สัตว์มีกระดูกสันหลังด้วยหัวใจสามห้อง สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำชนิดใดที่มีหัวใจสามห้อง? หลอดเลือดแดงและ atria

คุณจะได้เรียนรู้สัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดใดที่มีหัวใจสามห้องในบทความนี้

สัตว์อะไรมีหัวใจสามห้อง?

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ( สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ) และสัตว์เลื้อยคลาน ( สัตว์เลื้อยคลานหรือ สัตว์เลื้อยคลาน) มีหัวใจสามห้องและการไหลเวียนโลหิตสองวง

หัวใจผู้ใหญ่ กบสามห้องประกอบด้วยช่องและสอง atria

หัวใจสามห้องประกอบด้วยสอง atria และหนึ่ง ventricle (เขาว่าจระเข้มีหัวใจสี่ห้อง) แต่กะบังแยกหัวใจไม่สมบูรณ์และมีรูระหว่างสองห้อง เลือดจากโพรงเข้าสู่หลอดเลือดหนึ่งในสองลำ มันเดินทางผ่านหลอดเลือดแดงปอดไปยังปอดหรือผ่านหลอดเลือดแดงใหญ่ไปยังส่วนอื่นของร่างกาย เลือดออกซิเจนเดินทางจากปอดไปยังหัวใจและผ่านเส้นเลือดในปอดไปยังเอเทรียมด้านซ้าย และเลือดที่มีคาร์บอนไดออกไซด์กลับจากร่างกายเข้าสู่ไซนัสดำเข้าสู่ห้องโถงด้านขวา หัวใจห้องบนทั้งสองว่างเปล่าในช่องเดียวกัน โดยผสมเลือดที่อุดมด้วยออกซิเจนจากปอดกับเลือดที่ขาดออกซิเจนจากเนื้อเยื่อของร่างกาย

แม้ว่าระบบนี้จะช่วยให้แน่ใจว่าเลือดจะไหลไปยังปอดและไหลย้อนกลับไปยังหัวใจเสมอ แต่การผสมของเลือดในช่องเดียวกันหมายความว่าอวัยวะต่างๆ ไม่ได้รับเลือดที่มีออกซิเจน

สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกจัดอยู่ในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังสี่ขา ในกลุ่มนี้มีสัตว์ประมาณหกพันเจ็ดร้อยสปีชีส์ รวมทั้งกบ ซาลาแมนเดอร์ และนิวท์ คลาสนี้ถือว่าหายาก รัสเซียมี 28 สปีชีส์ และ 275 สปีชีส์ในมาดากัสการ์

สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังดึกดำบรรพ์บนบก พวกมันครอบครองตำแหน่งกลางระหว่างสัตว์น้ำและสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก เนื่องจากสปีชีส์ส่วนใหญ่ขยายพันธุ์และพัฒนาใน สิ่งแวดล้อมทางน้ำและบุคคลซึ่งเจริญเต็มที่แล้วเริ่มอาศัยอยู่บนบก

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ มีปอดซึ่งพวกเขาหายใจ การไหลเวียนโลหิตประกอบด้วยวงกลมสองวง และหัวใจมีสามห้อง เลือดในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำแบ่งออกเป็นหลอดเลือดดำและหลอดเลือดแดง การเคลื่อนไหวของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเกิดขึ้นโดยใช้แขนขาห้านิ้วและมีข้อต่อทรงกลม กระดูกสันหลังและกะโหลกศีรษะขยับได้ กระดูกอ่อนรูปสี่เหลี่ยมเพดานปากหลอมรวมกับออโตสไตล์ และกระดูกเชิงกรานจะกลายเป็นกระดูกหู การได้ยินในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำนั้นสมบูรณ์แบบกว่าในปลา: นอกจากหูชั้นในแล้วยังมีหูชั้นกลางอีกด้วย ดวงตาได้ปรับให้มองเห็นได้ดีในระยะห่างต่างๆ

บนบก สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกไม่ได้ถูกปรับให้เข้ากับชีวิตอย่างสมบูรณ์ - สามารถมองเห็นได้ในทุกอวัยวะ อุณหภูมิของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำขึ้นอยู่กับความชื้นและอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ความสามารถในการนำทางและเคลื่อนย้ายบนบกมีจำกัด

ระบบไหลเวียนโลหิต

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ มีหัวใจสามห้องประกอบด้วยโพรงและ atria จำนวนสองชิ้น. ในหางและไม่มีขา Atria ด้านขวาและด้านซ้ายจะไม่แยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง Anurans มีกะบังที่สมบูรณ์ระหว่าง atria แต่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีช่องเปิดร่วมหนึ่งช่องที่เชื่อมต่อช่องกับ atria ทั้งสอง นอกจากนี้ในหัวใจของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำยังมีไซนัสดำซึ่งรับเลือดดำและสื่อสารกับเอเทรียมที่ถูกต้อง กรวยหลอดเลือดแดงติดกับหัวใจเลือดไหลออกจากช่องท้อง

หลอดเลือดแดงโคนัสมี วาล์วเกลียวซึ่งกระจายเลือดออกเป็นสามคู่ของหลอดเลือด ดัชนีหัวใจคืออัตราส่วนของมวลหัวใจต่อเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัวมันขึ้นอยู่กับว่าสัตว์นั้นกระฉับกระเฉงแค่ไหน ตัวอย่างเช่น หญ้าและกบสีเขียวเคลื่อนไหวน้อยมากและมีอัตราการเต้นของหัวใจน้อยกว่าครึ่งเปอร์เซ็นต์ และคางคกที่กระฉับกระเฉงมีเกือบหนึ่งเปอร์เซ็นต์

ในตัวอ่อนสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก การไหลเวียนโลหิตมีวงกลมหนึ่งวง ระบบจ่ายเลือดของพวกมันคล้ายกับปลา: หนึ่งเอเทรียมในหัวใจและช่องท้อง มีกรวยหลอดเลือดแดงที่แตกแขนงออกเป็นหลอดเลือดแดงเหงือก 4 คู่ หลอดเลือดแดงสามเส้นแรกแบ่งออกเป็นเส้นเลือดฝอยในเหงือกภายนอกและภายใน และเส้นเลือดฝอยแตกแขนงจะรวมเข้ากับหลอดเลือดแดงกิ่ง หลอดเลือดแดงที่ดำเนินการส่วนโค้งแตกแขนงแรกจะแยกออกเป็นหลอดเลือดแดง carotid ซึ่งให้เลือดแก่ศีรษะ

ผสานที่สองและสาม หลอดเลือดแดงแตกแขนงออกด้วยรากของเอออร์ตาด้านขวาและด้านซ้ายและการเชื่อมต่อเกิดขึ้นในเอออร์ตาที่หลัง หลอดเลือดแดงกิ่งสุดท้ายไม่แยกออกเป็นเส้นเลือดฝอยเพราะที่ส่วนโค้งที่สี่ของเหงือกภายในและภายนอกหลอดเลือดแดงใหญ่ด้านหลังจะไหลเข้าสู่ราก การพัฒนาและการก่อตัวของปอดนั้นมาพร้อมกับการปรับโครงสร้างการไหลเวียนโลหิต

