ЭВОЛЮЦИЯ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Наука » Биология
ЭВОЛЮЦИЯ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Несложно устроена кровеносная система таракана. Из единственного кровеносного сосуда — аорты — кровь через несколько коротких «кранов»-артерий непосредственно льётся на внутренние органы насе­комого. Оттуда она постепенно собирается в околосердечную полость. Сердце таракана имеет 12 пар щелей и, расширяясь, всасывает в себя кровь из полости. Вытечь обратно она не может — не пропускают клапаны, и кровь проталкивается в аорту.

Всё тело таракана кровь обегает в течение целых 25 минут — очень медленно.

1. ЗАМКНУТАЯ КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА. У таракана, как мы видим, кровеносная система незамкнутая: кровь непосредственно омы­вает клетки и ткани тела. Сходную кровеносную систему имеет боль­шинство беспозвоночных.

Важное «изобретение», или усовершенствование природы, — замк­нутая кровеносная система. Её имеют, например, многие кольчатые черви, головоногие моллюски, а также все позвоночные. У них кровь никогда не выходит из сосудов, если они не повреждены.

Кровообращение дождевого червя тоже не отличается сложностью: по спинному сосуду кровь течёт к пяти парам «сердец» в передней части тела, а от них движется по брюшному сосуду. Дышит червь всей поверхностью тела, и в поверхностных капиллярах кровь насыщается кислородом.

СОСУДЫ

Наука » Биология
СОСУДЫ

Сеть кровеносных сосудов человека несравненно слож­нее и разветвлённее сети кровеносных сосудов дожде­вого червя. Однако и в той, и в другой выделяют три рода сосудов. Сжимаясь, человеческое сердце с силой вбрасы­вает кровь в артерии — сосуды, по которым она течёт от сердца. Артерии прекрасно выдерживают напор крови: у них толстые трёхслойные стенки. Средний слой — мы­шечный. Приняв кровь в себя, артерии подталкивают её дальше своими мышцами.

Приложив палец к месту, где под кожей проходит артерия, можно ощутить пульс — это с грохотом захло­пываются при сокращении сердечные клапаны (о кото­рых мы уже говорили). Удар разносится кровью и стен­ками артерий по всему телу. Диаметр самой большой, начальной артерии человека — аорты — 4 см, а скорость движения крови в ней — полметра в секунду.

Представим снова, что мы уменьшились до размеров клетки и совершаем путешествие по кровяному руслу. В артерии «берегов» (стенок сосуда) не видно, слишком до них далеко. Но вот она разветвляется, ещё и ещё раз, стенки стремительно сужаются, и вот мы уже застреваем в тончайшем сосуде — капилляре. Скорость движения уменьшилась в тысячу раз. Расстояние между стенками здесь в точности равно диаметру эритроцита, так что они выстраиваются друг за другом в бесконечную очередь, где никого нельзя обогнать.

СЕРДЦЕ

Наука » Биология
СЕРДЦЕ

Одно из первых «изобретений» природы в об­ласти кровообращения — сердце. Русское слово «сердце» происходит от слова «середина». Действительно, оно — «серединка всего тела» и, перемещая кровь по телу, обеспечивает организм всем необходимым. Чтобы непрерывно перего­нять кровь, сердце должно быть сильным, поэто­му его основная часть — сердечная мышца.

Между пятью парами пульсирующих сосудов («сердец») дождевого червя и сердцем челове­ка — огромное различие в строении. Множество природных усовершенствований отличает второе от первого. Удивительно скорее, что есть между ними и кое-что общее. Если мы накачиваем, например, шину велосипеда, то специальный клапан в насосе не позволит воздуху выходить через него обратно в тот момент, когда насос втягивает новую порцию воздуха. Точно так же в сердце, будь то сердце дождевого червя или человека, есть специальные клапаны, не пропу­скающие кровь обратно.

