Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Обсуждение полученных результатов, сравнение с ранее полученными данными

Материалы по биологии и химии / Эволюция кровеносной системы хордовых / Обсуждение полученных результатов, сравнение с ранее полученными данными

Страница 1

Появлению на Земле многоклеточных животных предшествовал период химической эволюции, в ходе которой у живых организмов выработался основной набор химических реакций, впоследствии единый для всех живых существ. В него вошли и реакции окисления, акцептором электронов в которых стал кислород, появившийся к тому времени в ощутимых количествах в атмосфере. Организмы, тогда одноклеточные, смогли дышать, когда РО2 в атмосфере достигло и превысило уровень Пастера: примерно 1,6 мм рт.ст., или 2,1 ГПа (ниже его у многих ныне живущих бактерий и микроорганизмов дыхание сменяется брожением). Надо сказать, что критическая РО2, ниже которого дыхание становится зависимым от РО2 в среде, для митохондрий и изолированных клеток современных теплокровных также близко этой величине. [14,15,16,17]

Спустя примерно 1 млрд. лет, когда концентрация О2 в атмосфере достигла 10 мм рт.ст., или 13 ГПа, в водоемах уже обитали многоклеточные микроорганизмы, по-видимому небольшие и малоподвижные. У них впервые появилась сосудистая система в виде одного сосуда, расположенного рядом и вдоль кишечной трубки и открытого в межклеточное пространство. Внутрисосудистая жидкость, гемолимфа, вероятно, была бесцветна и содержала лишь фагоцитирующие клетки; течение её зависело от сокращения стенки сосуда и движения самого животного. Такая система разносила по телу питательные вещества, поступающие из кишечника, транспортировала к поверхности тела вредные продукты обмена, способствовала переносу дыхательных газов в системе поверхность тела - клетки тела.

В дальнейшем, по мере увеличения концентрации О2 в атмосфере, в ходе морфологической эволюции возникают более крупные и более совершенные животные, способные к быстрым передвижениям. У них появляются специализированные дыхательные органы, органы выделения, пищеварительные железы, печень, совершенствуется половой аппарат, дифференцируется мускулатура. Число магистральных сосудов, разносящих гемолимфу по телу, увеличивается; они образуют единую систему, в которой только определенные участки обладают выраженной сократимостью, причем число таких участков уменьшается, а мощность их увеличивается. В органах животных развиваются замкнутые через сеть тонких каналов (капилляров) сосудистые русла. Они экономичнее открытых систем, так как позволяют создавать при сокращении приводящего ствола значительное напорное давление. По-видимому, первые капилляры появились в дыхательных органах - выростах экто- или энтодермального происхождения. В ходе специализации органов тела и увеличения их потребности в О2 число таких русел растет. В крови начинают циркулировать кислородпереносящие клетки. Сердечно-сосудистая система становится системой, прежде всего переносящей кислород из дыхательных органов к клеткам тела.

Ко времени, когда концентрация кислорода в атмосфере достигла 10% современной концентрации, кровеносная система у высших животных, тогда уже позвоночных, приобрела черты, в основном присущие и ныне живущим видам: замкнутая, за редким исключением, кровьсодержащая система сосудов (лимфатическая система выделяется в самостоятельную) с одним многокамерным сердцем (венозный синус, предсердие, желудочек, иногда артериальный конус), способным создавать давление, достаточное для прохождения крови по 2-3 последовательно соединенным руслам, имеющим капилляры. Такие русла мы сейчас видим у позвоночных: в жабрах, мышцах и почках у рыб, в легких, кишечнике или легких и скелетных мышцах у млекопитающих.

Дальнейшее совершенствование сердечно-сосудистой системы шло по пути расширения емкости капиллярных русел, увеличения скорости кругооборота крови и повышения в связи с тем и другим мощности сердца. Высшие наземные позвоночные имеют уже два двухкамерных сердца, соединенных общей мускулатурой и единым ритмом сокращения. Одно сердце перемещает венозную кровь через дыхательные органы - легкие; другое (как правило, более мощное) - артериальную кровь через остальные органы тела. При выделении легочного круга только одно капиллярное русло остается в системе кровообращения (у современных высших позвоночных два последовательно связанных капиллярных русла остались только в пищеварительном тракте - печени и почках). Такая система обладает меньшим сопротивлением, и у неё появляются новые резервы для увеличения объема циркулирующей крови. Следует добавить, что у сухопутных позвоночных происходят различные структурно-функциональные перестройки стенок артерий и вен в связи с возникшей при выходе из воды разницей в величине гидростатического давления в сосудах, расположенных выше и ниже уровня сердца.