เอเทรียมถูกแบ่งโดยกะบังตามยาวเป็นซ้ายและขวา ทำให้หัวใจมีสามห้อง เครือข่ายของเส้นเลือดฝอยลดลงและกลายเป็นหลอดเลือดแดง carotid และรากของหลอดเลือดแดงใหญ่ด้านหลังมีต้นกำเนิดมาจากคู่ที่สอง caudates ยังคงเป็นคู่ที่สามในขณะที่คู่ที่สี่กลายเป็นหลอดเลือดแดงผิวหนังและปอด ระบบหมุนเวียนโลหิตยังได้รับการเปลี่ยนแปลงและได้รับลักษณะกลางระหว่างแบบแผนภาคพื้นดินและน้ำ การปรับโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นใน anurans สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่โตเต็มวัยมีหัวใจสามห้อง: หนึ่งช่องและ atriaในจำนวนสองชิ้น ไซนัสผนังบางหลอดเลือดดำติดกับเอเทรียมทางด้านขวาและกรวยหลอดเลือดแดงออกจากช่อง สรุปได้ว่าหัวใจมี 5 ส่วน มีช่องเปิดร่วมกันเนื่องจาก atria ทั้งสองเปิดเข้าไปในโพรง วาล์ว atrioventricular ก็อยู่ที่นั่นเช่นกันไม่อนุญาตให้เลือดเจาะกลับเข้าไปในเอเทรียมเมื่อโพรงหดตัว

มีการก่อตัวของห้องจำนวนหนึ่งที่สื่อสารกันเนื่องจากการงอกของกล้ามเนื้อของผนังหัวใจห้องล่าง - ไม่อนุญาตให้เลือดผสม กรวยหลอดเลือดแดงออกจากช่องด้านขวาและกรวยเกลียวตั้งอยู่ด้านใน จากส่วนโค้งของหลอดเลือดแดงรูปกรวยนี้เริ่มออกเดินทางในจำนวนสามคู่ในตอนแรกหลอดเลือดมีเมมเบรนทั่วไป

หลอดเลือดแดงปอดซ้ายและขวาย้ายออกจากกรวยก่อน จากนั้นรากของเอออร์ตาก็เริ่มจากไป กิ่งก้านสาขาสองเส้นแยกหลอดเลือดแดงสองเส้น: subclavian และท้ายทอย-กระดูกสันหลัง พวกมันส่งเลือดไปที่ขาหน้าและกล้ามเนื้อของร่างกาย และรวมเข้าด้วยกันในหลอดเลือดแดงใหญ่ส่วนหลังใต้กระดูกสันหลัง หลอดเลือดแดงใหญ่ที่ด้านหลังจะแยกหลอดเลือดแดง enteromesenteric อันทรงพลัง (หลอดเลือดแดงนี้ส่งเลือดไปยังท่อย่อยอาหาร) สำหรับกิ่งอื่นๆ เลือดจะไหลผ่านหลอดเลือดแดงใหญ่ด้านหลังไปยังแขนขาหลังและไปยังอวัยวะอื่นๆ

หลอดเลือดแดง

หลอดเลือดแดง carotid เป็นส่วนสุดท้ายที่จะออกจากหลอดเลือดแดงโคนและ แบ่งออกเป็นภายในและภายนอกหลอดเลือดแดง เลือดดำจากแขนขาหลังและส่วนของร่างกายที่อยู่ด้านหลังจะถูกรวบรวมโดยเส้นเลือด sciatic และ femoral ซึ่งรวมเข้ากับเส้นเลือดพอร์ทัลไตและแตกเป็นเส้นเลือดฝอยในไตนั่นคือระบบพอร์ทัลไตถูกสร้างขึ้น เส้นเลือดออกจากเส้นเลือดต้นขาด้านซ้ายและด้านขวา และผสานเข้ากับหลอดเลือดดำหน้าท้องที่ไม่มีการจับคู่ ซึ่งจะไปยังตับตามผนังช่องท้อง จึงแตกตัวเป็นเส้นเลือดฝอย

ในหลอดเลือดดำพอร์ทัลของตับเลือดจะถูกรวบรวมจากเส้นเลือดของทุกส่วนของกระเพาะอาหารและลำไส้ในตับจะแบ่งออกเป็นเส้นเลือดฝอย มีการบรรจบกันของเส้นเลือดฝอยของไตเข้าไปในเส้นเลือดซึ่งไหลออกและไหลเข้าสู่ vena cava ที่ไม่มีการจับคู่ด้านหลังและเส้นเลือดที่ขยายจากต่อมอวัยวะเพศก็ไหลอยู่ที่นั่นเช่นกัน vena cava หลังไหลผ่านตับ แต่เลือดที่มีอยู่ในนั้นไม่เข้าสู่ตับเส้นเลือดเล็ก ๆ จากตับจะไหลเข้าไปและในทางกลับกันจะไหลเข้าสู่ไซนัสหลอดเลือดดำ สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกหางทั้งหมดและ anurans บางตัวเก็บเส้นเลือดส่วนหลังที่สำคัญซึ่งไหลเข้าสู่ vena cava ล่วงหน้า

ซึ่งออกซิไดซ์ในผิวหนังจะถูกรวบรวมในเส้นเลือดผิวหนังขนาดใหญ่ และในทางกลับกัน หลอดเลือดดำที่ผิวหนังจะนำเลือดดำเข้าสู่เส้นเลือดใต้สมองโดยตรงจากหลอดเลือดดำแขน เส้นเลือด subclavian ผสานกับหลอดเลือดดำภายในและภายนอกเข้าสู่ vena cava หน้าซ้าย ซึ่งไหลเข้าสู่ไซนัสหลอดเลือดดำ เลือดจากที่นั่นเริ่มไหลเข้าสู่เอเทรียมทางด้านขวา ในเส้นเลือดในปอด เลือดแดงจะถูกรวบรวมจากปอด และเส้นเลือดจะไหลเข้าสู่เอเทรียมทางด้านซ้าย

หลอดเลือดแดงและ atria

เมื่อการหายใจเป็นปอด เลือดผสมจะเริ่มสะสมในเอเทรียมทางด้านขวา ประกอบด้วยเลือดดำและเลือดแดง เลือดดำมาจากทุกแผนกผ่านทาง vena cava และเลือดแดงจะไหลผ่านเส้นเลือดของผิวหนัง หลอดเลือดแดง เติมเต็มห้องโถงทางด้านซ้ายเลือดมาจากปอด เมื่อเกิดการหดตัวพร้อมกันของ atria เลือดจะเข้าสู่โพรงการเจริญเติบโตของผนังของกระเพาะอาหารไม่อนุญาตให้เลือดผสม: เลือดดำมีอิทธิพลในช่องท้องด้านขวาและเลือดแดงครอบงำในช่องท้องด้านซ้าย

