Еволюція кровоносної системи.Транспорт речовин.Матеріал для учнів 10 класу.

ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН У ТВАРИН. НЕЗАМКНЕНА ТА ЗАМКНЕНА КРОВОНОСНІ СИСТЕМИ. КРОВ, ЇЇ ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ

Транспортна система – це сукупність порожнин, якими переміщується рідина, що розносить речовини (поживні речовини, шкідливі речовини, кисень, вуглекислий газ тощо) по тілу.
Функція циркуляторної системи полягає у швидкому перенесенні речовин з однієї частини тіла в іншу на значні відстані (певні речовини, що досягли місця призначення, повинні потрапити через стінки циркуляторної системи у відповідні органи або тканини, а речовини, які в цих органах або тканинах утворитися, але мають бути використаними в іншому місці чи виведеними з організму, мають потрапити в циркуляторну систему для транспортування).
Циркуляторна система складається з:
• рідини, що циркулює в системі й виконує транспортну функцію (кров, лімфи);
• судин (трубок різного діаметра) та порожнин, в яких циркулює рідина;
• скоротливого органа, який діє як насос (помпа) і забезпечує рух рідини по системі (органами у тварин можуть бути або серце, або видозмінені кровоносні судини).
У більшості тварин транспортну функцію виконує кровоносна система. Окрім поживних речовин, кисню і вуглекислого газу, кров транспортує гормони, продукти обміну речовин, забезпечує імунітет, а також виконує важливу роль у збереженні температури тіла в птахів і ссавців.
Транспортна система безхребетних.

Тварини	Характеристика транспортної системи
Кишковопорожнинні	Відсутня кровоносна система, дифузійний тип транспортної системи, гемолімфа
Плоскі	Відсутня кровоносна система, дифузійний тип транспортної системи, гемолімфа
Круглі черви	Відсутня кровоносна система, дифузійний тип транспортної системи, представлений рідиною первинної порожнини (гемолімфа)
Кільчасті черви	Замкнена кровоносна система, спинна і кільцева судини, рух завдяки пульсації  цих судин, ці дві судини з'єднуються кільцеві судини в кожному сегменті.
Молюски черевоногі, двостулкові	Незамкнена кровоносна система, серце (у молюсків серце складається з шлуночка і передсердь, притому кількість камер серця може бути різною) і судини, кров
Молюски головоногі	Замкнена кровоносна система, серце (є додаткові серця біля основи зябер) і судини, кров
Ракоподібні	Незамкнена кровоносна система, серце мішкоподібне з кількома парами отворів на спинному боці голово грудей. Від серця по судинах гемолімфа (переважно голубого кольору) витікає у порожнину, віддає кисень і поживні речовини, прямує по судинах до зябер, збагачується киснем і надходить до серця
Павукоподібні	Незамкнена кровоносна система, спинна судина, поділена перетяжками на серця з клапанами (серце трубчасте на спинному боці черевця)
Комахи	Незамкнена кровоносна система, спинна судина, поділена перетяжками на серця з клапанами (серце трубчасте на спинному боці черевця транспортує тільки поживні речовини), з порожнини тіла багата гемолімфа потрапляє через отвори у спинну судину, по аорті багата гемолімфа тече до голови,  вливається у порожнину тіла, омиває органи, повертається до черевця

Кровоносна система хребетних тварин.Кров - рідина, що циркулює в кровоносній системі. Складається з рідкої міжклітинної речовини плазми (жовтувата напівпрозора рідина, до складу якої входить вода, білки, жири, глюкоза, мінеральні речовини, амінокислоти, вітаміни, гормони та продукти обміну речовин, саме завдяки рідкій плазмі кров виконує транспортні функції) і клітин крові: еритроцитів (червоних кров'яних клітин транспортування кисню), лейкоцитів (білих кров'яних клітин з ядрами, які постійно змінюють форму; основна функція — захист організму від бактерій, чужорідних білків та сторонніх тіл, завдяки явищу фагоцитозу – лейкоцити за допомогою псевдоніжок поглинають їх і перетравлюють, забезпечуючи імунітет тваринного організму) і тромбоцитів (кров'яних пластинок, які відповідають за згортання крові).