У спящего человека сердце перекачивает за минуту 4—5 л крови и сокращается 60—80 раз. При тяжёлой физической работе оно может пере­качивать за минуту и 25 л крови. У тренирован­ных спортсменов сердце в покое сокращается не чаще, а реже, чем у остальных людей (до 40 раз в минуту), т. к. за одно сокращение перекачивает в полтора-два раза больше крови.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Наука » Биология
ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Все ли животные имеют кровь? Оказывается, нет. Губки, кишечнополостные (медузы и полипы), плоские черви обходятся без крови и кровеносной системы. Но мы знаем, что все ткани животных должны дышать, получать кис­лород. Как же перечисленным животным удаёт­ся выйти из затруднения, не имея доставляющей кислород крови?

У медуз, например, кишечная полость повто­ряет все изгибы тела, занимая его целиком. В результате получается так, что любая клетка тела медузы расположена не дальше 1 мм от воды, насыщенной кислородом, — либо внеш­ней, либо находящейся в кишечной полости. И получает кислород прямо из этой воды. Этот «миллиметровый предел», дальше которого

клетки уже начинают задыхаться, объясняет и уплощённую форму плоских червей (из-за кото­рой они и получили своё название).

У кольчатых червей и моллюсков строение тела усложняется, кишечная полость уже не занимает всё тело целиком. Кроме того, если они живут на суше, им уже не может помогать окружающая водная среда. Возникает необходи­мость во «внутреннем море», которое омывало бы тело изнутри. Вообще, учёные обнаружили удивительное сходство в определённых качест­вах крови и морской воды. Образно говоря, ощу­щая солёный вкус крови, мы чувствуем вкус вод того древнего океана, частицу которого мы со­хранили внутри себя. Кровеносную систему не­редко так и называют «пленённым морем».

Как кровь будет омывать все ткани и органы тела? Для этого она не может быть «налита» внутри, как вода в кишечную полость. Она должна двигаться, а её движение будут направ­лять особые «тоннели» — кровеносные сосуды. Что же будет приводить её в движение?

ГРУППЫ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА

Наука » Биология
ГРУППЫ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА

При травме, родах люди часто теряют боль­шую часть крови, что создаёт опасность для их жизни. Издавна врачи пытались помочь та­ким потерявшим много крови больным, вливая им чужую кровь. В 1667 г. французский учёный Ж. Дени впервые успешно произвёл перелива­ние крови ягнёнка такому обескровленному больному. В России первое переливание крови успешно сделал акушер из Санкт-Петербурга Г.С. Вольф, вливший кровь роженице, погибав­шей от кровотечения. К сожалению, до начала XX в. предсказать успех переливания было не­возможно. В некоторых случаях (таких, как упомянутые) больной выздоравливал, в других случаях — погибал.

Так как кровь брали обычно у ягнят, против­ники переливания крови едко шутили, что для такой процедуры требуется «целых три барана: у одного кровь берут, другому переливают, а третий это делает».

Лишь в начале XX в. учёные выяснили, что кровь человека делится на четыре группы по своим свойствам (А, В, АВ и 0). Если, например, человеку, имеющему кровь группы 0, перелить кровь любой другой группы, эритроциты в его крови начнут склеиваться, а затем разрушаться. Это объясняется наличием в крови каждой груп­пы особых веществ, вызывающих такое склеи­вание. Кровь нулевой группы можно переливать людям с кровью любой группы. Нулевую группу крови имеет около 45% людей. Больше всего повезло людям с группой крови АВ — им можно переливать кровь любой группы. Но группу АВ имеет всего около 3% людей.

КРОВЬ И КРОВООБРАЩЕНИЕ

Наука » Биология
КРОВЬ И КРОВООБРАЩЕНИЕ

Часто можно услышать выражения: «узы крови», «голубая кровь», «кровная обида», «портить кровь», «холодная кровь» и т. п. Ещё чаще упоминается сердце — орган, который приводит кровь в движение: «горя­чее сердце», «легко на сердце», «сердечный человек», «каменное сердце»...

