В кровеносной системе рыб, по-сравнению с ланцетниками, появляется настоящее сердце. Оно состоит из двух камер, т. е. сердце рыб двухкамерное . Первая камера - это предсердие, вторая камера - это желудочек сердца. Кровь сначала попадает в предсердие, затем мышечным сокращением проталкивается в желудочек. Далее в результате его сокращения изливается в крупный кровеносный сосуд.
Сердце рыб находится в околосердечной сумке, расположенной за последней парой жаберных дуг в полости тела.
Как и у всех хордовы, кровеносная система рыб замкнутая . Это значит, что нигде по пути своего следования кровь не покидает сосудов и не изливается в полости тела. Чтобы обеспечить обмен веществ между кровью и клетками всего организма, крупные артерии (сосуды, несущие кровь, насыщенную кислородом) постепенно ветвятся на более мелкие. Самые мелкие сосуды - капилляры. Отдав кислород и забрав углекислый газ, капилляры снова объединяются в более крупные сосуды (но уже венозные).
У рыб только один круг кровообращения . При двухкамерном сердце по-другому быть и не может. У более высокоорганизованных позвоночных (начиная с земноводных) появляется второй (легочный) круг кровообращения. Но у этих животных и сердце трехкамерное или даже четырехкамерное.
Через сердце протекает венозная кровь , отдавшая кислород клеткам тела. Далее эту кровь сердце толкает в брюшную аорту, который идет к жабрам и ветвится на приносящие жаберные артерии (но несмотря на название «артерии» они содержат венозную кровь). В жабрах (а конкретно, в жаберных лепестках) из крови в воду выделяется углекислый газ, а из воды в кровь просачивается кислород. Происходит это в результате разницы в их концентрации (растворенные газы идут туда, где их меньше). Обогатившись кислородом, кровь становится артериальной. Выносящие жаберные артерии (уже с артериальной кровью) впадают в один крупный сосуд - спинную аорту. Она проходит под позвоночником вдоль тела рыбы и от нее берут начало более мелкие сосуды. От спинной аорты также отходят сонные артерии, идущие к голове и снабжающие кровью в том числе головной мозг.
Перед тем как попасть в сердце венозная кровь проходит через печень, где очищается от вредных веществ.
В кровеносной системе костных и хрящевых рыб есть небольшие различия. В основном это касается сердца. У хрящевых рыб (и некоторых костных) расширенный участок брюшной аорты сокращается наряду с сердцем, а у большинства костных рыб - нет.
Кровь рыб красная, в ней присутствуют эритроциты с гемоглобином, связывающим кислород. Однако эритроциты рыб имеют овальную форму, а не дисковидную (как, например, у человека). Количество крови, текущей по кровеносной системе, у рыб меньше, чем у наземных позвоночных.
Сердце рыб бьется не часто (около 20-30 ударов в минуту), и количество сокращений зависит от температуры окружающей среды (чем теплее, тем чаще). Поэтому их кровь течет не так быстро и, следовательно, обмен веществ относительно медленный. Это, например, влияет на то, что рыбы - холоднокровные животные.
У рыб органами кроветворения являются селезенка и соединительная ткань почек.
Несмотря на то, что описанная кровеносная система рыб характерна для подавляющего большинства из них, у двоякодышащих и кистеперых она несколько отличается. У двоякодышащих в сердце появляется неполная перегородка и появляется подобие легочного (второго) круга кровообращения. Но этот круг проходит не через жабры, а через плавательный пузырь, превращенный в легкое.
Сердце.
Рыбы, как и Cyclostomata, имеют (рис. 96) сердце, являющееся особо развитой частью продольного брюшного сосуда. Задача его: насасывать венозную кровь, приносимую венами из различных частей тела, и проталкивать эту венозную кровь вперед и вверх к жабрам. Сердце рыб таким образом является венозным сердцем. Соответственно со своей функцией сердце располагается непосредственно позади жабр и впереди от того места, где вены, приносящие кровь из разных мест тела, впадают в брюшной сосуд. Помещается сердце в особой полости, так называемой околосердечной, которая у селахий и у Chondrosteoidci соединяется еще с общей полостью тела, частью которой она является.