Риби	одне коло кровообігу, двокамерне серце
Амфібії	два кола кровообігу, трикамерне серце (в шлуночку багата і бідна на кисень кров змішуються)
Плазуни	два кола кровообігу, трикамерне серце з неповною перегородкою і в шлуночку багата і бідна на кисень кров змішуються (винятком серед плазунів є крокодили з чотирикамерним серцем.)
птахи	два кола кровообігу, чотирикамерне серце з перегородкою (кров не змішується, із розділенням багатої і бідної на кисень крові, що сприяє інтенсивнішому насиченню клітин киснем, а також прискорює обмін речовин для підтримання сталої температури тіла)
ссавці	два кола кровообігу, чотирикамерне серце з перегородкою (кров не змішується, із розділенням багатої і бідної на кисень крові, що сприяє інтенсивнішому насиченню клітин киснем, а також прискорює обмін речовин для підтримання сталої температури тіла)

У більшості тварин транспортну функцію виконує кровоносна система (окрім поживних речовин, кисню і вуглекислого газу, кров транспортує гормони, продукти обміну речовин, забезпечує імунітет, а також виконує важливу роль у збереженні температури тіла в птахів і ссавців). 
  У хребетних тварин транспорт речовин, окрім кровоносної системи, здійснює ще й лімфатична система (циркулюючою рідиною є лімфа, яка подібна за складом до плазми крові, та містить лейкоцити, виконує транспортну, імунну та інші функції). Кровоносна система є потужнішою, ніж лімфатична, тому що циркуляція рідини в ній здійснюється завдяки скороченням серця.
1. У яких тварин відсутня кровоносна система? З чим це пов'язано?
Найпростіші водні тварин ( кишковопорожнинні), поглинають кисень, розчинений у воді. Примітивні тварини (кишковопорожнинні, плоскі черви) мають невеликий розмір та неінтенсивний обмін речовин, тому надходження і виділення речовин відбувається через поверхню тіла, а внутрішній транспорт — завдяки повільному переміщенню речовин від клітини до клітини в міжклітинній речовині. 
2. У яких тварин незамкнена кровоносна система? Наведіть приклади.
У членистоногих і молюсків кровоносна система незамкнена (кров виштовхується серцем в артерії, що відкриваються у систему порожнин; кров під невеликим тиском виливається в ці порожнини й омиває органи; саме в порожнинах відбувається обмін речовинами між клітинами та кров'ю; після цього кров із порожнин надходить у вени і потрапляє до серця).
Перевагою незамкненої системи є те, що клітини безпосередньо контактують з кров'ю. Недолік полягає в тому, що кров при цьому рухається значно повільніше, ніж у замкненій системі, тому незамкнена кровоносна система «вигідна» лише для тварин, що мають невеликі розміри.
3. У яких тварин замкнена кровоносна система? Наведіть приклади.
У всіх хребетних кровоносна система замкнена (кров рухається лише по судинах і камерах серця, а з тканинами контактує через стінки капілярів; речовини з крові спочатку проникають у клітини стінок капілярів, а після цього — до клітин інших органів або тканин).
4. Які різновиди кровоносних судин ви знаєте?
Судини, які несуть кров від серця називаються артеріями, а до серця — венами. Тиск в артеріях вищий, ніж у венах. Найтоншими судинами є капіляри (кров рухається повільно тому саме в них відбувається обмін газами і різноманітними речовинами з тканинами, органами або клітинами).
5. У чому різниця в будові серця у риб, земноводних і птахів?
У більшості тварин рух крові відбувається завдяки скороченням серця. У риб серце двокамерне, у земноводних – трикамерне, у птахів – чотирикамерне.
1. Установіть відповідність між назвами та функціями клітин крові. Запишіть у зошит відповідні пари літера і цифра.

Назви клітин крові	Функції клітин крові
А. Лейкоцити	1. Транспорт кисню і вуглекислого газу
Б. Тромбоцити	2. Захист організму від чужорідних білків
В. Еритроцити	3. Забезпечення згортання крові

А – 2
Б – 3
В – 1 
2. Розмістіть у правильній послідовності назви структур, якими проходить кров у колі кровообігу: а) передсердя; б) шлуночок; в) вени; г) капіляри, д) артерії.
Мале коло кровообігу: праве передсердя, шлуночок, артерія з венозною кров'ю до легень, вени з артеріальною кров'ю, ліве передсердя. 
Велике коло кровообігу: ліве передсердя, шлуночок, артерія, капіляри, вени, праве передсердя.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА. ПОРІВНЯННЯ БУДОВИ КРОВОНОСНОЇ СИСТЕМИ ХРЕБЕТНИХ ТВАРИН.
Мета роботи: ознайомитися із загальними рисами і особливостями будови кровоносної системи представників надкласу Риби, класів Амфібії, Рептилії, Птахи і Ссавці.
Матеріал: малюнки або слайди зі схемами будови кровоносної системи представників надкласу Риби, класів Амфібії, Рептилії, Птахи й Ссавці.
Обладнання, інструменти та реактиви: таблиці, мультимедійний проектор або інтерактивна дошка.
Хід роботи
1. Ознайомтеся з наведеними загальними ознаками, що відрізняють
кровоносні системи різних хордових тварин.

