Кровеносная система членистоногих

Что такое кровеносная система членистоногих

 

 

Членистоногие — группа животных. В эту группу входят насекомые, ракообразные, многоножки и паукообразные. Все они беспозвоночные животные. Также называют их артроподами, подчеркивая важность их ароморфозы. 

 

Сегментированное тело, парные сочлененные придатки и наличие экзоскелета — вот некоторые из особенностей, характеризующих этот тип. Большинство этих животных билатерально-симметричны. Они демонстрируют наибольшее разнообразие среди всех групп животных. Членистоногие составляют более 80% всех существующих видов на Земле. Виды распространены в различных экосистемах, от морских и пресноводных до суши и воздуха.

 

У артроподов имеется система кровообращения. Их экзоскелет окружает заполненную жидкостью полость тела, гемокоэль. Таким образом, все органы и ткани постоянно подвергаются воздействию жидкой среды — гемолимфы, состоящей из плазмы с взвешенными гемоцитами. Циркуляция гемолимфы активно стимулируется специальными насосными органами, называемыми сердцами.

 

Исходящие из сердца артерии доставляют гемолимфу в различные области и отделы тела. Эти артериальные системы развиты в разной степени у членистоногих и вместе с сердцем составляют сердечно-сосудистую систему или сосудистую систему гемолимфы. Когда гемолимфа покидает сосудистую систему, она впадает в лакунарную систему, где она следует по различным путям, которые определяются анатомией внутренних органов и каналами или диафрагмами, образованными соединительной тканью. 

В природе имеется более полутора миллионов видов артроподов, широко расселившихся по всему миру.

Кровеносная система артроподов совсем не такая как кровеносная система других групп живых существ. Потому что, у членистоногих настоящей крови нет. 

Кровеносная система незамкнутая. От сердца отходят сосуды и расположено оно на спинной стороне тела. Кровь (гемолимфа) членистоногих, не имеет эритроцитов и гемоглобина, из сосудов выливается в полость тела и омывает внутренние органы. Далее она снова поступает в сосуды и сердце.

 

 

Характеристика кровеносной системы членистоногих

 

Кровеносная система членистоногих открыта, их кровь течет через полости между внутренними органами, а не через закрытые сосуды. Основным компонентом кровеносной системы артроподов является продольный сосуд, называемый сердцем. Этот сосуд проходит вблизи дорсальной поверхности грудной клетки и брюшной полости. Когда он сжимается, кровь поступает в область головы артропода.

 

Когда сердце членистоногого расслабляется, кровь возвращается к нему через ряд клапанов. Эти клапаны расположены в задней области сердца и позволяют крови течь только внутрь. Таким образом, кровь из головы постепенно проходит через промежутки между тканями, а затем обратно через односторонние клапаны в сердце. Кровь течет наиболее быстро, когда артропод бегает, летает, двигается. В такие моменты кровь доставляет питательные вещества к тканям и выводит из них шлаки.

 

 

Особенности кровеносной системы членистоногих

 

У членистоногих открытая кровеносная система. Сердце у них расположено дорсально. У артроподов имеется разветвленная или ограниченная артериальная система, доставляющая кровь в гемоцели или тканевые пространства. Сердце и артерии связаны через парные отверстия или остии, где движение крови контролируется клапанами.

 

У ракообразных и паукообразных кровь голубая, так как она содержит кислородсодержащий пигмент — гемоцианин. У насекомых такие пигменты отсутствуют, так как кислород доставляется к тканям непосредственно из трахейной системы. Однако гемоглобин присутствует в крови нескольких мелких видов ракообразных и личинок насекомых.

 

 

Функции кровеносной системы членистоногих

 

Имеются значительные различия между функциональностью кровеносной системы артроподов и сердечно-сосудистой системы высших органов, поскольку ее система имеет удивительное строение. Гемолимфа — переносчик кислорода, только у артроподов, которые имеют гемоцианин. Так же она относится к защитникам от воздействия бактерий и переносчикам питательных веществ от пищеварительного тракта ко всем органам.
Членистоногие обладают открытой кровеносной системой, состоящей из спинного сердца и системы артерий, которые могут быть очень ограниченными (как у насекомых) или обширными (как у крабов). Артерии доставляют кровь в тканевые пространства, из которого в конечном итоге стекает обратно в большой перикардиальный синус, окружающий сердце.