Сердце рыб состоит из двух главных отделов: предсердия (atrium) и желудочка (ventriculus). Впереди желудочка лежит еще так называемый артериальный конус (conus arteriosus) или нее луковица аорты (bulbus aortae), а позади предсердия - венозный синус (sinus venosus). Все эти четыре отдела зародыша рыб, как и у Ammocoetes, расположены в одну линию, но затем образуется изгиб, причем предсердие с венозным синусом располагается наверху, а желудочек и bulbus cordis - внизу. В венозный синус впадают вены, идущие от печени (venae hepaticae), и так называемые кювьеровы протоки (ductus Cuvieri), слагающиеся справа и слева из яремных вен (venae jugulares) икардинальных (venae cardinales). Синус открывается в предсердие отверстием, защищенным двумя клапанами. Клапаны имеются и в отверстии, ведущем из тонкостенного предсердия в мускулистый желудочек (атриовентрикулярный клапан). Степки последнего образованы из сильных мускульных перекладин, вдающихся в полость желудочка. Впереди желудочек изливает кровь через конус или луковицу в ствол брюшной аорты, который лежит уже вне околосердечной полости. Конус является по существу частью желудочка. Степки его мускулисты, причем мышечная ткань здесь та лее, что в желудочке, вместе с которым конус и сокращается. В конусе находятся продольные ряды полулунных кармановидных клапанов, направленных открытым концом вперед, благодаря чему кровь может итти в нем только вперед, так как наполненные кровью карманы - клапаны закрывают просвет канала (рис. 97).
Артериальный конус (conus arteriosus), имеется у селахий, у хрящевых ганоидов, Polypterus и Lepidosteus. Ho у костистых рыб за исключением редких случаев (например, у Glupeidae) conus имеет тенденцию к исчезновению и замещается несократимым вздутием без клапанов, так называемой луковицей аорты (Amia занимает промежуточное положение, имея и bulbus и conus). Стенки bulbus состоят главным образом из эластических волокон. От conus у Teleostei остаются лишь следы: узкая мускульная полоска с одним рядом клапанов. Сердце Teleostei представляет крайнюю степень специализации и не ведет к структуре сердца высших позвоночных, которая выводится скорее из структуры сердца низших представителей класса. Сердце Dipnoi будет рассмотрено ниже, когда мы рассмотрим артериальную и венозную системы рыб.
Артериальная система (рис. 98). Отходящий от сердца брюшной сосуд - arteria ventralis, брюшная аорта идет вперед под жаберным аппаратом, отдавая от себя к жаберным дугам боковые сосуды, приносящие жаберные артерия (arteriae branchiales). Число их первоначально 6, по затем число жаберных артерий сокращается до 5. У последней жаберной дуги нет жабр, а потому и артерия здесь не развивается, приносящие жаберные артерии существуют па подъязычной дуге и на 4 жаберных.
Приносящие жаберные артерии распадаются в жаберных листочках на капиллярную сеть, последняя же собирается в каждой дуге в выносящую, или энибранхиальную, артерию. Над глоткой эпибранхиальные артерии собираются на каждой стороне в один ствол, последние же соединяются в спинную аорту - aorta dorsalis, идущую назад под позвоночным столбом до самого заднего конца тела, и отдающую по дороге ветви к различным частям тела: к парным плавникам идут под-ключичные артерии - arteriae subclaviae, к печени и желудку - arteria coeliaca, к кишечнику и поджелудочной железе - мезентериальная, брыжеечная артерия, к селезенке - селезеночная, к почкам - почечная, к тазу - подвздошная - arteria iliaea. Первая приносящая жаберная артерия не развивается, исчезает. Благодаря этому соответствующая arteria epibranchialis теряет связь с брюшной аортой. Она соединяется со второй эпибранхиальной артерией, идущей над подъязычной дугой, и снабжает спиракулярную жабру оксидированной кровью, продвигаясь вперед в голову в виде наружной сонной артерии (arteria carotis externa). Продолжение вперед парных спинных аорт даст внутренние сонные артерии (arteriae carotides internae). Эти последние соединяются между собой в черепе, замыкая кольцо - circulus cephalicus. Сонные артерии снабжают головной мозг окисленной кровью. По этой же схеме построена кровеносная система и у других рыб, кроме акул. Ho так как у Teleostei ни на гиоидной, ни на челюстной дуге нет жабр, то недоразвитию подвергается 1-я и 2-я артериальные дуги и остаются всего 4.
