvergencinės (arba lygiagrečios) evoliucijos pavyzdžių (žr.: Aromorfozės ir lygiagreti evoliucija; Paralelizmas ir homologinis kintamumas).
Didelė grupė mokslininkų iš JAV, Kanados ir Japonijos, kurie savo rezultatus paskelbė naujausiame žurnalo numeryje Gamta, siekė išsiaiškinti šios svarbiausios aromorfozės molekulinį genetinį pagrindą.
Autoriai išsamiai ištyrė širdies vystymąsi dviejų roplių embrionuose - raudonausis vėžlys Trachemys scripta ir anole driežai ( Anolis carolinensis). Ropliai (išskyrus krokodilus) yra ypač svarbūs sprendžiant problemą, nes jų širdies struktūra daugeliu atžvilgių yra tarpinė tarp tipiškos trijų kamerų (pvz., varliagyvių) ir tikros keturių kamerų, kaip krokodilų, paukščių ir paukščių. gyvūnai. Tuo tarpu, anot straipsnio autorių, 100 metų niekas rimtai netyrė roplių širdies embrioninio vystymosi.
Tyrimai, atlikti su kitais stuburiniais gyvūnais, kol kas nedavė vienareikšmiško atsakymo į klausimą, kokie genetiniai pokyčiai lėmė keturių kamerų širdies susiformavimą evoliucijos metu. Tačiau pastebėta, kad reguliavimo genas Tbx5, koduojantis transkripcijos reguliatorių (žr. transkripcijos faktorius), veikia (išreiškiamas) skirtingai varliagyvių ir šiltakraujų gyvūnų besivystančioje širdyje. Pirmajame jis tolygiai išreikštas visame būsimajame skilvelyje, antrajame jo išraiška yra didžiausia kairiojoje skilvelėje, iš kurios vėliau susidaro kairysis skilvelis, o minimali - dešinėje. Taip pat nustatyta, kad sumažėjęs aktyvumas Tbx5 veda prie pertvaros tarp skilvelių vystymosi defektų. Šie faktai leido autoriams teigti, kad geno aktyvumo pokyčiai Tbx5 galėjo suvaidinti tam tikrą vaidmenį keturių kamerų širdies evoliucijoje.
Vystantis driežo širdžiai, skilvelyje susidaro raumeninė raukšlė, iš dalies atskirianti skilvelio išėjimą nuo pagrindinės jo ertmės. Kai kurie autoriai šią keterą aiškino kaip struktūrą, homologišką stuburinių, turinčių keturių kamerų širdį, tarpskrandžių pertvarą. Remdamiesi gūbrio augimo ir smulkios struktūros tyrimu, aptariamo straipsnio autoriai atmeta šį aiškinimą. Jie atkreipia dėmesį į tai, kad vystantis vištienos embriono širdžiai trumpam pasirodo tas pats volelis - kartu su tikra pertvara.
Autorių gauti duomenys rodo, kad drieže, matyt, tikrai tarpskrandžio pertvarai homologiškų struktūrų nesusidaro. Vėžlyje, priešingai, jis susidaro nepilna pertvara(kartu su mažiau išvystytu raumenų voleliu). Šios pertvaros formavimas vėžliui prasideda daug vėliau nei vištoje. Nepaisant to, pasirodo, kad driežo širdis yra „primityvesnė“ nei vėžlio. Vėžlio širdis yra tarpinė tarp tipiškos trijų kamerų širdies (pavyzdžiui, varliagyvių ir driežų) ir keturių kamerų krokodilų ir šiltakraujų gyvūnų širdžių. Tai prieštarauja visuotinai priimtoms idėjoms apie roplių evoliuciją ir klasifikaciją. Pagal anatominius ypatumus vėžliai tradiciškai buvo laikomi primityviausia (bazine) grupe. šiuolaikiniai ropliai. Tačiau kai kurių tyrinėtojų atlikta lyginamoji DNR analizė ne kartą atkreipė dėmesį į vėžlių artumą archozaurams (grupei, kuriai priklauso krokodilai, dinozaurai ir paukščiai) ir į bazinę skvomatų (driežų ir gyvačių) padėtį. Širdies struktūra patvirtina šį naują evoliucinį modelį (žr. pav.).