Загальні ознаки кровоносної системи риб
    
Кровоносна система замкнена. Одне коло кровообігу. Серце двокамерне й складається з одного передсердя і одного шлуночка. При скороченні серця кров надходить у передсердя, а потім у шлуночок. Із шлуночка по артеріях кров спрямовується до зябер, де збагачується киснем. Із зябер по судинах збагачена киснем кров рухається до органів тіла і головного мозку, де віддає кисень і по венах повертається в передсердя.

Загальні ознаки кровоносної системи амфібій
 
Кровоносна система замкнена. Два кола кровообігу. Серце трикамерне й складається з двох передсердь і одного шлуночка. При скороченні шлуночка кров спрямовується до легенів, де збагачується киснем і повертається до лівого передсердя (мале коло кровообігу). Кров, що рухається до внутрішніх органів, віддає кисень і накопичує вуглекислий газ. Після цього вона повертається до правого передсердя (велике коло кровообігу). У шлуночку багата на кисень і багата на вуглекислий газ кров змішується.

Загальні ознаки кровоносної системи рептилій

Кровоносна система замкнена. Два кола кровообігу. Серце трикамерне й складається з двох передсердь і одного шлуночка (крім крокодилів, у яких серце чотирикамерне). У шлуночку серця є неповна перегородка. При скороченні шлуночка перегородка впирається в стінку серця і відокремлює ліву і праву частини шлуночка одна від одної, кров спрямовується до легенів, де збагачується киснем і повертається до лівого передсердя (мале коло кровообігу). Кров, що рухається до внутрішніх органів, віддає кисень і накопичує вуглекислий газ. Після цього вона повертається до правого передсердя (велике коло кровообігу). У шлуночку багата і бідна на кисень кров лише частково змішуються.

Загальні ознаки кровоносної системи птахів і ссавців
 

         
Кровоносна система замкнена. Два кола кровообігу. Серце чотирикамерне й складається з двох передсердь і двох шлуночків. При скороченні правого шлуночка кров спрямовується до легенів, збагачується киснем і надходить у ліве передсердя (мале коло кровообігу). При скороченні лівого шлуночка кров рухається до головного мозку і внутрішніх органів, а звідти повертається до правого передсердя (велике коло кровообігу). Багата і бідна на кисень кров не змішуються.
Відмінність: у птахів напрямок руху крові по правій дузі аорти, у ссавців – по лівій дузі аорти.

2. Розгляньте запропоновані учителем схеми будови кровоносної системи представників різних груп хребетних тварин.
3. Користуючись наведеними в 1-му пункті загальними ознаками, визначте, до яких надкласів або класів відносяться запропоновані учителем схеми будови кровоносної системи.
4. Накресліть у зошиті і заповніть порівняльну таблицю будови кровоносних систем у різних груп хребетних тварин.

Надклас/Клас	Ознаки
	Камери серця	Кількість кіл кровообігу	Перегородка у шлуночку (є/немає)	Багата і бідна на кисень кров змішуються/ не змішуються	Тварини холоднокровні/ теплокровні
Риби	2	1	немає	змішується	холоднокровні
Амфібії	3	2	немає	змішується	холоднокровні
Рептилії	3	2	часткова	змішується	холоднокровні
Птахи і Ссавці	4	2	є	Не змішується	теплокровні

5. Дайте відповідь на запитання: 
1. У яких тварин двокамерне, трикамерне і чотирикамерне серце? Наведіть приклади таких тварин. 
Двокамерне у риб; трикамерне у амфібій, рептилій; чотирикамерне  у птахів та ссавців. 
2. У яких хребетних тварин артеріальна і венозна кров не змішуються? Які переваги це надає тваринам? 
Птахів, ссавців. Швидший обмін речовин, теплокровність.
3. Пристосуванням до якого способу газообміну є наявність двох кіл кровообігу? 
Легеневого.
4. Чим відрізняється будова серця в амфібій і плазунів?
У плазунів є часткова перегородка.