หลอดเลือดแดงรูปกรวยแยกออกจากช่องทางด้านขวา ดังนั้นเมื่อโพรงหดตัวเข้าไปในกรวย เลือดดำจะเข้าไปก่อน ซึ่งเติมผิวหนังหลอดเลือดแดงในปอด ถ้าหัวใจห้องล่างยังคงหดตัวในโคนหลอดเลือดแดง ความดันเริ่มเพิ่มขึ้น วาล์วเกลียวเริ่มขยับและ เปิดช่องเปิดของส่วนโค้งของหลอดเลือดในนั้นเลือดผสมพุ่งจากศูนย์กลางของช่อง ด้วยการหดตัวของช่องเต็มเลือดแดงจากครึ่งซ้ายเข้าสู่กรวย

จะไม่สามารถผ่านเข้าไปในหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงในปอดได้เพราะมีเลือดอยู่แล้วซึ่งความดันอย่างแรงจะเปลี่ยนวาล์วเกลียวเปิดปากของหลอดเลือดแดง carotid เลือดแดงจะไหลไปที่นั่นซึ่งจะถูกส่ง ไปที่ศีรษะ หากปิดการหายใจในปอดเป็นเวลานาน เช่น ในฤดูหนาวใต้น้ำ เลือดดำจะไหลเข้าสู่ศีรษะมากขึ้น

ออกซิเจนเข้าสู่สมองในปริมาณที่น้อยลง เนื่องจากมีการเผาผลาญลดลงโดยทั่วไปและสัตว์ตกอยู่ในอาการมึนงง ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่เป็นของหาง หลุมมักจะยังคงอยู่ระหว่างทั้งสอง atria และวาล์วเกลียวของโคนหลอดเลือดแดงมีการพัฒนาไม่ดี ดังนั้นเลือดที่ผสมกันมากที่สุดจะเข้าสู่หลอดเลือดแดงมากกว่าสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่ไม่มีหาง

แม้ว่าสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำจะมี การไหลเวียนโลหิตเป็นสองวงเนื่องจากช่องเป็นหนึ่งเดียวจึงไม่อนุญาตให้แยกจากกันโดยสิ้นเชิง โครงสร้างของระบบดังกล่าวเกี่ยวข้องโดยตรงกับอวัยวะระบบทางเดินหายใจซึ่งมีโครงสร้างคู่และสอดคล้องกับวิถีชีวิตของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ทำให้สามารถอยู่อาศัยได้ทั้งบนบกและในน้ำเพื่อใช้เวลาอย่างมากมาย

ไขกระดูกแดง

ไขกระดูกสีแดงของกระดูกท่อเริ่มปรากฏในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ปริมาณเลือดทั้งหมดสูงถึงเจ็ดเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักรวมของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและฮีโมโกลบินแตกต่างกันไปตั้งแต่สองถึงสิบเปอร์เซ็นต์หรือมากถึงห้ากรัมต่อกิโลกรัมของมวล ความจุออกซิเจนในเลือดแตกต่างกันไปตั้งแต่สองและครึ่งถึงสิบสาม เปอร์เซ็นต์ตัวเลขเหล่านี้สูงกว่าปลา

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีเซลล์เม็ดเลือดแดงขนาดใหญ่แต่มีน้อย: จากยี่สิบถึงเจ็ดแสนสามหมื่นต่อลูกบาศก์มิลลิเมตรของเลือด จำนวนเม็ดเลือดของตัวอ่อนต่ำกว่าของผู้ใหญ่ ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เช่นเดียวกับในปลา ระดับน้ำตาลในเลือดจะผันผวนตามฤดูกาล มันแสดงให้เห็นค่าสูงสุดในปลาและในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหางจากสิบถึงหกสิบเปอร์เซ็นต์ในขณะที่ในอนุรังจากสี่สิบถึงแปดสิบเปอร์เซ็นต์

เมื่อฤดูร้อนสิ้นสุดลง คาร์โบไฮเดรตในเลือดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทันเวลาสำหรับการเตรียมการสำหรับฤดูหนาว เพราะคาร์โบไฮเดรตจะสะสมอยู่ในกล้ามเนื้อและตับ เช่นเดียวกับใน ฤดูใบไม้ผลิเมื่อถึงฤดูผสมพันธุ์และคาร์โบไฮเดรตเข้าสู่กระแสเลือด สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีกลไก การควบคุมฮอร์โมนการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตแม้ว่าจะไม่สมบูรณ์ก็ตาม

สามคำสั่งของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ แบ่งเป็นหมวดต่างๆ ดังนี้

หลอดเลือดแดงสะเทินน้ำสะเทินบกเป็นประเภทต่อไปนี้:

1. หลอดเลือดแดง carotid - ให้เลือดแดงแก่ศีรษะ
2. หลอดเลือดแดงผิวหนังและปอด - นำเลือดดำไปยังผิวหนังและปอด
3. ส่วนโค้งของหลอดเลือดจะนำเลือดที่ผสมกับอวัยวะที่เหลือ

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเป็นสัตว์กินเนื้อ ต่อมน้ำลาย ซึ่งพัฒนามาอย่างดี ความลับของพวกมันให้ความชุ่มชื้น:

สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกเกิดขึ้นในช่วงดีโวเนียนกลางหรือล่างนั่นคือ เมื่อประมาณสามร้อยล้านปีที่แล้ว. ปลาเป็นบรรพบุรุษของพวกมัน พวกมันมีปอดและมีครีบคู่ ซึ่งเป็นไปได้มากว่าจะมีการพัฒนาแขนขาห้านิ้ว ปลาครีบครีบโบราณมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ พวกเขามีปอดและในโครงกระดูกของครีบองค์ประกอบที่คล้ายกับส่วนต่าง ๆ ของโครงกระดูกของแขนขาบกห้านิ้วนั้นมองเห็นได้ชัดเจน ความจริงที่ว่าสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำสืบเชื้อสายมาจากสมัยโบราณ ปลาครีบครีบบ่งบอกถึงความคล้ายคลึงกันอย่างมากของกระดูกจำนวนเต็มของกะโหลกศีรษะซึ่งคล้ายกับกะโหลกของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำในยุค Paleozoic

ซี่โครงล่างและซี่โครงบนก็มีอยู่ในครีบครีบและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ อย่างไรก็ตาม ปลาปอดซึ่งมีปอดนั้นแตกต่างจากสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมาก ดังนั้นลักษณะของการเคลื่อนไหวและการหายใจซึ่งให้โอกาสในการขึ้นบกในบรรพบุรุษของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำจึงปรากฏขึ้นแม้ในขณะที่พวกเขา เป็นเพียงสัตว์มีกระดูกสันหลังในน้ำ.