Своеобразные отличия видим мы в системе артериальных дуг у Dipnoi благодаря развитию здесь легочного дыхания. Здесь развиваются легочные артерии (arteriae pulinonales), несущие к легким кровь, богатую углекислотой, и легочные вены (venae pulinonales), по которым кровь (артериальная) идет от легких к сердцу. Легочные вены являются новообразованием, легочная же артерия есть ветвь шестой эпибранхиальной артерии. Это оказывает большое влияние па строение сердца.
У Protopterus существуют 3 пары наружных жабр. Они (рис.99) снабжаются венозной кровью через 4-ю, 5-ю, 6-ю приносящие артерии, дающие веточки к этим жабрам. Оксидированная кровь возвращается в выносящие, эпибранхиальные артерии, откуда поступает в аорту и в легочную артерию. Кроме того, мы видим у Protopterus, что 3-я и 4-я жаберные дуги вследствие редукции соответственных жабр не распадаются па капилляры, не делятся па приносящую и выносящую части, а являются непрерывными, напоминая то, что имеется у амфибий.
У Neoceratodus (рис. 100) этого нет, так как у него соответственные жабры сохраняются.
Плавательный пузырь рыб снабжается, как правило, кровью от спинной аорты через arteria coeliaca; однако у Amia он снабжается через артериальные ветви, отходящие от 6-й пары наджаберных артерий, у Gymnarclius он снабжается на левой стороне от 6-й и 6-й наджаберных дуг, на правой - от arteria coeliaca. Также и у Polypterus пузырь снабжает 6-я пара наджаберных артерий. Таким образом уже у рыб имеются предпосылки в строении кровеносной системы к развитию легочного дыхания.
Венозная система. Венозная система рыб построена по общему плану с Cyclostomata. Яремные вены (venae jugulares) или передние кардинальные (v. cardinales anteriores), и два венозных ствола из органов туловища и хвоста - задние кардинальные вены (v. cardinales posteriores).
Из хвоста кровь идет по непарной хвостовой вене, расположенной под позвоночным столбом в канале, образованном нижними, или гемальными, дугами позвонков. В туловище хвостовая вена делится на две ветви, идущие к почкам - воротные вены почки (v. portae renales). В последних веточки вен распадаются на сеть капилляров, собирающуюся затем в почечные вены (venae renales), впадающие в кардинальные вены. Таким образом, у рыб мы видим уже воротную систему почек. Такая же воротная система имеется в печени; вены, идущие от кишечного канала, распадаются в печени на капилляры (воротная вена печени, v. portae hepaticae), собирающиеся затем в печеночную вену (vena hepatica) (рис. 96). Печеночная вена вливается в венозный синус. Кардинальная и яремная вены каждой стороны сливаются перед впадением в последний в так называемые кювьеровы протоки (ductus Cuvieri) (рис. 101). В кювьеровы протоки впадают также имеющиеся у рыб боковые вены (venae laterales), несущие кровь из задних конечностей и из кожи хвоста и туловища, сливающиеся перед этим с подключичными венами (venae subclavaie).
В разных классах рыб существуют различные уклонения от этой схемы, ив венозной системе Dipnoi мы видим, на ряду с примитивными чертами, такие, которые являются переходом к состоянию, наблюдаемому у взрослых наземных, воздухом дышащих, позвоночных (рис. 102). Прежде всего парные кардинальные вены заменяются непарной задней полой веной (vena cava posterior). Эта вена у Dipnoi, развивающаяся за счет правой кардинальной вены, берет на себя функцию кардинальных вон. Через нее непосредственно в синус идет кровь и из почек. Затем у Dipnoi впервые появляется непарная брюшная вена (vena abdominal is), образующаяся путем частичного слияния боковых вен и открывающаяся прямо в правый кювьеров проток. Эту вену мы встречаем потом у амфибий. Интересно, что венозная система Dipnoi ближе к таковой селахий, чем к венозной системе Teleostei.