КРОВООБІГ І ЛІМФООБІГ

Кровообіг та його значення

Кровообіг – це рух крові по судинах за рахунок рушійної роботи серця або пульсуючих судин. Кровообіг у тварин і людини був експериментально встановлений видатним англійським вченим У. Гарвеєм у 1628 році. Кровообіг відіграє транспортну роль у внутрішніх процесах організму: обміні речовин, гуморальній регуляції, терморегуляції, захисті організму, підтримує гомеостаз.
Функцією циркуляторної системи є швидке перенесення речовин з однієї частини тіла в іншу на такі відстані, при яких дифузія була б дуже повільним способом транспортування. До складу будь-якої циркуляторної системи входять такі компоненти: а) циркулююча рідина (якою є переважно кров); б) скоротливий орган, який забезпечує рух рідини по всьому тілі (серце або видозмінені кровоносні судини); в) шляхи руху рідини (кровоносні судини: артерії, вени, капіляри).
У людини серце і кровоносні судини утворюють замкнену кровоносну систему, яка забезпечує рух крові в одному напрямку (з передсердь у шлуночки і далі в судини), і яку можна розглядати в такому порядку (як транспортну систему, якою відбувається переміщення крові): серце → аорта → артерії → артеріоли → капіляри → венули → вени → серце.

Еволюційні аспекти кровоносної системи

Кровоносна система – це сукупність утворів (судин, порожнин), які забезпечують циркуляцію гемолімфи (молюски, членистоногі) або крові (кільчасті черви, хребетні). Утворюються органи кровоносної системи із мезодерми. Розрізняють незамкнену і замкнену кровоносну систему. Незамкнена кровоносна система – це система, судини якої перериваються щілиноподібними просторами первинної порожнини (синусами, лакунами) і в якій циркулює гемолімфа. Замкнена кровоносна система – це система, у якій кров циркулює по неперервній сітці судин. Характерна для організмів з вторинною порожниною тіла. Доставка кисню до тканин здійснюється за рахунок дихальних пігментів (гемоглобіну, гемоціаніну, хлорокруоріну, гемованадіну та ін.), які знаходяться в розчиненому стані (безхребетні) або зосереджені в кров'яних клітинах (хребетні). Кровотворення у безхребетних здійснюється безпосередньо в крові або рідинах, що заповнюють порожнини; у хребетних – у кровотворних органах (кістковий мозок, селезінка та ін.).
Порівняльна характеристика кровоносної системи

Систематична група	Характерні особливості дихання
Найпростіші. Кишковопорожнинні. Плоскі черви. Круглі черви	Кровоносна система (КС) відсутня. Надходження поживних речовин і кисню до внутрішніх частин тіла і до клітин – шляхом дифузії. У медуз розвивається шлунково-судинна система, якою переміщується гідролімфа, що й виконує транспортну функцію
Немертини. Кільчасті черви	КС замкнена. Серця немає, рух крові завдяки пульсації спинної і кільцевих судин. Кров червона, у деяких зелена
Молюски	КС незамкнена (у головоногих замкнена). Серце 2-, 3-, 4-камерне. Гемолімфа червона або синя
Членистоногі	КС незамкнена. Серце трубчасте багатокамерне з отворами на спинній стороні тіла. Гемолімфа червона або синя
Ланцетники	КС замкнена. Серця немає, його функцію виконує черевна аорта. Коло кровообігу одне. Кров безбарвна, без формених елементів крові
Риби	КС замкнена. Серце 2-камерне, з венозною кров'ю. Одне коло кровообігу. Дуг аорти немає, відходить черевна аорта
Земноводні	КС замкнена. Серце 3-камерне. Два кола кровообігу. Через артеріальний конус від шлуночка відходить черевна аорта, яка ділиться на судини
Плазуни	КС замкнена. Серце 3-камерне з неповною перегородкою. Два кола кровообігу. Від шлуночка відходять права і ліва дуга аорти, які над серцем зливаються
Птахи	КС замкнена. Серце 4-камерне. Два кола кровообігу. Від лівого шлуночка відходить права дуга аорти
Ссавці	КС замкнена. Серце 4-камерне. Два кола кровообігу. Від лівого шлуночка відходить ліва дуга аорти

Отже, еволюція кровоносної системи йшла в таких напрямках: 1) розвиток судин, поява в їх стінках м'язової тканини і формування замкненої кровоносної системи із незамкненої; 2) перетворення порожнинної рідини в кров із спеціалізованими клітинами; 3) поява центрального органа кровообігу і його вдосконалення, що забезпечувало розділення крові; 4) поділ крові на венозну й артеріальну, що досягається утворенням двох кіл кровообігу.