เหตุผลที่ทำหน้าที่เป็นการเกิดขึ้นของอุปกรณ์เหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นระบอบการปกครองที่แปลกประหลาดของอ่างเก็บน้ำด้วย น้ำจืดมีปลาครีบครีบบางชนิดอาศัยอยู่ในนั้น ซึ่งอาจทำให้แห้งเป็นระยะหรือขาดออกซิเจน ชั้นนำที่สุด ปัจจัยทางชีวภาพซึ่งกลายเป็นปัจจัยชี้ขาดในการแตกของบรรพบุรุษด้วยอ่างเก็บน้ำและการตรึงบนบก - นี่คืออาหารใหม่ที่พวกเขาพบในที่อยู่อาศัยใหม่ของพวกเขา

อวัยวะระบบทางเดินหายใจในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมี อวัยวะระบบทางเดินหายใจดังต่อไปนี้:

ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ปอดจะแสดงเป็นถุงคู่ กลวงอยู่ภายใน มีผนังที่มีความหนาบางมาก และภายในมีโครงสร้างเซลล์ที่พัฒนาขึ้นเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีปอดขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ในกบ วัดอัตราส่วนของพื้นผิวของปอดต่อผิวหนังในอัตราส่วนสองถึงสาม เมื่อเทียบกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งอัตราส่วนนี้อยู่ที่ห้าสิบ และบางครั้งก็ชอบปอดมากกว่าร้อยเท่า

ด้วยการแปลง ระบบทางเดินหายใจในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเกิดขึ้นและ กลไกการหายใจเปลี่ยนไป. สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำยังคงมีการหายใจแบบบังคับแบบดั้งเดิม อากาศถูกดูดเข้าไปในช่องปากด้วยเหตุนี้รูจมูกจึงเปิดออกและด้านล่างของช่องปากจะเลื่อนลงมา จากนั้นรูจมูกจะปิดด้วยวาล์วและพื้นปากก็สูงขึ้นเนื่องจากอากาศเข้าสู่ปอด

ระบบประสาทในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเป็นอย่างไร?

ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สมองมีน้ำหนักมากกว่าปลา ถ้าเราหาเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักสมองและมวล แล้วในปลาสมัยใหม่ที่มีกระดูกอ่อน ตัวเลขจะเป็น 0.06–0.44% ในปลากระดูก 0.02–0.94% ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหาง 0.29–0.36 % ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำไม่มีหาง 0.50–0.73 %.

สมองส่วนหน้าของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีการพัฒนามากกว่าปลาโดยแบ่งเป็นสองซีก นอกจากนี้ การพัฒนาจะแสดงในเนื้อหาของเซลล์ประสาทจำนวนมากขึ้น

สมองประกอบด้วยห้าส่วน:

วิถีชีวิตของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

วิถีชีวิตที่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำนำไปสู่นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับสรีรวิทยาและโครงสร้างของพวกมัน อวัยวะระบบทางเดินหายใจมีโครงสร้างที่ไม่สมบูรณ์ - สิ่งนี้ใช้กับปอด สาเหตุหลักมาจากสิ่งนี้ รอยประทับที่เหลืออยู่ในระบบอวัยวะอื่น ความชื้นจะระเหยออกจากผิวหนังอย่างต่อเนื่องซึ่งทำให้สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำขึ้นอยู่กับความชื้นในสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมที่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำอาศัยอยู่ก็มีความสำคัญเช่นกันเพราะพวกมันไม่มีเลือดอุ่น

ตัวแทนของชั้นเรียนนี้มีวิถีชีวิตที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความแตกต่างในโครงสร้าง ความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำนั้นสูงเป็นพิเศษในเขตร้อน โดยที่ ความชื้นสูงและอุณหภูมิสูงเกือบตลอดเวลา

ยิ่งใกล้กับขั้วโลกมากเท่าไหร่ สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น มีสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำน้อยมากในพื้นที่แห้งและเย็นของโลก ไม่มีสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกที่ไม่มีแหล่งน้ำ แม้แต่แหล่งน้ำชั่วคราว เพราะไข่มักจะพัฒนาได้ในน้ำเท่านั้น ไม่มีสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำในแหล่งน้ำเค็ม ผิวหนังของพวกมันไม่รักษาแรงดันออสโมติกและสภาพแวดล้อมที่มีภาวะไฮเปอร์โทนิก

ไข่ไม่เจริญในแหล่งน้ำเค็ม สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้ตามลักษณะของถิ่นที่อยู่:

ภาคพื้นดินสามารถอยู่ห่างไกลจากแหล่งน้ำได้ หากไม่ใช่ฤดูผสมพันธุ์ ในทางกลับกัน สัตว์น้ำใช้ชีวิตทั้งชีวิตในน้ำหรืออยู่ใกล้น้ำมาก ในหางรูปแบบน้ำมีอิทธิพลเหนือ anurans บางชนิดก็สามารถเป็นของพวกเขาได้เช่นกันในรัสเซียเช่นกบในสระน้ำหรือทะเลสาบ

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำกระจายอยู่ทั่วไปบนบก เช่น กบโคเปพอดและกบต้นไม้ สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกบางชนิดมีวิถีชีวิตแบบโพรง ตัวอย่างเช่น สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำบางชนิดไม่มีหาง และเกือบทั้งหมดไม่มีขา ตามกฎแล้วในผู้อยู่อาศัยบนบกปอดจะพัฒนาได้ดีกว่าและผิวหนังมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเดินหายใจน้อยลง ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงขึ้นอยู่กับความชื้นของสภาพแวดล้อมที่พวกมันอาศัยอยู่น้อยลง

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีส่วนร่วมในกิจกรรมที่มีประโยชน์ซึ่งผันผวนทุกปีขึ้นอยู่กับจำนวน แตกต่างกันไปในบางช่วง ในบางเวลา และบางช่วง สภาพอากาศ. สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกมากกว่านกทำลายแมลงที่มีรสและกลิ่นไม่ดีรวมทั้งแมลงที่มีสีป้องกัน เมื่อนกกินแมลงเกือบทุกชนิดหลับใหล สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำออกล่า

นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจมานานแล้วว่าสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีประโยชน์อย่างมากในการกำจัดแมลงในสวนผักและสวนผลไม้ ชาวสวนในฮอลแลนด์ ฮังการี และอังกฤษ นำคางคกมาจาก ประเทศต่างๆปล่อยลงในโรงเรือนและสวน ในช่วงกลางทศวรรษที่สามสิบจากแอนทิลลิสและ หมู่เกาะฮาวายมีการส่งออกคางคกประมาณหนึ่งร้อยห้าสิบสายพันธุ์ พวกเขาเริ่มทวีคูณและมีคางคกมากกว่าหนึ่งล้านตัวถูกปล่อยสู่สวนอ้อย ผลลัพธ์เกินความคาดหมายทั้งหมด

ตาสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกป้องกันการอุดตันและทำให้แห้ง เปลือกตาล่างและเปลือกตาบนที่เคลื่อนย้ายได้รวมทั้งเยื่อหุ้มนิตติเทต กระจกตากลายเป็นนูนและเลนส์ lenticular โดยทั่วไป สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเห็นวัตถุที่เคลื่อนไหว

สำหรับอวัยวะการได้ยิน กระดูกหูและหูชั้นกลางปรากฏขึ้น ลักษณะนี้เกิดจากการที่จำเป็นต้องรับรู้การสั่นสะเทือนของเสียงได้ดีขึ้นเพราะตัวกลางอากาศมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำ

พวกเขามีโครงสร้างร่างกายที่แตกต่างกัน ทุกคนมีแผนการสร้างร่วมกัน สิ่งนี้พิสูจน์การสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความซับซ้อนของโครงสร้างร่างกายแตกต่างกันไป เชื่อกันว่าความซับซ้อนของโครงสร้างเกิดขึ้นในช่วงวิวัฒนาการ นั่นคือสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ปรากฏตัวครั้งแรก

การพัฒนาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

วิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลังเริ่มต้นด้วยรูปเข็มหอก

สิ่งมีชีวิตนี้มีโนโตคอร์ดและท่อประสาทอยู่แล้ว และยังเป็นหัวใจดั้งเดิมที่สุดสำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลัง: ช่องท้องที่เต้นเป็นจังหวะ

ความซับซ้อนเพิ่มเติมขององค์กรนำไปสู่การก่อตัวของปลา สิ่งมีชีวิตที่หายใจเหงือกและการไหลเวียนโลหิตหนึ่งวง

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานส่วนใหญ่มีหัวใจสามห้อง นอกจากนี้ยังเพิ่มพลังของพวกเขา

นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นจุดสูงสุดของวิวัฒนาการ หัวใจประกอบด้วยห้องสี่ห้อง ไม่มีช่องเปิดระหว่าง atria และระหว่างโพรง การไหลเวียนโลหิตสองวงแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้นนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจึงมีเลือดอุ่นซึ่งแตกต่างจากสัตว์อื่นอย่างมาก แน่นอนว่ามนุษย์ก็อยู่ในกลุ่มนี้เช่นกัน

หัวใจสามห้อง

ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลาน หัวใจมีสามห้อง: สอง atria และหนึ่ง ventricle นักวิทยาศาสตร์พบว่ามันเป็นโครงสร้างของอวัยวะกล้ามเนื้อที่เหมาะสมกับชีวิตของสัตว์เหล่านี้อย่างแม่นยำ

การมีการไหลเวียนโลหิตสองวงทำให้กิจกรรมสำคัญในระดับค่อนข้างสูง สัตว์ที่มีหัวใจสามห้องอาศัยอยู่บนบก พวกมันค่อนข้างเคลื่อนไหวได้ (โดยเฉพาะสัตว์เลื้อยคลาน) พวกเขาสามารถทนต่ออุณหภูมิที่ลดลงเล็กน้อยโดยไม่เกิดอาการมึนงง ตัวอย่างเช่น ไทรทันเป็นคนแรกที่ออกมาจากที่พักพิงในฤดูหนาวเมื่อหิมะยังไม่ละลาย ฤดูใบไม้ผลิทำให้คุณตื่นเช้ามาก สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเหล่านี้กระโดดข้ามหิมะเพื่อค้นหาคู่ผสมพันธุ์

การปรากฏตัวของหัวใจสามห้องทำให้สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำสามารถตกอยู่ในอาการมึนงงเมื่อน้ำค้างแข็งเข้ามา ระบบไหลเวียนโลหิตไม่ให้พลังงานมากในการสูบฉีดเลือด ซึ่งจะสังเกตได้ต่อหน้าหัวใจที่มีห้องสี่ห้องและแยกการไหลเวียนโลหิตสองวงโดยสมบูรณ์

หัวใจสัตว์เลื้อยคลาน

สัตว์เลื้อยคลานมีหัวใจสามห้องที่มีกะบังที่ไม่สมบูรณ์ จะเห็นได้ว่าความคล่องตัวของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ จิ้งจกเปรียวนั้นเคลื่อนที่ได้ดีมาก จับค่อนข้างยาก โดยเฉพาะใน อากาศอบอุ่น. อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิของร่างกายยังคงขึ้นอยู่กับ สิ่งแวดล้อม. สัตว์เลื้อยคลานเป็นสิ่งมีชีวิตเลือดเย็น

จระเข้มีโครงสร้างหัวใจที่ผิดปกติ นักวิทยาศาสตร์จำแนกจระเข้เป็นสัตว์ที่มีหัวใจสี่ห้อง กะบังระหว่างโพรงด้านขวาและด้านซ้ายคือ พื้นที่ขนาดใหญ่. อย่างไรก็ตาม มีรูในกำแพงนี้ ดังนั้นจระเข้จึงเป็นสัตว์เลือดเย็น เลือดที่อิ่มตัวด้วยองค์ประกอบออกซิไดซ์ผสมกับเลือดที่มีออกซิเจนต่ำ นอกจากนี้ โครงสร้างพิเศษของระบบเลือดจระเข้ยังแสดงอยู่ในหลอดเลือดแดงด้านซ้าย มันออกจากช่องท้องด้านขวาพร้อมกับปอด หลอดเลือดแดงด้านซ้ายนำเลือดไปที่ท้องของจระเข้ โครงสร้างนี้มีส่วนช่วยในการย่อยอาหารได้เร็วขึ้น นี่เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากสัตว์เลื้อยคลานกลืนเนื้อชิ้นใหญ่ซึ่งสามารถเริ่มเน่าได้หากทิ้งไว้ในทางเดินอาหารเป็นเวลานาน

หัวใจสี่ห้อง

นกและสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมีหัวใจสี่ห้อง เหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระเบียบมากที่สุด นกสามารถบินได้ไกล ในขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถวิ่งเร็วได้ พวกเขาทั้งหมดมีเลือดอุ่น พวกเขายังคงกระฉับกระเฉงในสภาพอากาศหนาวเย็นซึ่งตัวแทนเลือดเย็นไม่สามารถจ่ายได้

เฉพาะสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถให้อาหารในฤดูหนาวเท่านั้นที่จะเข้าสู่โหมดไฮเบอร์เนต หมีซึ่งมีน้ำหนักไม่เพียงพอในฤดูใบไม้ร่วง ตื่นขึ้นและท่องไปในหิมะเพื่อค้นหาอาหาร

ดังนั้นหัวใจสี่ห้องจึงเพิ่มกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตให้สูงสุด สัตว์เลือดอุ่นจะไม่เข้าสู่สภาวะทรมาน กิจกรรมมอเตอร์ของพวกเขาไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อม สัตว์มีกระดูกสันหลังเหล่านี้รู้สึกดีเมื่ออยู่บนบกในสภาวะที่มีแรงโน้มถ่วงสูง

สัตว์ที่มีหัวใจสามห้องได้รับการไหลเวียนโลหิตสองวงแล้ว อย่างไรก็ตาม วงกลมขนาดใหญ่และขนาดเล็กไม่ได้แยกจากกันโดยสิ้นเชิง เลือดที่อุดมไปด้วยธาตุออกซิเดชั่นผสมกับเลือดที่อุดมไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ หัวใจสามห้องช่วยให้ชีวิตของสิ่งมีชีวิตบนบก

แบบทดสอบ

706-01. สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีหัวใจสามห้องซึ่งมีการสืบพันธุ์เกี่ยวข้องกับน้ำอย่างใกล้ชิดถูกรวมเข้าเป็นประเภท
ก) ปลากระดูก
B) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
B) สัตว์เลื้อยคลาน
ง) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

ตอบ

706-02. สัตว์อยู่ในชั้นเรียนใดแผนภาพโครงสร้างหัวใจที่แสดงในรูป?