 

 

Различное количество парных отверстий (остий) расположено по длине сердца и позволяет крови поступать, когда клапаны открыты. При сокращении сердца закрытые клапаны препятствуют обратному току крови и нагнетают ее в артерии тканей, от которых она оттекает к другим гемоцелям. У более крупных ракообразных кровь затем проходит через жабры (где она обогащается кислородом) и возвращается к сердцу. В крови крупных паукообразных и ракообразных содержится синий кислородсодержащий пигмент гемоцианин; у насекомых отсутствует дыхательный пигмент, так как трахейная система доставляет кислород непосредственно к тканям. Некоторые личинки насекомых и некоторые мелкие ракообразные имеют кровь, содержащую гемоглобин.

 

 

Тип кровеносной системы членистоногих

 

У артроподов кровеносная система лакунарного типа. Это значит, что из сосудов кровь поступает в щелевые промежутки и орошает внутренние органы, доставляя клеткам питательные вещества.

Гемолимфа — единственная тканевая жидкость, которая движется по сосудам и полостям. Она не переносит кислород, обнаружить гемоцианин в нем можно редко. Как правило, она бесцветна или желтовато-зеленого цвета. Но гемоцианин (придает характерный голубой цвет из-за меди), обнаружен среди мечехвостов, пауков, насекомых и раков.

 

 

Строение кровеносной системы членистоногих

 

Кровеносная система артроподов незамкнутая. Она состоит из сердца, лежащего на спинной стороне тела и кровеносных сосудов. Сердце имеет вид трубочки с клапанами, которая разделена на отделы (камеры). Кровь перемещает кислород, продукты обмена и питательные вещества. 

У членистоногих практически исчез целом (место между стенкой тела и внутренними органами заполненное жидкостью и представляющую собой вторичную полость тела животных), и его место занимает гемоцель (сеть заполненных кровью (гемолимфой) полостей, называемых синусами), в которых находятся внутренние органы. У большинства сухопутных артроподов газообмен идет через систему трахей (гимолимфа в переносе дыхательных газов практически не участвует). Она бесцветная, потому что не содержит гемоглобина.

 

.
Органы кровеносной системы членистоногих

 

К органам кровеносной системы относится сердце и кровеносные сосуды. Центральный пульсирующий орган – сердце, оно расположено на спинной стороне тела. Имеет трубчатую с парными боковыми отверстиями (остиями) или мешкообразную форму и состоит из нескольких камер. Через остии гемолимфа, из околосердечной сумки, поступает в сердце. Из сосудов, которые отходят от сердца, гемолимфа изливается в полость тела и омывает внутренние органы и органы дыхания, где она насыщается кислородом.

 

Потом гемолимфа, насыщенная кислородом поступает в сердце и сосуды. Гемолимфа является бесцветной жидкостью, которая одновременно выполняет функции крови и полостной жидкости. Если в гемолимфе присутствует гемоглобин, то она окрашена в красный цвет, если – гемоцианин, то гемолимфа будет голубой, цвет обусловлен наличием определенного дыхательного пигмента.

 

 

 

 

Строение сердца кровеносной системы членистоногих

 

В системе кровообращения артроподов главный орган – трубкообразное сердце. Паукообразные и насекомые имеют трубочковидное сердце, а ракообразные – пятиугольной формы. Система кровообращения незамкнута. Внутри есть пространство с перегородками и клапанами. Малое давление крови и низкая скорость возврата к сердцу — особенность незамкнутой системы. Из сердца гемолимфа поступает в открытые кровеносные сосуды и жидкость попадает в полость тела, омывая все органы и ткани.

 

 

Эволюция кровеносной системы членистоногих

 

Предками членистоногих являются кольчатые черви. Они имели замкнутую кровеносную систему.
В ходе эволюции членистоногие приобрели сердце (самостоятельный пульсирующий орган). Из него гемолимфа по сосудам выходит в полость тела и перемешивается с полостной жидкостью.

 

Кровеносная система, является системой органов большинства животных и человека, она обеспечивает циркуляцию крови по организму, называется это кровообращением. Прежде всего, ее деятельность направлена на доставку питательных веществ и кислорода к органам и тканям тела. Также она направлена на удаление продуктов метаболизма и отходов жизнедеятельности из них. Соответственно кровеносная система в первую очередь обеспечивает функцию газообмена и питания, поэтому у многих организмов она связана с дыхательной и выделительной системами.

