Лекция II Курс «Функциональная зоология» Системы циркуляции осуществляют транспорт: - дыхательных газов, - питательных веществ, - продуктов выделения, - гормонов, - тепла, - свободных клеток 2 Транспорт в организме осуществляется за счет: - осмотических процессов, - диффузии в межклеточном пространстве, - с помощью специальных клеток (амебоциты, эритроциты и др.), -за счет перемещения жидкостей (у высокоорганизованных животных) 3 Обособленные полости животных , заполненные жидкостью : -система кровеносных сосудов, -целом, -межклеточное пространство. 4 ЦИРКУЛЯЦИЯ ГАЗОВ. ДЫХАНИЕ Дыхание – процессы поглощения О2 и выделение СО2 на клеточном и организменном уровнях. Процессы дыхания происходят на обменных мембранах – дыхательных поверхностях. 5 Свойства дыхательной поверхности: -проницаема для газов, -образована из тонкого слоя (не более 1 мм толщиной), -влажная – О2 и СО2 диффундируют в растворе, -должна быть большой, чтобы через нее могли обмениваться достаточные количества газов в соответствии с потребностями организма. 6 Дыхательный коэффициент: соотношение объемов выделяемого СО2 и поглощаемого О2 . С6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + энергия 7 Дыхательный коэффициент Окисляемый субстрат >1 углеводы, если также происходит анаэробное дыхание 1 0,9 0,7 0,5 углеводы белки жиры 0,3 образуемый СО2 не , при наличии выводится и синтеза углеводов используется организмом для синтеза углеводы, при различных соединений наличии синтеза органических кислот жиры 8 Факторы, влияющие на процесс дыхания: 1. размер тела, 2. активность животного и интенсивность его метаболизма, 3. процесс питания – потребление О2 после приема пищи усиливается на 10-40 %, 4. температура – для пойкилотермных животных интенсивность дыхания увеличивается с увеличением температуры, 9 5. соленость воды для водных животных – потребление О2 увеличивается при изменении солености воды (увеличиваются затраты энергии на осморегуляцию), 6. концентрация О2 и СО2 в окружающей среде – увеличение концентрации СО2 во вдыхаемом воздухе приводит к увеличению вентиляции легких в несколько раз. 10 Заключение: Дыхание – это процесс высвобождения биологически полезной энергии из питательных веществ. Так как процесс дыхания идет в присутствии кислорода – дыханием называют также потребление О2 и выделение ненужного СО2. Органы и аппараты дыхания разные, а сам процесс в своей сущности одинаков. 11 ЦИРКУЛЯЦИЯ ЖИДКОСТЕЙ. КРОВООБРАЩЕНИЕ Наиболее эффективный способ переноса веществ в теле животных – перемещение жидкостей, которое вызывается механической работой специальных систем. 12 Функции крови: - транспорт газов, - поддержание гомеостаза, - транспорт продуктов пищеварения, - транспорт метаболитов, транспорт веществ к выделительным органам, - перенос кровяных клеток, - создание силы гидростатического давления в отдельных частях тела (например, расправление крыльев у бабочки). 13 Способы переноса кислорода кровью: - в виде простого раствора у беспозвоночных (многие полихеты, моллюски, крабы, скорпионы и др.), - с помощью дыхательных пигментов в специальных клетках (многие насекомые, низшие раки, позвоночные животные) 14 Дыхательный пигмент Ме Цвет пигмента пигмента +О2 ↔ ─ О2 Животные Локализация пигмента в крови Объем О2 (мл), переносимый в 100 мл крови Гемоцианин Cu синий↔ бесцветный Ракообразные, некоторые моллюски в плазме 2 Гемоэритрин Хлорокруорин Гемоглобин Fe красный↔ бесцветный некоторые кольчатые черви в клетках 2 Fe красный↔ зеленый некоторые кольчатые черви в плазме 9 Fe оранжево-красный↔ пурпурно-красный некоторые моллюски, кольчатые черви позвоночные животные в плазме 2 7 в плазме или клетках в клетках 9-25 15 Наиболее важное свойство крови – способность обратимо связывать кислород с молекулой дыхательного пигмента: Нb+O2 ↔ НbO2 16 Системы циркуляции Движение жидкостей в организме может осуществляться: - за счет сократимых отрезков сосудов – мышечные насосы – сердца, - в участках целома – неупорядоченное перемешивание жидкостей, 17 - в амбулакральном целоме иглокожих – биение ресничек создает ток жидкостей, - в кровеносных сосудах – направленная циркуляция крови, - дополнительные пульсирующее органы у насекомых – дорзальные ампулы - сердце: у позвоночных животных нагнетающий насос, у членистоногих – откачивающий насос. 18 Замкнутые системы Незамкнутые системы давление в системе обычно велико давление обычно небольшое создание высокого давления требует замкнутого пространства и сопротивления для поддержания высокого давления в промежутках между сокращениями сердца требуются эластичные стенки создание высокого давления невозможно кровь подводится капиллярах кровь свободно омывает органы к органам в поддержание давления невозможно распределение потоков к различным регуляция органам может регулироваться затруднена кровь возвращается к сердцу быстро распределения кровь возвращается медленно к крови сердцу 19 Заключение: Циркуляция веществ наиболее успешно осуществляется путем перемещения жидкостей (гемолимфы, крови). 20