ก) แมลง
ข) ปลากระดูกอ่อน
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
ง) นก

ตอบ

706-03. ลักษณะที่ทำให้สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำแตกต่างจากปลาคือ
ก) เลือดเย็น
ข) โครงสร้างของหัวใจ
ข) การพัฒนาในน้ำ
ง) การแยกตัว ระบบไหลเวียน

ตอบ

706-04. สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกแตกต่างจากปลาในการมี
ก) สมอง
ข) ระบบไหลเวียนโลหิตปิด
ค) ปอดคู่ในผู้ใหญ่
ง) อวัยวะรับความรู้สึก

ตอบ

706-05. คุณลักษณะใดในรายการที่แยกแยะสัตว์ส่วนใหญ่ของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำในชั้นเรียนจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

B) การปฏิสนธิภายนอก
ข) การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
ง) ใช้เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งแวดล้อมทางน้ำ

ตอบ

706-06. สัตว์เลื้อยคลานในกระบวนการวิวัฒนาการได้มาซึ่งแตกต่างจากสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
ก) ระบบไหลเวียนโลหิตปิด
ข) ภาวะเจริญพันธุ์สูง
ข) ไข่ขนาดใหญ่ที่มีเยื่อหุ้มตัวอ่อน
ง) หัวใจสามห้อง

ตอบ

706-07. หากในกระบวนการวิวัฒนาการสัตว์ได้ก่อตัวเป็นหัวใจดังแสดงในรูปแล้วอวัยวะระบบทางเดินหายใจของสัตว์จะต้องเป็น

ก) ปอด
ข) ผิวหนัง
B) ถุงลมปอด
D) เหงือก

ตอบ

706-08. สัตว์กลุ่มใดไม่อาศัยน้ำ
A) ไม่ใช่กะโหลก (lancelets)
ข) ปลากระดูก
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
D) สัตว์เลื้อยคลาน

ตอบ

706-09. การพัฒนาของตัวอ่อนภายในไข่ของสัตว์ชนิดใด?
ก) ปลากระดูก
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหาง
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำไม่มีหาง
D) สัตว์เลื้อยคลาน

ตอบ

706-10. สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีหัวใจสามห้องซึ่งการสืบพันธุ์ไม่เกี่ยวข้องกับน้ำจะรวมกันเป็นหมวดหมู่
ก) ปลากระดูก
B) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
B) สัตว์เลื้อยคลาน
ง) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

ตอบ

706-11. สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีอุณหภูมิร่างกายแปรผัน การหายใจในปอด หัวใจสามห้องที่มีกะบังไม่สมบูรณ์ในช่องท้อง จำแนกได้ดังนี้
ก) ปลากระดูก
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
B) สัตว์เลื้อยคลาน
ง) ปลากระดูกอ่อน

ตอบ

706-12. สัตว์เลื้อยคลานไม่เหมือนสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีแนวโน้มที่จะ
ก) การปฏิสนธิภายนอก
B) การปฏิสนธิภายใน
C) การพัฒนาด้วยการก่อตัวของตัวอ่อน
ง) การแบ่งร่างกายออกเป็นหัว ลำตัว และหาง

ตอบ

706-13. สัตว์ใดต่อไปนี้เลือดเย็น
ก) จิ้งจก
ข) เสืออามูร์
B) บริภาษจิ้งจอก
ง) หมาป่าทั่วไป

ตอบ

706-14. สัตว์ที่มีผิวแห้งมีเกล็ดมีเขาและหัวใจสามห้องที่มีกะบังที่ไม่สมบูรณ์เป็นสัตว์ประเภทใด
ก) สัตว์เลื้อยคลาน
B) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
ง) นก

ตอบ

706-15. นกแตกต่างจากสัตว์เลื้อยคลานในการมี
ก) การปฏิสนธิภายใน
ข) ระบบประสาทส่วนกลาง
B) การไหลเวียนโลหิตสองวง
ช) อุณหภูมิคงที่ร่างกาย

ตอบ

706-15. ลักษณะโครงสร้างใดที่คล้ายคลึงกันในสัตว์เลื้อยคลานและนกสมัยใหม่
ก) กระดูกที่เต็มไปด้วยอากาศ
ข) ผิวแห้ง ไม่มีต่อม
B) บริเวณหางในกระดูกสันหลัง
D) ฟันกรามเล็ก

ตอบ

706-16. สัตว์อะไรมีการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่าง อากาศในบรรยากาศและเลือดไหลผ่านผิวหนัง?
ก) วาฬเพชฌฆาต
B) ไทรทัน
ข) จระเข้
ง) แซลมอนสีชมพู

ตอบ

706-17. สัตว์กลุ่มใดมีหัวใจสองห้อง
ปลา
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
B) สัตว์เลื้อยคลาน
ง) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ตอบ

706-18. พัฒนาการของทารกในมดลูกเกิดขึ้นที่
ก) นกล่าเหยื่อ
B) สัตว์เลื้อยคลาน
B) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
ง) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ตอบ

706-19. คอร์ดประเภทใดที่มีลักษณะการหายใจทางผิวหนัง?
ก) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
B) สัตว์เลื้อยคลาน
ข) นก
ง) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ตอบ

706-20. เครื่องหมายของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำคือ
ก) ปกไคติน
ข) ผิวเปล่า
ข) เกิดมีชีพ
D) แขนขาคู่

ตอบ

706-21. สมาชิกของกลุ่มสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำแตกต่างจากสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นอย่างไร?
ก) กระดูกสันหลังและแขนขาอิสระ
B) การหายใจในปอดและการปรากฏตัวของ cloaca
ค) เยื่อเมือกเปล่าและการปฏิสนธิภายนอก
ง) ระบบไหลเวียนโลหิตปิดและหัวใจสองห้อง

ตอบ

706-22. คุณลักษณะใดในรายการที่แยกแยะสัตว์ในกลุ่มสัตว์เลื้อยคลานจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในชั้นเรียน
ก) ระบบไหลเวียนโลหิตปิด
B) อุณหภูมิร่างกายผันผวน
ค) การพัฒนาโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง
ง) การใช้สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินเพื่อการอยู่อาศัย

การปรากฏตัวของหัวใจสี่ห้องในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นเหตุการณ์วิวัฒนาการที่สำคัญที่สุดโดยที่สัตว์เหล่านี้สามารถกลายเป็นเลือดอุ่นได้ การศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับพัฒนาการของหัวใจในตัวอ่อนของจิ้งจกและเต่า และการเปรียบเทียบกับข้อมูลที่มีอยู่ของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของยีนควบคุมมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของหัวใจสามห้องเป็น สี่ห้องหนึ่ง Tbx5ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานเบื้องต้นของช่องเดียว ถ้า Tbx5มันแสดงออก (ทำงาน) อย่างสม่ำเสมอตลอดพื้นฐานหัวใจกลายเป็นสามห้องถ้าด้านซ้ายเป็นสี่ห้องเท่านั้น