 

У артроподов сосуды открываются в полость тела, соответственно, кровеносная система незамкнутого типа. Спинной сосуд начинает делиться при помощи клапанов — перегородок на отдельные камеры — сердца. Сокращение этих камер приводит в движение гемолимфы в артериях, а из них в промежуток между органами. Далее гемолимфа поступает в околосердечную полость.

 

 

Итоги

 

Членистоногие имеют открытую кровеносную систему, которая отличается как по строению, так и по функциям от замкнутой кровеносной системы человека и других позвоночных. В замкнутой системе кровь всегда находится внутри сосудов (артерий, вен, капилляров или самого сердца). В открытой системе кровь (обычно называемая гемолимфой) большую часть времени свободно течет внутри полостей тела, где она вступает в непосредственный контакт со всеми внутренними тканями и органами.

 

Система кровообращения отвечает за перемещение питательных веществ, солей, гормонов и метаболических отходов по всему телу артроподов. Гидростатическое давление, создаваемое внутри за счет сокращения мышц, используется для облегчения вылупления, линьки, расширения тела и крыльев после линьки, физических движений (особенно у личинок с мягким телом), размножения (например, осеменения и откладывания яиц) и эвагинации определенных типов экзокринных желез. 

Спинной сосуд является основным структурным компонентом кровеносной системы артроподов. Эта трубка проходит в продольном направлении через грудную клетку и брюшную полость вдоль внутренней стороны дорсальной стенки тела. У большинства членистоногих, это хрупкая мембранная структура, которая собирает гемолимфу в брюшной полости и проводит ее вперед к голове.

В брюшной полости дорсальный сосуд называется сердцем. Она сегментарно разделена на камеры, которые разделены клапанами (остиями) для обеспечения одностороннего тока гемолимфы. Во время каждой диастолической фазы (расслабления) отверстия открываются, обеспечивая приток гемолимфы из полости тела. Скорость сокращения сердца значительно варьируется от вида к виду — обычно в диапазоне от 30 до 200 ударов в минуту. Скорость имеет тенденцию падать при понижении температуры окружающей среды и повышаться при повышении температуры (или уровня активности членистоногого).

Перед сердцем в дорсальном сосуде отсутствуют клапаны или мускулатура. Это простая трубка (называемая аортой), которая продолжается вперед к голове и впадает около мозга. Гемолимфа омывает органы и мышцы головы, когда она выходит из аорты, а затем бессистемно просачивается обратно по пищеварительному каналу и через тело, пока не достигнет брюшной полости и снова не войдет в сердце.

Для облегчения циркуляции гемолимфы полость тела разделена на три отдела (называемые кровяными синусами) двумя тонкими слоями мышц или мембран, известными как дорсальная и вентральная диафрагмы. Дорсальная часть диафрагмы образована крыловидными мышцами сердца и родственными им структурами, она отделяет перикардиальный синус от перивисцерального синуса. Вентральная диафрагма обычно покрывает нервный тяж, она отделяет перивисцеральный синус от периневрального синуса.

 

У некоторых артроподов пульсирующие органы расположены у основания крыльев или ног. Эти мышечные «насосы» обычно не сокращаются на регулярной основе, но они действуют в сочетании с определенными движениями тела, выталкивая гемолимфу в конечности.

 

Около 90% гемолимфы артроподов составляет плазма: водянистая жидкость — обычно прозрачная, но иногда зеленоватая или желтоватая по цвету. По сравнению с кровью позвоночных она содержит относительно высокие концентрации аминокислот, белков, сахаров и неорганических ионов. Зимующие членистоногие часто изолируют достаточно рибулозы, трегалозы или глицерина в плазме, чтобы предотвратить ее замерзание в самые холодные зимы. Остальные 10% объема гемолимфы состоят из различных типов клеток (гемоциты); они участвуют в реакции свертывания крови.

 

Плотность гемоцитов артроподов может колебаться от менее 25 000 до более 100 000 на кубический миллиметр, но это значительно меньше, чем 5 миллионов эритроцитов, 300 000 тромбоцитов и 7000 лейкоцитов, находящихся в том же объеме человеческой крови. За исключением нескольких водных мошек, гемолимфа членистоногих не содержит гемоглобина (или эритроцитов). Кислород доставляется системой трахеи, а не кровеносной системой.