Jak budowa serca ssaków i ptaków wpływa na ich metabolizm?



Odpowiedź :

Odpowiedź:

umiejętność utrzymania w organizmie stałego poziomu temperatury ciała, niezależnie od tego jaka temperatura panuje w środowisku życia tego organizmu. Pozwala na to sprawna przemiana materii, w której powstaje dużo energii. Część tej energii organizmy wykorzystują do podniesienia temperatury swojego ciała do około 36 - 40 stopni Celsjusza, ponieważ w tej temperaturze przebiega większość reakcji, którymi kierują enzymy. Zwierzętami stałocieplnymi są tylko ptaki i ssaki, w tym człowiek, którego normalna temperatura ciała wynosi 36,6 stopni Celsjusza.

REKLAMA

Organizmy stałocieplne poświęcają dużo energii na utrzymanie stałej temperatury ciała. Mają one wiele przystosowań w budowie ciała po to, aby precyzyjnie regulować temperaturę i nie dopuścić do zbyt dużych zmian jej poziomu. Mają one dobrze działające układy oddechowy i krwionośny, co pomaga im utrzymać duże tempo metabolizmu. Najszybszy metabolizm jest u ptaków. Przystosowaniem jest też okrycie ciała piórami albo włosami i futrem, dzięki czemu zwierzęta chronią się przed utratą ciepła, kiedy w otoczeniu jest zimno. Zwierzęta stałocieplne muszą też umieć chronić się przed za wysoką temperaturą i przed zbyt silnym nasłonecznieniem. Zwierzęta stałocieplne zużywają dużo energii na to, aby utrzymać stałą temperaturę ciała. Aby wytworzyć dużo energii zwierzęta muszą zdobyć dużą ilość pokarmu. Zabiera im to dużo czasu i sił. Jednak ten wysiłek się opłaca. Dzięki stałocieplności różne gatunki zwierząt mogą żyć w praktycznie każdym środowisku na Ziemi.

Ptaki są okryte piórami, które są wytworami skóry występującymi tylko u ptaków. Pióra są bardzo mocne, gładkie i lekkie, dobrze chronią przed zimnem i wilgocią. Nie pozwalają też na przegrzanie organizmu ptaków. Dzięki swojej lekkości i kształtowi pióra pomagają ptakom dobrze latać. Ptaki mają bardzo szybką przemianę materii. Ich układ oddechowy jest bardzo wydajny. Również bardzo dobre działanie układu krwionośnego, szybka praca serca i duża ilość tlenu przenoszonego przez krew pomagają w utrzymaniu wysokiego tempa przemian metabolicznych i utrzymania stałej temperatury ciała. Dzięki takim przystosowaniom organizm ptaka produkuje wystarczającą ilość energii do tego aby móc szybko latać i pokonywać nawet bardzo duże odległości. Wysoki poziom metabolizmu pozwala również na życie wielu gatunków ptaków w miejscach o nawet bardzo niskich temperaturach powietrza.

Ssaki również są zwierzętami stałocieplnymi, których organizmy mają wiele przystosowań do utrzymania stałej temperatury ciała. Jeżeli ssak znajduje się w środowisku chłodnym, to przed utratą ciepła chronią go włosy, które często tworzą gęste futro na jego skórze. Jeżeli w środowisku życia ssaka jest wysoka temperatura, to organizm chłodzi się oddając ciepło poprzez zwiększenie parowania potu ze skóry, przez parowanie śliny z pyska. Dzięki temu organizm pozbywa się nadmiaru ciepła, ochładza się.

Bardzo ważną rolę w utrzymaniu stałocieplności ptaków i ssaków pełni układ krwionośny, który jest u nich rozbudowany i składa się z dwóch obiegów krwi, z obiegu płucnego oraz z obiegu ustrojowego.

Układ krwionośny zapewnia dopływ wystarczającej ilości tlenu do każdej komórki organizmu. Tlen tak u ssaków jak i u ptaków dostaje się do organizmu przez płuca. Z płuc płynie połączony z krwią do serca. Z serca krew z tlenem jest pompowana do tętnic a te rozprowadzają ją po całym ciele, po wszystkich narządach i tkankach.

Układ krwionośny jest złożony z dwóch naczyniowych obiegów krwi :

+ mały obieg krwi - nazywany inaczej obiegiem płucnym, łączy płuca z sercem przez tętnice i naczynia płucne.

