От бесчерепных к рыбам: зарождение сердца
Эволюция кровеносной системы начинается с примитивных форм, у которых специализированный мышечный насос еще отсутствует.
У бесчерепных (на примере ланцетника) кровеносная система замкнутая, что роднит их с беспозвоночными животными, в частности с кольчатыми червями. Настоящего сердца у них нет, а кровь перекачивается за счет пульсации брюшной аорты. Важным отличием является распределение крови: брюшная аорта переносит венозную кровь, а спинная — артериальную. Кровообращение осуществляется по одному кругу.
Первый крупный прогрессивный шаг наблюдается у рыб. У них формируется настоящее двухкамерное сердце, состоящее из одного предсердия и одного желудочка. Несмотря на усложнение строения, круг кровообращения остается один. Важная физиологическая особенность рыб заключается в том, что через их сердце проходит исключительно венозная кровь, которая затем направляется к жабрам для газообмена.
Выход на сушу: амфибии и рептилии
Переход к наземному образу жизни потребовал кардинальной перестройки сосудистого русла.
У амфибий (земноводных) появляется легочное дыхание, что приводит к формированию второго — малого круга кровообращения. Сердце становится трехкамерным (два предсердия и один желудочек). В едином желудочке происходит смешивание артериальной и венозной крови, поэтому к внутренним органам поступает смешанная кровь. Однако процесс смешивания частично сдерживается благодаря наличию специальных мышечных перекладин — трабекул.
У рептилий (пресмыкающихся) наблюдается дальнейшее усложнение. В желудочке формируется неполная перегородка (у крокодилов она становится полной). Это делает разделение потоков крови более эффективным, хотя частичное смешивание все еще сохраняется, например, через дефекты перегородки или специфическое паниццево отверстие. От сердца рептилий отходят уже три самостоятельных магистральных сосуда: легочная артерия, а также левая и правая дуги аорты.
Достижение теплокровности: птицы и млекопитающие
Вершиной эволюции сердечно-сосудистой системы является полное разделение артериального и венозного русел, что стало морфологической основой для теплокровности.
И у птиц, и у млекопитающих формируется полноценное четырехкамерное сердце с полной межжелудочковой перегородкой. Круги кровообращения полностью изолированы друг от друга.
Несмотря на сходство, существуют важные классовые различия:
- У птиц в процессе эмбриогенеза сохраняется только правая дуга аорты.
- У млекопитающих (включая человека) сохраняется только левая дуга аорты. Дополнительным отличием млекопитающих является наличие безъядерных эритроцитов, что увеличивает их кислородную емкость.
Клиническое значение: онтофилогенетические пороки
Понимание филогенеза критически важно для медицины, так как многие врожденные пороки сердечно-сосудистой системы (ССС) у человека объясняются явлением рекапитуляции — остановкой эмбрионального развития на стадии, соответствующей строению предковых форм.
Пороки развития сердца:
- Двухкамерное сердце: полная остановка на «стадии рыб». Патология абсолютно несовместима с жизнью.
- Дефект межпредсердной перегородки (ДМПП): остановка на «стадии амфибий».
- Дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП): остановка на «стадии рептилий» (сохранение неполной перегородки).
Пороки развития магистральных сосудов:
- Персистирование артериального (Боталлова) протока: сохранение эмбрионального сообщения между аортой и легочной артерией. Это нормальное состояние для эмбриона человека, а также для взрослых амфибий и рептилий, но грубая патология для постнатального периода человека.
- Транспозиция магистральных сосудов.
- Аномалии дуг аорты: формирование правосторонней дуги (как у птиц) или сохранение двойной дуги аорты (как у амфибий и рептилий). Такие аномалии могут приводить к формированию «аортального кольца», вызывающего опасное сдавление трахеи и пищевода.
Чтобы запомнить аорту: Птицы всегда «ПРАВЫ» (сохраняется правая дуга), а млекопитающие пошли «НАЛЕВО» (левая дуга).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему к органам амфибий поступает смешанная кровь?
У амфибий сформировался малый круг кровообращения и два предсердия, но желудочек остался один. В нем артериальная и венозная кровь смешиваются, хотя трабекулы несколько уменьшают этот процесс.
Что такое онтофилогенетические пороки развития?
Это врожденные аномалии человека, возникающие из-за рекапитуляции — остановки развития органа плода на этапе, который анатомически соответствует строению эволюционных предков (например, дефект межжелудочковой перегородки соответствует сердцу рептилий).
Что ещё разобрать по теме
- Гомология артериальных жаберных дуг
- Генетическая регуляция развития межжелудочковой перегородки
- Механизмы частичного смешивания крови (паниццево отверстие)
- Транспозиция магистральных сосудов: эмбриогенез порока
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Филогенез кровеносной системы позвоночных» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Филогенез мочеполовой системы позвоночных»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.