Circulația la vertebrate

Vertebratele au inimă și vase de sânge, dar organizarea circulației diferă între grupe. La mulți pești, inima are un atriu și un ventricul funcționale; sângele trece prin inimă, apoi prin branhii, apoi prin corp și se întoarce la inimă. Acest traseu este numit circulație simplă: sângele trece o dată prin inimă într-un tur complet.

La amfibieni, inima are două atrii și un ventricul, iar sângele merge atât spre plămâni sau piele, cât și spre restul corpului. Separarea sângelui oxigenat de cel cu mai puțin oxigen nu este completă; aceasta este circulație dublă incompletă. La multe reptile, ventriculul este parțial compartimentat, însă există excepții importante: crocodilienii au patru camere. Păsările și mamiferele au inimă cu patru camere și circulație dublă completă, cu separare a circuitului pulmonar de cel sistemic.

Nu este o scară pe care un animal ar fi „mai evoluat” decât altul. Fiecare sistem se potrivește modului de viață și istoriei grupului. Temperatura corpului poate varia mult cu mediul la mulți pești, amfibieni și reptile, în timp ce păsările și mamiferele își mențin mai activ temperatura; circulația contribuie la această funcționare, dar nu o explică singură. Când compari două grupe, urmărește camerele inimii, traseul sângelui și unde se schimbă gazele.

Exemplu pe pași: urmărește sângele la un pește și la un mamifer.

1. Pește: sângele este pompat din ventricul spre branhii, unde primește oxigen. Din branhii merge direct la corp (aorta dorsală), cedează oxigen și se întoarce în atriu. Într-un tur complet trece o singură dată prin inimă (circulație simplă).
2. Mamifer: ventriculul drept trimite sângele la plămâni, el se întoarce în atriul stâng, apoi ventriculul stâng îl pompează în corp. Într-un tur complet trece de două ori prin inimă (circulație dublă).
3. Concluzie: la mamifere, sângele proaspăt oxigenat este separat complet de cel neoxigenat, deci țesuturile primesc mai mult oxigen.

La pești, sângele este pompat spre branhii înainte de a ajunge la țesuturi. La amfibieni, circulația dublă este incomplet separată, iar schimbul de gaze poate implica pielea. Reptilele non-crocodiliene au un ventricul cu compartimentare parțială și particularități ale șunturilor; crocodilienii au patru camere. Păsările și mamiferele au două ventricule separate, ceea ce permite presiuni diferite în circuitele pulmonar și sistemic. Relația dintre structura inimii și termoreglare este complexă și nu trebuie redusă la numărul camerelor.

La pești, inima conține numai sânge neoxigenat, iar sângele oxigenat din branhii se duce direct în corp, cu presiune mică. La amfibieni, atriul drept primește sânge de la corp, iar cel stâng sânge de la plămâni și piele; în ventricul, amestecul este parțial, iar mormolocii au circulație ca a peștilor. La reptile, septul ventricular incomplet reduce amestecul; crocodilii au ventriculele separate, dar o legătură între cele două aorte permite un amestec la nevoie. Aorta păsărilor are crosa spre dreapta, iar cea a mamiferelor spre stânga. Pentru animalele cu temperatura variabilă (poikiloterme), ca peștii, amfibienii și reptilele, temperatura corpului depinde de mediu, iar metabolismul este scăzut; șopârla se încălzește la soare pentru a deveni activă. Păsările și mamiferele (homeoterme) își mențin temperatura constantă, au metabolism mare și au nevoie de mult oxigen, pe care îl asigură circulația dublă completă. Frecvența cardiacă este mai mare la animalele mici și active: de ordinul a sute de bătăi pe minut la un șoarece, în comparație cu aproximativ 70 la om și aproximativ 30 la elefant.

Exemplu rezolvat 1: de câte ori trece sângele prin inimă?

1. Pește: sângele trece o dată prin inimă la un tur complet.
2. Broască: sângele trece prin ventricul de două ori într-un tur complet, în circulația dublă, dar amestecul este parțial.
3. Mamifer: trece de două ori, fără amestec.
4. Concluzie: circulația dublă separă schimbul de gaze de distribuția în corp.

Exemplu rezolvat 2: de ce șopârla stă la soare?

1. Șopârla este poikilotermă: temperatura ei depinde de mediu.
2. La temperatură scăzută, metabolismul este lent și mișcările sunt lente.
3. La soare, corpul se încălzește, circulația sanguină accelerează, iar animalul devine activ.
4. Concluzie: animalele poikiloterme își reglează temperatura prin comportament, nu prin producerea de căldură.

Greșeli frecvente

• Greșit: Toate reptilele au inimă cu exact trei camere fără excepții.
  Corect: Crocodilienii au patru camere.
• Greșit: Circulația simplă înseamnă că peștii nu au inimă.
  Corect: Au inimă, dar sângele trece prin ea o dată pe circuitul complet.
• Greșit: Toate reptilele au inima cu patru camere, ca păsările.
  Corect: Majoritatea reptilelor au trei camere; numai crocodilii au inimă cu patru camere.

Înainte și după