REKLAMA

+ duży obieg krwi - tak zwany obieg ustrojowy, łączy serce z innymi narządami i tkankami organizmu.

W płucach krew zostaje utleniona.

Krew, która oddała już tlen tkankom i odebrała od nich dwutlenek węgla, powraca żyłami do serca, do jego prawego przedsionka. Z przedsionka wpływa ona do prawej komory serca a stamtąd do płuc przez obieg płucny. Z serca wychodzi pień płucny tętniczy, który rozdziela się na lewą i prawą tętnicę płucną. Obiema tętnicami krew z dwutlenkiem węgla płynie do obu płuc, gdzie wpływa do licznych, drobnych naczyń włosowatych. Naczyniami włosowatymi krew płynie do pęcherzyków płucnych, gdzie oddaje dwutlenek węgla na zewnątrz organizmu i łączy się z tlenem. Utlenowana krew żyłami płucnymi płynie do lewego przedsionka serca. Tylko w żyłach płucnych płynie krew bogata w tlen. We wszystkich innych żyłach organizmu płynie zawsze krew bogata w dwutlenek węgla a krew bogata w tlen w dużym obiegu krwi płynie w tętnicach.

W dużym krwiobiegu krew płynie z serca do wszystkich komórek organizmu i odwrotnie. Krew z dużą ilością tlenu płynie do aorty z lewej komory serca. Aorta jest największą tętnicą w ciele, od której odchodzą tętnice prowadzące krew do wszystkich tkanek ciała. Do największych tętnic należą tętnice wieńcowe, które unaczyniają miesień serca, tętnice szyjne, które dostarczają krew mózgowi oraz tętnice podobojczykowe, które unaczyniają górne kończyny. Ważnymi tętnicami są też tętnice nerkowe, tętnice biodrowe, które unaczyniają kończyny dolne i tętnice krezkowe, które unaczyniają jelito cienkie. Tętnice te dzielą się na mniejsze naczynia a te z kolei na drobne naczynia włosowate, które doprowadzają utlenioną krew do wszystkich tkanek i do każdej komórki ciała. Krew odtleniona wraca w stronę serca przez system żył. Żyły z górnej części ciała łączą się w dużą żyłę czczą górną. Żyły z dolnej części ciała, między innymi z nerek, kończyn dolnych oraz z wątroby łączą się w dużą żyłę czczą dolną, która wędruje aż do prawego przedsionka serca.

Serce ptaków i ssaków ma budowę, która nie pozwala na mieszanie się krwi przenoszącej dużą ilość tlenu z krwią przenoszącą dwutlenek węgla. Do mieszania się krwi nie dochodzi dzięki przegrodzie międzykomorowej pomiędzy lewą a prawą częścią serca. Z podziału stożka tętniczego wykształca się aorta i tętnica płucna. Zatoka żylna ulega silnej redukcji i pozostaje jedynie w szczątkowej postaci tworząc rozrusznik, czyli węzeł zatokowo-przedsionkowy.

Dzięki całkowitemu podziałowi serca na część prawą i lewą krew musi dwa razy przepłynąć przez serce przy każdorazowym pełnym jej obiegu - raz jako krew z tlenem a drugi raz jako krew pozbawiona już tlenu. Krew ptaków i ssaków ma więc o wiele więcej tlenu niż krew poprzednio omawianych zwierząt. Tkanki są więc lepiej zaopatrzone w tlen, a to z kolei pozwala na zwiększenie tempa metabolizmu i do wytworzenia energii potrzebnej do utrzymania stałocieplności.

Dla powstania stałocieplności przyczynił się dobrze rozwinięty układ oddechowy. Musiał on ukształtować się tak, aby dostarczać organizmowi z atmosfery duże ilości tlenu. Wymiana gazowa jest najbardziej wydajna u ptaków, co pozwala im na odbywanie długich lotów, w których zużywają przecież dużo energii. U ptaków płuca są połączone ze specjalnymi workami powietrznymi o cienkich ścianach. Najczęściej jest ich dziewięć. Worki te ciągną się do wszystkich części ciała ptaków. U niektórych gatunków przechodzą nawet do wnętrza ich kości. W czasie lotu ptaki wdychają duże ilości powietrza, którego część jest magazynowana w workach powietrznych. Przy wydechu organizm wykorzystuje powietrze z worków powietrznych. Pomaga to zwiększyć szybkość procesów metabolicznych. Podczas lotu mostek ulega unieruchomieniu, jego ruchy nie mogą więc wspomagać wdechów i wydechów. Tłoczenie powietrza do worków powietrznych leżących między mięśniami jest możliwe dzięki ruchom skrzydeł. Worki powietrzne niczym miechy wciągają i wyrzucają powietrze do i z płuc. Im szybsze są ruchy skrzydeł lecącego ptaka, tym więcej wdycha on powietrza.