การเกิดขึ้นของสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกมีความเกี่ยวข้องกับการพัฒนาการหายใจในปอด ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับโครงสร้างระบบไหลเวียนโลหิตอย่างรุนแรง ปลาที่หายใจด้วยเหงือกจะมีการไหลเวียนโลหิตหนึ่งวงและหัวใจตามลำดับคือสองห้อง (ประกอบด้วยหนึ่งเอเทรียมและหนึ่งช่อง) สัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกมีหัวใจสามหรือสี่ห้องและมีการไหลเวียนสองทาง หนึ่งในนั้น (เล็ก) ขับเลือดผ่านปอดซึ่งออกซิเจนอิ่มตัว จากนั้นเลือดจะกลับสู่หัวใจและเข้าสู่ห้องโถงด้านซ้าย วงกลมขนาดใหญ่ส่งเลือดที่อุดมด้วยออกซิเจน (หลอดเลือดแดง) ไปยังอวัยวะอื่นทั้งหมด ซึ่งจะปล่อยออกซิเจนและส่งกลับผ่านเส้นเลือดไปยังหัวใจ เข้าสู่ห้องโถงด้านขวา

ในสัตว์ที่มีหัวใจสามห้อง เลือดจาก atria ทั้งสองจะเข้าสู่โพรงเดียว จากนั้นจะไปยังปอดและอวัยวะอื่นๆ ทั้งหมด ในกรณีนี้เลือดแดงผสมกับเลือดดำในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น ในสัตว์ที่มีหัวใจสี่ห้องในช่วง พัฒนาการของตัวอ่อนเริ่มแรกช่องเดียวถูกแบ่งโดยกะบังออกเป็นครึ่งซ้ายและขวา เป็นผลให้การไหลเวียนโลหิตสองวงแยกจากกันโดยสิ้นเชิง: เลือดดำเข้าสู่ช่องท้องด้านขวาเท่านั้นและไปจากที่นั่นไปยังปอด เลือดแดงไปที่ช่องด้านซ้ายเท่านั้นและไปจากที่นั่นไปยังอวัยวะอื่น ๆ ทั้งหมด

การก่อตัวของหัวใจสี่ห้องและการแยกวงจรการไหลเวียนอย่างสมบูรณ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาเลือดอุ่นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก เนื้อเยื่อของสัตว์เลือดอุ่นใช้ออกซิเจนจำนวนมาก ดังนั้นพวกเขาต้องการเลือดแดงที่ "สะอาด" อิ่มตัวด้วยออกซิเจนสูงสุด และไม่ใช่เลือดแดงและเลือดดำผสม ซึ่งสัตว์มีกระดูกสันหลังเลือดเย็นที่มีหัวใจสามห้องพึงพอใจ ( ดู: สายวิวัฒนาการของระบบไหลเวียนโลหิตของคอร์ด)

หัวใจสามห้องเป็นลักษณะของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานส่วนใหญ่แม้ว่าในระยะหลังจะมีการแบ่งส่วนของโพรงออกเป็นสองส่วน (กะบัง intraventricular ที่ไม่สมบูรณ์พัฒนา) หัวใจสี่ห้องที่แท้จริงพัฒนาอย่างอิสระในสามสายวิวัฒนาการ: ในจระเข้ นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นี่ถือเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของวิวัฒนาการมาบรรจบกัน (หรือขนาน) (ดู: Aromorphoses และวิวัฒนาการคู่ขนาน; Parallelisms และความแปรปรวนคล้ายคลึงกัน)

นักวิจัยกลุ่มใหญ่จากสหรัฐอเมริกา แคนาดา และญี่ปุ่น ซึ่งตีพิมพ์ผลงานในวารสารฉบับล่าสุด ธรรมชาติ, ออกเดินทางเพื่อค้นหาพื้นฐานทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลของอะโรมอร์โฟซิสที่สำคัญที่สุดนี้

ผู้เขียนศึกษารายละเอียดการพัฒนาของหัวใจในตัวอ่อนของสัตว์เลื้อยคลานสองตัว - เต่าหูแดง Trachemys scriptaและกิ้งก่าอโนล ( Anolis carolinensis). สัตว์เลื้อยคลาน (ยกเว้นจระเข้) เป็นที่สนใจเป็นพิเศษในการแก้ปัญหา เนื่องจากโครงสร้างของหัวใจในหลาย ๆ ด้านอยู่ตรงกลางระหว่างห้องสามห้องทั่วไป (เช่นในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ) กับห้องสี่ห้องจริง เช่น ในจระเข้ นก และ สัตว์. ในขณะเดียวกันตามที่ผู้เขียนบทความระบุว่าเป็นเวลา 100 ปีแล้วที่ไม่มีใครศึกษาการพัฒนาตัวอ่อนของหัวใจของสัตว์เลื้อยคลานอย่างจริงจัง

การศึกษาที่ดำเนินการกับสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ยังไม่ได้ให้คำตอบที่แน่ชัดสำหรับคำถามที่ว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมทำให้เกิดการก่อตัวของหัวใจสี่ห้องระหว่างวิวัฒนาการอย่างไร อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตว่ายีนกำกับดูแล Tbx5การเข้ารหัสสำหรับตัวควบคุมการถอดรหัส (ดูปัจจัยการถอดความ) การทำงาน (แสดงออก) แตกต่างกันในหัวใจที่กำลังพัฒนาในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลือดอุ่น ในอดีต จะแสดงอย่างเท่าเทียมกันตลอดทั้งช่องในอนาคต ในระยะหลัง การแสดงออกจะสูงสุดในส่วนด้านซ้ายของ anlage ซึ่งช่องซ้ายจะก่อตัวในภายหลัง และค่าต่ำสุดทางด้านขวา นอกจากนี้ยังพบว่ากิจกรรมลดลง Tbx5นำไปสู่ข้อบกพร่องในการพัฒนากะบังระหว่างโพรง ข้อเท็จจริงเหล่านี้ทำให้ผู้เขียนแนะนำว่าการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีน Tbx5อาจมีบทบาทบางอย่างในการวิวัฒนาการของหัวใจสี่ห้อง

ในระหว่างการพัฒนาของหัวใจจิ้งจก กล้ามเนื้อพับพัฒนาในช่อง แยกส่วนทางออกของช่องจากช่องหลักบางส่วน ผู้เขียนบางคนตีความสันเขานี้ว่าเป็นโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันกับผนังกระเพาะของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีหัวใจสี่ห้อง จากการศึกษาการเติบโตของสันเขาและโครงสร้างที่ดี ผู้เขียนบทความที่อยู่ระหว่างการสนทนาปฏิเสธการตีความนี้ พวกเขาให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าลูกกลิ้งเดียวกันปรากฏขึ้นชั่วครู่ระหว่างการพัฒนาหัวใจของตัวอ่อนไก่ - พร้อมกับกะบังจริง