Особенного внимания заслуживает сердце Dipnoi. Здесь начинается тот ряд развития сердца наземных позвоночных, который накапчивается четырехкамерным сердцем птиц и млекопитающих, с полным разделением сердца на правую и левую половины, и кропи - на артериальную и венозную, что, конечно, способствует гораздо более энергичному обмену веществ в организме. У Neoceratodus сердце построено (рис. 103) по тому же принципу, как и у прочих рыб. Однако на спинной стороне предсердия и желудочка находится продольная складка, не доходящая до брюшной стороны этих полостей и потому разделяющая их па правую и левую половицы неполно. Венозный синус открывается в предсердие не прямо сзади, а несколько справа от средней линии, так что более широким отверстием открывается в правое предсердие и меньшим в левое. В левую половину предсердия открываются сросшиеся вместе легочные вены (venae pulmonales). Таким образом, в правое предсердие попадает венозная кровь, в левое немного венозной и артериальная, окисленная из легочных вен. Так как при сокращении сердечной мышцы перегородка прижимается к нижней стенке сердца, получается полное разделение в это время венозной от артериальной крови. Длинный мускулистый артериальный конус имеет у Dipnoi, как выше сказано, многочисленные клапаны, расположенные в 8 поперечных рядов. Клапаны 6 задних рядов, находящиеся по срединной линии брюшной стороны, соприкасаются друг с другом, образуя продольную «спиральную складку». Сам конус спирально скручен. Поэтому впереди эта спиральная складка из сагитального положения становится в горизонтальное, фронтальное. Перегородка в желудочке и спиральная в конусе почти соприкасаются. Благодаря этому в правую и верхнюю части конуса течет кровь преимущественно венозная, в левую - преимущественно артериальная. В верхней части конуса, конечно, происходит еще некоторое смешение крови, так как спиральная складка не доходит доверху. Ho в момент сокращения конуса половины последнего опять разделяются вполне. Кровь из правой половины предсердия попадает таким образом через спинную часть конуса в 5-ю и 6-ю arteriae epibranchiales, отходящие от верхней части конуса. Наиболее венозная кровь идет таким образом к легким через a. pulmonales. Наиболее оксидированная кровь из вентрального отдела конуса поступает в сонные артерии и в спинную аорту. Так бывает тогда, когда жабры не функционируют; если же они функционируют, то во всех эпибранхиальных артериях течет окисленная в жабрах кровь, попадая и в легкое, которое не работает. Таким образом, лучшее окисление в организме имеет место в период нахождения рыбы в воде. Легочное дыхание «выручает в беде», когда жабры не могут функционировать. В это время рыба ведет менее активную жизнь. Ho не следует забывать, что жаберное дыхание стоит у Dipnoi не на высокой ступени и развитие легкого является добавочным способом дыхания.
Кровеносная система рыб характеризуется единственным кругом кровообращения.
Их сердце, соответственно, имеет только два отдела – одно предсердие и один желудочек, в которых венозная и артериальная «сорта крови» не разграничиваются даже частично.
Правда, у двоякодышащих рыб имеются зачаточные перегородки, возникшие с появлением «лёгочного» дыхания; в качестве лёгкого у этих рыб выступает плавательный пузырь, который приспособлен к поглощению атмосферного воздуха.
Описание сердечно-сосудистой системы рыб
У рыб кровеносная система состоит из нескольких общих элементов:
- Двухкамерное сердце;
- Брюшная аорта;
- Спинная аорта;
- Дополнительные артерии и капилляры, питающие различные органы;
- Вены, собирающие «использованную» кровь.
Кровь из сердца, сокращающегося с определённой частотой, поступает в брюшную аорту. «Стартовый» элемент этого сосуда у хрящевых рыб превратился в утолщение - артериальный конус, способный сокращаться вместе с сердцем, а у костистых рыб – в артериальную луковицу, которая утратила способность сокращаться.