Autoriai ištyrė kelių reguliuojančių genų ekspresiją besivystančioje vėžlio ir driežo širdyje, įskaitant geną Tbx5. Paukščiams ir žinduoliams jau labai ankstyvose embriogenezės stadijose susidaro ryškus šio geno raiškos gradientas skilvelio angoje (raiška sparčiai mažėja iš kairės į dešinę). Paaiškėjo, kad driežuose ir vėžliuose ankstyvosiose stadijose genas Tbx5 išreikštas taip pat, kaip ir varle, tai yra tolygiai visame būsimame skilvelyje. Driežams tokia situacija išlieka iki embriogenezės pabaigos, o vėžliui vėlesnėse stadijose susidaro ekspresijos gradientas, iš esmės toks pat kaip ir viščiuko, tik ne toks ryškus. Kitaip tariant, dešinėje skilvelio dalyje geno aktyvumas palaipsniui mažėja, o kairėje išlieka didelis. Taigi pagal genų raiškos pobūdį Tbx5 vėžlys taip pat užima tarpinę padėtį tarp driežo ir vištos.
Yra žinoma, kad baltymas, užkoduotas geno Tbx5, yra reguliuojantis – jis reguliuoja daugelio kitų genų veiklą. Remiantis gautais duomenimis, buvo natūralu manyti, kad skilvelių vystymąsi ir tarpskilvelinės pertvaros klojimą kontroliuoja genas. Tbx5. Anksčiau buvo įrodyta, kad sumažėjęs aktyvumas Tbx5 pelių embrionuose sukelia skilvelių vystymosi defektus. Tačiau to nepakako norint įvertinti „pagrindinį“ vaidmenį Tbx5 formuojantis keturių kamerų širdžiai.
Norėdami gauti tvirtesnių įrodymų, autoriai panaudojo kelias genetiškai modifikuotų pelių linijas, kuriose embriono vystymosi metu genas Tbx5 eksperimentuotojo prašymu galėjo būti išjungtas vienoje ar kitoje širdies gemalo dalyje.
Paaiškėjo, kad jei genas yra išjungtas visame skilvelio pumpure, pumpuras net nepradeda dalytis į dvi dalis: iš jo išsivysto vienas skilvelis be jokių tarpskrandžio pertvaros pėdsakų. Taip pat nesusidaro būdingi morfologiniai požymiai, pagal kuriuos galima atskirti dešinįjį skilvelį nuo kairiojo, neatsižvelgiant į pertvaros buvimą. Kitaip tariant, gaunami pelių embrionai su trijų kamerų širdimi! Tokie embrionai miršta 12 embriono vystymosi dieną.
Kitas eksperimentas buvo tas genas Tbx5 išjungtas tik dešinėje skilvelių užuomazgos dalyje. Taigi šio geno koduojamo reguliuojančio baltymo koncentracijos gradientas buvo smarkiai pasislinkęs į kairę. Iš esmės galima būtų tikėtis, kad tokioje situacijoje tarpskrandžio pertvara ims formuotis labiau į kairę, nei turėtų būti. Bet taip neįvyko: pertvara visai nepradėjo formuotis, tačiau buvo užuomazgos padalijimas į kairę ir dešinę dalis pagal kitas. morfologiniai požymiai. Tai reiškia, kad išraiškos gradientas Tbx5 nėra vienintelis veiksnys, kontroliuojantis keturių kamerų širdies vystymąsi.
Kito eksperimento metu autoriams pavyko sukurti geną Tbx5 vienodai išreikštas visame pelės embriono skilvelio kampe, maždaug toks pat kaip varlės ar driežo. Tai vėl paskatino pelių embrionų su trijų kamerų širdimi vystymąsi.
Gauti rezultatai rodo, kad keičiasi reguliuojančio geno darbas Tbx5 iš tikrųjų gali atlikti svarbų vaidmenį keturių kamerų širdies evoliucijoje, ir šie pokyčiai vyko lygiagrečiai ir nepriklausomai žinduoliams ir archozaurams (krokodilams ir paukščiams). Taigi tyrimas dar kartą patvirtino, kad esminį vaidmenį gyvūnų evoliucijoje atlieka genų, reguliuojančių individo vystymąsi, veiklos pokyčiai.
Žinoma, dar įdomiau būtų suprojektuoti tokius genetiškai modifikuotus driežus ar vėžlius, kurie turi Tbx5 būtų išreikštas kaip pelėms ir vištoms, tai yra, kairėje skilvelio pusėje jis stiprus, o dešinėje silpnas, ir pažiūrėkite, ar dėl to jų širdis atrodo panašesnė į keturių kamerų. Tačiau tai dar nėra techniškai įmanoma: roplių genų inžinerija dar nėra taip toli.