ข้อมูลที่ได้รับจากผู้เขียนระบุว่า เห็นได้ชัดว่าไม่มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันกับกะบังระหว่างกระเพาะอาหารที่แท้จริงเกิดขึ้นในจิ้งจก ในทางกลับกัน เต่าจะก่อตัวขึ้น กะบังที่ไม่สมบูรณ์(พร้อมกับลูกกลิ้งของกล้ามเนื้อที่พัฒนาน้อย) การก่อตัวของพาร์ทิชันนี้ในเต่าเริ่มช้ากว่าในไก่มาก อย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าหัวใจของจิ้งจกนั้น "ดั้งเดิม" มากกว่าเต่า หัวใจเต่าอยู่ตรงกลางระหว่างหัวใจสามห้องทั่วไป (เช่นหัวใจของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและกิ้งก่า) กับหัวใจสี่ห้องของจระเข้และสัตว์เลือดอุ่น ตรงกันข้ามกับแนวคิดที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเกี่ยวกับวิวัฒนาการและการจำแนกสัตว์เลื้อยคลาน บนพื้นฐานของลักษณะทางกายวิภาค เต่าได้รับการพิจารณาว่าเป็นกลุ่มดึกดำบรรพ์ที่สุดในบรรดา สัตว์เลื้อยคลานสมัยใหม่. อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ดีเอ็นเอเปรียบเทียบโดยนักวิจัยจำนวนหนึ่งได้ชี้ให้เห็นซ้ำแล้วซ้ำอีกว่าเต่ามีความใกล้ชิดกับอาร์คซอรัส (กลุ่มที่ประกอบด้วยจระเข้ ไดโนเสาร์ และนก) และตำแหน่งพื้นฐานของสควอเมต (จิ้งจกและงู) โครงสร้างของหัวใจยืนยันรูปแบบวิวัฒนาการใหม่นี้ (ดูรูป)

ผู้เขียนได้ศึกษาการแสดงออกของยีนควบคุมหลายยีนในเต่าที่กำลังพัฒนาและหัวใจของจิ้งจก รวมทั้งยีน Tbx5.ในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อยู่ในช่วงเริ่มต้นของการสร้างตัวอ่อน การไล่ระดับที่คมชัดในการแสดงออกของยีนนี้จะเกิดขึ้นใน anlage ของกระเป๋าหน้าท้อง (การแสดงออกลดลงอย่างรวดเร็วจากซ้ายไปขวา) ปรากฎว่าในกิ้งก่าและเต่าในระยะแรกของยีน Tbx5แสดงในลักษณะเดียวกับกบ นั่นคือ สม่ำเสมอตลอดช่องในอนาคต ในจิ้งจก สถานการณ์นี้ยังคงอยู่จนกระทั่งสิ้นสุดการสร้างตัวอ่อน ในขณะที่เต่า ในระยะต่อมา มีการไล่ระดับการแสดงออก ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับในไก่ แต่เด่นชัดน้อยกว่าเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งในส่วนด้านขวาของช่องกิจกรรมของยีนจะค่อยๆลดลงในขณะที่ด้านซ้ายยังคงสูง ดังนั้นตามลักษณะของการแสดงออกของยีน Tbx5เต่ายังครองตำแหน่งตรงกลางระหว่างจิ้งจกกับไก่

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าโปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีน Tbx5เป็นกฎข้อบังคับ - ควบคุมการทำงานของยีนอื่นๆ จากข้อมูลที่ได้รับ เป็นเรื่องปกติที่จะสันนิษฐานว่าการพัฒนาของโพรงและการวางผนังกั้นระหว่างโพรงอยู่ภายใต้การควบคุมของยีน Tbx5. ก่อนหน้านี้พบว่ากิจกรรมลดลง Tbx5ในตัวอ่อนของเมาส์ทำให้เกิดข้อบกพร่องในการพัฒนากระเป๋าหน้าท้อง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เพียงพอที่จะพิจารณาบทบาท "นำ" ของ Tbx5ในการก่อตัวของหัวใจสี่ห้อง

เพื่อให้ได้หลักฐานที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ผู้เขียนได้ใช้หนูดัดแปลงพันธุกรรมหลายสาย ซึ่งในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน ยีน Tbx5สามารถปิดได้ในส่วนใดส่วนหนึ่งของจมูกหัวใจตามคำร้องขอของผู้ทดลอง

ปรากฎว่าหากยีนถูกปิดในตาของหัวใจห้องล่างทั้งหมด ตาจะไม่เริ่มแบ่งออกเป็นสองส่วน: ช่องเดียวพัฒนาจากมันโดยไม่มีร่องรอยของกะบังระหว่างกระเพาะ ลักษณะทางสัณฐานวิทยาโดยที่เราสามารถแยกแยะช่องด้านขวาจากด้านซ้ายโดยไม่คำนึงถึงการมีกะบังก็จะไม่เกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งได้ตัวอ่อนของเมาส์ที่มีหัวใจสามห้อง! ตัวอ่อนดังกล่าวจะตายในวันที่ 12 ของการพัฒนาของตัวอ่อน

การทดลองต่อมาคือยีน Tbx5ปิดเฉพาะในส่วนด้านขวาของพื้นฐานของโพรง ดังนั้นการไล่ระดับความเข้มข้นของโปรตีนควบคุมที่เข้ารหัสโดยยีนนี้จึงถูกเลื่อนไปทางซ้ายอย่างรวดเร็ว โดยหลักการแล้ว คาดว่าในสถานการณ์เช่นนี้ ผนังกั้นระหว่างกระเพาะจะเริ่มก่อตัวทางซ้ายมากกว่าที่ควรจะเป็น แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น: กะบังไม่ได้เริ่มก่อตัวเลย แต่มีการแบ่งพื้นฐานออกเป็นส่วนซ้ายและขวาตามส่วนอื่น ๆ ลักษณะทางสัณฐานวิทยา. ซึ่งหมายความว่าการไล่ระดับสีนิพจน์ Tbx5ไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่ควบคุมการพัฒนาของหัวใจสี่ห้อง

ในการทดลองอื่น ผู้เขียนประสบความสำเร็จในการสร้างยีน Tbx5แสดงออกอย่างสม่ำเสมอใน anlage ของตัวอ่อนของเมาส์ทั้งหมด ประมาณเดียวกับในกบหรือจิ้งจก สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาตัวอ่อนของหนูอีกครั้งด้วยหัวใจสามห้อง

ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีนควบคุม Tbx5แท้จริงแล้วสามารถมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการของหัวใจสี่ห้อง และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นคู่ขนานและเป็นอิสระในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและอาร์คซอรัส (จระเข้และนก) ดังนั้นการศึกษายืนยันอีกครั้งว่าการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของยีนที่ควบคุมการพัฒนาส่วนบุคคลมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการของสัตว์

แน่นอนว่าการออกแบบจิ้งจกหรือเต่าดัดแปลงพันธุกรรมนั้นน่าสนใจยิ่งกว่าเดิมที่มี Tbx5จะแสดงเหมือนในหนูและไก่ กล่าวคือ ด้านซ้ายของช่องมีความแข็งแรง และด้านขวาจะอ่อนแอ และดูว่าหัวใจของพวกมันมีลักษณะเหมือนสี่ห้องหรือไม่ แต่สิ่งนี้ยังไม่เป็นไปได้ในทางเทคนิค: พันธุวิศวกรรมของสัตว์เลื้อยคลานยังไม่ก้าวหน้าถึงขนาดนั้น