Кровь движется вперёд (обратный ток блокируют клапаны в сердце) и направляется к жабрам. Там она обогащается кислородом и выходит в спинную аорту. Её корни составляют так называемый головной круг, характерный для высших рыб – костистых. От них же идут сонные артерии, доставляющие кровь в головную часть тела.
кровеносная система рыб фото
От спинного сосуда кровь поступает в ответвляющиеся сосуды, откуда течёт ко всем внутренним органам и системам, а также в расположенную сзади хвостовую артерию. В органах сосуды переходят в мелкие капилляры. И от капилляров же, теперь уже венозных, кровь поступает в вены, а они гонят кровь по направлению к сердцу.
От хвостовой вены кровь течёт к органам выделения - почкам, а оттуда собирается в так называемые кардинальные вены. От них она идёт в венозный синус, предшествующий сердечной мышце. В этот же орган собирается венозная кровь от различных внутренних органов; от желудочно-кишечного тракта она вначале попадает в печень, а уже затем в венозный синус.
Особенности у разных рыб
У радужной форели из семейства лососевых исследователи обнаружили «второе сердце». Располагается этот орган в спинной аорте и представляет собой связку, дополнительно разгоняющую кровь в процессе плавания. «Насосом» в данном случае служит хвостовой плавник.
Сердце рыб маленькое и довольно слабое, если сравнивать с прочими позвоночными, частота сокращений у него невелика – обычно 20 – 30 раз в минуту. У рыб, пережидающих зиму на дне водоёма, она может снизиться вообще до 1 сокращения в минуту. А у тех рыб, что на зиму вмерзают в толщу льда, циркуляция крови в данную пору и вовсе прекращается. Объём крови также значительно скромнее, чем её количество у прочих позвоночных (с учётом размеров тела).
Все эти небольшие показатели связаны с тем, что рыбы имеют горизонтально расположенное туловище, не создающее необходимости толкать кровь вертикально вверх, и с относительно малыми затратами энергии на плавание, в отличие от передвижения по суше.
Рыбья кровь содержит меньшее количество эритроцитов, нежели кровь других животных, но больше лейкоцитов. Причина тому – низкий обмен веществ рыб и изобилие заразных микроорганизмов и водной среде, от которых необходима надёжная защита.
Кровь у рыб, как правило, красная, но есть виды, имеющие бесцветную кровь. Она не содержит эритроцитов и гемоглобина, поскольку этим рыбам они не нужны – они дышат всей поверхностью тела.
Надкласс Рыбы относятся к типу Хордовые животные. Они обитают в воде. И имеют целый ряд особенностей, связанных с жизнью в ней.
Кровеносная система рыб
Как все хордовые, рыбы имеют замкнутую кровеносную систему. И у костных, и у хрящевых рыб, кровь из сердца попадает в кровеносные сосуды, а из них возвращается в сердце. В сердце у этих животных две камеры - предсердие и желудочек. Сосуды бывают трех типов:
- артерии;
- вены;
- капилляры.
По артериям кровь течет от сердца и стенки этих сосудов более толстые, чтобы они могли выдержать давление, создаваемое сердцем. По венам кровь возвращается в сердце, при этом давление в них падает, поэтому их стенки более тонкие. А капилляры - это самые мелкие сосуды, стенки которых состоят из одного слоя клеток, потому что их главная функция - газообмен.
Кровообращение рыб
Перед тем, как рассматривать сам процесс кровообращения, необходимо вспомнить разновидности крови. Она бывает артериальной, в которой много кислорода, и венозной - насыщенной углекислым газом. Таким образом, вид крови никак не связан с названием сосудов, по которым она течет, а только с ее составом. Что касается рыб, то у них в обеих камерах сердца находится венозная кровь, а кругов кровообращения - один.
Рассмотрим последовательно движение крови:
- Желудочек, сокращаясь, выталкивает венозную кровь в жаберные артерии.
- В жабрах артерии ветвятся на капилляры. Здесь происходит газообмен и кровь из венозной превращается в артериальную.
- Из капилляров артериальная кровь собирается в брюшную аорту.