U ptaków oskrzela przenikają do dwóch płuc, gdzie tworzą drobne rozgałęzienia. Najdrobniejsze gałęzie oskrzeli - oskrzeliki, są u ptaków zakończone kanalikami o cienkich ściankach. Kanaliki te noszą nazwę przyoskrzeli. Zachodzi w nich wymiana gazowa, ponieważ są one otwarte, niczym rureczki, z obu stron. Przyoskrzela oplatają liczne naczynia włosowate, gdzie dochodzi do właściwej wymiany gazowej. Takie rozwiązanie nie pozwala ptakom na zbytnie zmęczenie w czasie lotu. Ptaki nigdy nie tracą tchu. W czasie podniebnych lotów mogą śpiewać, co nie przeszkadza im w oddychaniu.

Ptaki mają wysoką temperaturę ciała. Często sięga ona nawet 44 stopni Celsjusza. Człowiek przy takiej wysokiej temperaturze ciała już by nie żył. W utrzymaniu ciepłoty ciała pomaga ptakom upierzenie. W razie potrzeby mogą się one napuszać albo wygładzić. Chronią ptaka przed wiatrem a dzięki natłuszczeniu również przed wilgocią. Ptaki SA chronione przed deszczem. Niektóre maja tak szczelne upierzenie, że mogą swobodnie nurkować. Ptaki nie mają dużych zapasów tłuszczu w organizmie, ponieważ jako ciężka tkanka przeszkadzałby w oderwaniu się od ziemi. W czasie braku pokarmu spalają one białka zmagazynowane w swoich mięśniach. Stąd wiele gatunków migrujących jesienią i wiosną na duże odległości traci podczas lotu nawet jedną trzecią swojej wagi. Mogą ją jednak bardzo szybko odbudować, nawet w ciągu kilku dni żerowania. Potrafią one szybko trawić pokarm.

Ptaki muszą w czasie upałów mieć dostęp do wody. Nie mają one gruczołów potowych, chłodzą się więc rozpościerając skrzydła i ziejąc otwartymi dziobami.

U ptaków ukształtował się specyficzny układ wydalniczy. Nie ma u nich pęcherza moczowego. U ptaków mocz ulega zagęszczeniu. Powstaje krystaliczna papka, która jest wydalana poprzez odbyt ptaków.

Ptaki opanowały praktycznie wszystkie środowiska na Ziemi. Dzięki przystosowaniom do rozmaitych warunków klimatycznych wiele gatunków żyje w klimacie tropikalnym, inne z kolei zasiedlają koło podbiegunowe. Różne gatunki żywią się różnym typem pokarmu. Jest wiele ptaków roślinożernych, ale są również drapieżniki i padlinożercy. Ptaki to grupa bardzo zróżnicowana a ich miłośnicy twierdzą, ze nie ma ciekawszych zwierząt od ptaków.

Ssaki mają również sprawny układ oddechowy, jednak ma on inną budowę niż u ptaków. Składa się on z dwóch płuc i z dróg oddechowych, przez które powietrze płynie w stronę pęcherzyków płucnych i odwrotnie. W skład dróg oddechowych ssaków wchodzą nozdrza, jama nosowa, gardziel, krtań, tchawica, dalej dwa oskrzela- prawe i lewe. Oskrzela prowadzą w kierunku płuc. Oskrzela w obrębie płuc dzielą się na liczne drobniejsze rozgałęzienia nazywane oskrzelikami. Najdrobniejsze rozgałęzienia oskrzelików są zakończone pęcherzykami płucnymi. Pęcherzyki płucne są oplecione przez liczne drobne naczyńka włosowate. To tutaj dochodzi do wymiany gazowej, czyli do pochłonięcia tlenu i wydalenia z organizmu dwutlenku węgla.

Stałocieplność jest aromorfozą, czyli przystosowaniem do warunków środowiska. To dzięki stałocieplności ptaki i ssaki stały się zwierzętami, które zdominowały wszelkie