На самом деле, конечно, сердце не может быть ни «добрым», ни «злым», а кровь не бывает «горячей» или «холодной». Просто люди издавна подметили, что работа сердца, кровеносной системы и общее состояние человека тесно взаимосвязаны.

Действительно, для жизни человека чрезвычайно важно всё связанное с кровью. Если из тела человека вытечет вся кровь или сердце прекратит передвигать её по телу, он погибнет. Кровь в любом организме выполняет важнейшую функцию — транспортную. Двигаясь, она разносит по всему телу кислород, набранный лёгкими, питательные вещества, усвоенные кишечником, а со всего тела собирает накопившиеся вредные и ненужные отходы, помогая вывести их из организма.

В общем «кровь — совсем особый сок». Это слова Мефистофеля из «Фауста» Гёте, и более точно и кратко сказать трудно. Чтобы лучше понять, что делает кровь внутри организма, посмотрим, из чего она состоит.

ПИТАНИЕ

Наука » Биология
ПИТАНИЕ

Питаются все живые существа без исключе­ния. Но при этом растения и грибы всасыва­ют питательные вещества из окружающей сре­ды, а животные активно захватывают свою пищу.

Самый простой тип питания — внутрикле­точный. Так питаются все простейшие. Амёба, например, обтекает пищу ложноножками. Полу­чается пузырёк, который сливается с «внутри­клеточными желудками» — лизосомами (см. ст. «Клетка»). Затем непереваренное выбрасывается

ПИТАНИЕ


Типы питания.


Внутриклеточный тип питания (слева):

амёба заглатывает пищу, после чего она сливается

с «внутриклеточным желудком» (лизосомой).

Внутриполостной тип питания (на примере гидры).

ДЫХАНИЕ

Наука » Биология
ДЫХАНИЕ

Первоначально люди называли дыханием просто вдыхание и выдыхание воздуха. Дол­гое время считали даже, что человек никак не изменяет состав воздуха при дыхании, и вообще вдыхает воздух, только чтобы охладить «пере­гретые» лёгкие. Чтобы опровергнуть эту точку зрения, английский натуралист Роберт Гук про­вёл любопытный опыт: предлагал членам Коро­левского общества дышать воздухом из герме­тичного пакета, снова и снова вдыхая использо­ванный воздух. Несмотря на свою убеждённость

в исключительно «охлаждающей» роли дыха­ния, почтенные академики вскоре прекращали опыт, жалуясь на «недостаток воздуха».

Позднее стало известно, что для дыхания живым организмам необходим содержащийся в воздухе кислород. Для чего нужна непрерывная подача кислорода? Чтобы в организме шли про­цессы «медленного горения» (или, точнее, окис­ления) и выделялась энергия, необходимая для жизни.

Дыхание происходит в клетках. Поэтому самыи простой тип дыхания — кле­точный. Его мы встречаем у про­стейших водных организмов, на­пример, у инфузории туфельки и амёбы. Растворённый в воде кисло­род они впитывают прямо из воды, и туда же выводится углекислый газ. Очень сходно, «напрямую» осуществляется дыхание и у неко­торых многоклеточных, напри­мер, у кишечнополостных (медуз, гидры, полипов) и плоских червей.

ТКАНИ

Наука » Биология
ТКАНИ

Самые первые многоклеточные существа состояли, видимо, из однотипных клеток. Но постепенно стало складываться «раз­деление труда» между клетками. Они становились всё менее похожи друг на друга.

Клетки одного типа в организме обычно сгруппированы вме­сте, образуя ткань. Ткани возникли и у животных, и у растений. У грибов, как считают учёные, настоящих тканей так и не возникло, хотя какое-то их подобие имеется.

О растительных тканях подробно рассказано в статье «Ткани растения». Что же касается тканей животных, то биологи выде­ляют шесть их основных типов. О строении нервной ткани, крови и репродуктивной ткани (мужских и женских половых клеток) говорится в статьях «Нерв», «Кровь и кровообращение» и «Раз­множение».

МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ. Мышцы (см. ст. «Движение») делят­ся на два основных типа — скелетные и гладкие. Их ещё называют произвольными и непроизвольными, т. к. движением скелетных мышц человек сознательно управляет, а движением гладких (например, сокращением зрачка) управлять не может. Ткани их различаются между собой. Гладкие мышцы состоят из длинных (до 0,5 мм) клеток с единственным ядром. Скелетные состоят из ещё более длинных (до 2—3 см) клеток (мышечных волокон) с множеством ядер. Пожалуй, это самые длинные клет­ки в организме человека.

ОРГАНЫ ЧУВСТВ

Наука » Биология
ОРГАНЫ ЧУВСТВ
Вероятно, в первый период существования жизни на Земле наша планета представля­лась живым существам совершенно тёмным и беззвучным миром. Постепенно они научились ощущать запахи, вкус, прикосновения, тепло и холод, приобретя тем самым осязание, обоняние, вкус — первые внешние чувства. С их помощью древние организмы искали пищу, уходили от опасности.

Постепенно живым существам открывался мир красок и звуков. Животные начали приобре­тать защитную окраску, приучались тихо под­крадываться к добыче или затаиваться от врага. Всё совершеннее становилось их восприятие, всё разнообразнее — воспринимаемый ими мир кра­сок, звуков, запахов живой природы.

ЗРЕНИЕ

Говорят, что «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». С помощью зрения человек получает 90% информации об окружающем ми­ре.

«Глазные пятна», воспринимающие свет, есть уже у простейших. Воспринимают свет и рас­тения, поворачивая к нему свои листья. Но

«глазки» простейших, плоских червей и других организмов ещё не способны формировать изоб­ражение.

СКЕЛЕТ

Наука » Биология
СКЕЛЕТ

Многие люди ошибочно считают, что скелет имеют только позвоночные животные: ры­бы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. На самом деле скелет имеется у подавляющего большинства животных, и за миллиарды лет он претерпел огромную и доволь­но интересную эволюцию.

Впервые скелетные образования возникли у простейших. Скелет радиолярий (лучевиков), со­стоящий у большинства этих созданий из крем­незёма, придаёт им необычайную красоту. Не случайно немецкий биолог Эрнст Геккель в своём известном атласе рисунков «Красота форм в при­роде» много места уделил радиоляриям. Скелет помогает им «парить» в толще воды, а кроме того, защищает от поедания (не всякий хищник способен переваривать их острые скелетные иг­лы). Беря в руки кусок мела, мы часто не подо­зреваем, что мел образован неисчислимым мно­жеством останков фораминифер (см. ст. «Про­стейшие»). Когда-то эти раковинки тоже защи­щали своих хозяев от поедания хищниками.

ДВИЖЕНИЕ

Наука » Биология
ДВИЖЕНИЕ

Мир живой природы находится в непрестан­ном движении. Двигаются стада или стаи животных, отдельные организмы, двигаются бактерии и простейшие в капле воды. Растения поворачивают свои листья к солнцу, всё живое

растёт. Способы движения за миллиарды лет прошли долгий путь эволюции. Рассказ о дви­жении мы начнём с самых простых его форм, присущих микроорганизмам.

ЖГУТИКИ. В 1676 г. Антони ван Левенгук первым разглядел под микроскопом бактерии. Он написал, что эти крохотные существа быстро двигаются в капле воды, но каким образом — совершенно непонятно. Левенгук предположил, что бактерии имеют крошечные лапки.

В середине XX в. учёные наконец увидели эти «лапки» под электронным микроскопом и на­звали их жгутиками. Они похожи на тонкие нити. Жгутики вращаются со скоростью около 50 оборотов в минуту. С силой «ввинчиваясь» в жидкость и отбрасывая её, как гребной винт, жгутик тянет бактерию вперёд.