- Аорта разветвляется на артерии органов.
- В органах артерии вновь разветвляются на капилляры, где кровь отдавая кислород и забирая углекислый газ, из артериальной становится венозной.
- Венозная кровь от органов собирается в вены, которые несут ее в сердце.
- Заканчивается круг кровообращения в предсердии.
Таким образом, хотя рыб нельзя назвать теплокровными животными, их органы и ткани получают чистую артериальную кровь. Это помогает рыбам обитать в холодных водах Арктики и Антарктики, а, так же, не погибать зимой в пресных водоемах.
Любого вида, как и рыб хрящевых, имеет единое строение. В организме их присутствует лишь один круг кровообращения. Схематически отделы кровеносной системы рыбы представляют собой следующую цепочку, последовательно идущих составляющих: сердце, брюшная аорта, артерии на жабрах, спинная аорта, артерии, капилляры и вены.
Имеет всего лишь две камеры и не приспособлено, как у других существ, для выполнения функции отделения тока крови, обогащенной кислородом, от крови, не обогащенной кислородом. Структурно сердце представляет собой четыре камеры, расположенные друг за другом. Все эти камеры заполнены особой венозной кровью, и каждый из отделов сердца имеет свое название - венозный синус, артериальный конус, предсердие и желудочек. Отделы сердца отделяются друг от друга клапаном, в результате чего кровь при сокращении сердечных мышц может перемещаться только в одну сторону - по направлению от венозного синуса до артериального конуса. Кровеносная система рыб устроена таким образом, что ток крови осуществляется исключительно в этом направлении и никак иначе.
Роль каналов для распределения по телу рыбы питательных веществ и кислорода выполняют артерии и вены. Артерии выполняют функцию транспортировки крови от сердца, а вены - к сердцу. В артерии содержится насыщенная кислородом (оксигенированная) кровь, а в венах - менее богатая кислородом кровь (дезоксигенированная).
Венозная кровь поступает в специальную венозную пазуху, после чего током доставляется в предсердие, желудочек и брюшную аорту. Брюшная аорта соединена с жабрами посредством четырех пар выносящих артерий. Эти артерии распадаются на множество капилляров в области жаберных лепестков. Именно в жаберных капиллярах и происходит процесс газообмена, после чего эти капилляры сливаются в выносящие жаберные артерии. Выносящие артерии входят в состав спинной аорты.
Ближе к голове ответвления спинной аорты переходят в сонные артерии. Кровеносная система рыбы подразумевает разделение каждой сонной артерии на два канала - внутренний и внешний. Внутренняя отвечает за снабжение кровью мозга, а внешняя выполняет функцию кровоснабжения висцеральной части черепа.
Ближе к задней части тела рыбы корни аорты сливаются в единую спинную аорту. Последовательно от нее ветвятся непарные и парные артерии, и кровеносная система рыб в этой части снабжает кровью соматический отдел тела и важные внутренние органы. Заканчивается спинная аорта хвостовой артерией. Все артерии разветвляются на множество капилляров, в которых и происходит процесс изменения состава крови. В капиллярах кровь превращается в венозную.
И ее дальнейший ток осуществляется по следующей схеме. В области головы кровь концентрируется в передних кардинальных венах, а в нижнем отделе головы она собирается в яремных венах. Проходящая от головы к хвосту вена, в задней части разделяется на две части - левую и правую почечные воротные вены. Далее левая воротная вена ветвится, образуя систему капилляров, которые образуют воротную систему почки, расположенной слева. У большинства костных видов кровеносная система рыб устроена так, что правая воротная система почки, как правило, редуцирована.
Из почек кровеносная система рыб прогоняет кровь в полость задних кардинальных вен. Передние, задние, а также кардинальные вены с каждой стороны тела сливаются в так называемые кювьеровы протоки. Кювьеровы протоки с каждой стороны соединяются с венозной пазухой. В результате кровь, перемещаемая током из внутренних органов, поступает в воротную вену печени. В области печени воротная система ветвится на множество капилляров. После этого капилляры вновь сливаются воедино и образуют которая и соединена с венозной пазухой.
