IL SISTEMA CIRCOLATORIO DEI VERTEBRATI A SANGUE FREDDO
Negli animali, la presenza dell’apparato circolatorio non è sempre essenziale: per esempio i poriferi, noti anche come spugne, e gli cnidari ne sono privi.
L’apparato circolatorio diventa indispensabile se il rapporto fra la superficie totale dell’organismo e il suo volume interno (costituito da sole cellule negli organismi più semplici e da interi apparati nelle specie animali più evolute) è basso, dal momento che in tal caso le cellule non hanno più la possibilità di scambiare direttamente combustibili e comburenti con l’esterno.
Il sistema circolatorio può essere «aperto» o «chiuso».
IL SISTEMA CIRCOLATORIO APERTO
1) I CROSTACEI
I crostacei posseggono un sistema circolatorio aperto in cui il cuore ellittico è collegato direttamente a un’arteria. L’arteria trasporta il sangue fino a una zona chiamata emocele dove il fluido circolante si mischia con i liquidi interstiziali che irrorano tutte le parti del corpo dell’animale. Una volta irrorati tutti i tessuti, il cuore “richiama” a sé tutti i liquidi dell’emocele, incanalandoli in un grande dotto venoso passante per le branchie.
Avvenuta l’ossigenazione nelle branchie, il cuore si riempie nuovamente con i fluidi e si ricontrae, ricominciando il ciclo.
2) GLI INSETTI
Gli insetti hanno un sistema circolatorio aperto come i crostacei, ma il loro cuore non è confinato in una zona determinata del corpo ma si estende lungo tutta la parte dorsale, prendendo il nome di “cuore tubolare”.
Il cuore tubolare è formato da una serie di ramificazioni arteriose che si estendono su tutto il corpo e da una serie di fori chiamati osti, tramite i quali i liquidi circolatori (emolinfa) ritornano al cuore. Come per i crostacei, le ramificazioni non sono collegate direttamente agli osti ma disperdono l’emolinfa in tutta la cavità corporea.
Gli insetti usano l’apparato circolatorio più per il trasporto di sostanze che per il trasporto dei gas, dato che le trachee provvedono da sole al rifornimento di ossigeno e all’eliminazione dell’anidride carbonica.
3) I MOLLUSCHI
I molluschi presentano un sistema circolatorio aperto (a eccezione dei cefalopodi che hanno un sistema circolatorio chiuso). Il cuore ellittico possiede sia ramificazioni arteriose che venose.
Queste, come in tutti gli altri sistemi aperti, si interrompono negli spazi intercellulari. Così facendo il sangue irrora i tessuti, apportandovi ossigeno e drenando da essi l’anidride carbonica di scarto dalle cellule.
Dai tessuti il sangue, carico di anidride carbonica, viene trasportato prima alle branchie e poi, ossigenato, nuovamente al cuore. Il cuore pulsa ritmicamente imitando il rumore di una vela riempita dal vento. Questa vibrazione nei molluschi si trasmette anche alle ramificazioni venose e arteriose.
IL SISTEMA CIRCOLATORIO CHIUSO
1) GLI ANELLIDI
Negli anellidi come il lombrico troviamo il primo tipo di sistema circolatorio chiuso. Da adesso in poi, ci sarà una netta differenza tra liquidi interstiziali e fluidi circolanti, che non vengono mai mischiati.
Gli anellidi presentano un vaso dorsale contrattile che prende la funzione del cuore. Il “cuore” è collegato a tutte le estremità del corpo tramite una serie di “letti capillari”, che irrorano tutti i tessuti. La vera particolarità degli anellidi sono i cuori accessori. I vasi più grandi di ciascun anello in occorrenza si possono comportare come cuori accessori, escludendo la funzione del cuore dorsale.
2) I PESCI
Rappresentazione schematica del sistema circolatorio dei pesci: rosso = ricco di ossigeno del sangue; blu = sangue deossigenato.
I pesci posseggono un sistema circolatorio chiuso e singolo. Distinto in sole due camere, atrio e ventricolo, è il predecessore del cuore umano. È un cuore che trasporta solamente sangue venoso. Il ciclo circolatorio comincia con una sistole (contrazione) del ventricolo, che trasporta il sangue alle branchie per ossigenarlo e dalle branchie viene pompato nei tessuti per gli scambi gassosi.
Una volta avvenuti gli scambi, una potente diastole (distensione) del cuore risucchia tutto il sangue venoso dai tessuti all’atrio, dove viene riconvogliato nel ventricolo per iniziare nuovamente il ciclo.
3) GLI ANFIBI
Rappresentazione schematica del sistema circolatorio degli anfibi: rosso = sangue ricco di ossigeno; blu = sangue deossigenato; rosa = sangue misto.
Anche gli anfibi posseggono un sistema circolatorio chiuso e le differenze tra il cuore di un mammifero e il cuore di un anfibio sono quasi sparite.
Gli anfibi oltre a possedere un cuore con due atri e un ventricolo posseggono anche una doppia circolazione. La caratteristica del loro cuore è di non avere ventricoli separati per cui il sangue arterioso e venoso si mescolano, non consentendo agli anfibi rese energetiche elevate.
Tuttavia, questa caratteristica consente di deviare il flusso del sangue in modo da evitare la circolazione polmonare durante i lunghi periodi di apnea. Il sangue venoso entra nell’atrio destro e viene subito pompato sia verso il ventricolo al polmone sia verso l’atrio sinistro ai tessuti da cui proveniva.
I polmoni ossigenano il sangue e lo rimandano al ventricolo dove avviene un’altra contrazione che porta il sangue ossigenato dall’atrio sinistro ai tessuti dove viene rimescolato con il sangue venoso già utilizzato della precedente contrazione.
Dopo essere stato convogliato nei tessuti il sangue viene risucchiato verso l’atrio destro e ricomincia il ciclo.
4) I RETTILI
Rappresentazione schematica del sistema circolatorio dei rettili: rosso = sangue ricco di ossigeno; blu = sangue deossigenato; rosa = sangue misto.
I rettili posseggono un cuore che composto da due atri e una camera ventricolare, quasi completamente divisa da un setto in due metà. Il sangue povero di ossigeno fluisce nell’atrio destro dai polmoni come sangue ossigenato e poi passa nell’atrio sinistro. Entrambi gli atri pompano il sangue nel ventricolo. Nell’atrio destro il sangue povero di ossigeno passa nei polmoni, dall’atrio sinistro alla testa e al corpo.
Poiché la separazione del ventricolo non è completa, si arriva alla formazione di sangue misto (circa dal 10 al 40%), questo scorre attraverso l’arteria centrale in tutto il corpo.
Fra i rettili i coccodrilli sono un’eccezione, infatti i due ventricoli sono completamente separati. Il forame di Panizza è un’apertura presente solo nei coccodrilli che collega i due tronchi aortici alla base, ovvero subito dopo l’impianto tra i due ventricoli.
Attraverso il forame, il sangue ricco di ossigeno dalla camera destra è mescolato con la parte povera di ossigeno del ventricolo sinistro, in modo che il sangue miscelato venga portato nella circolazione sistemica e nelle zone periferiche del corpo. Allo stesso tempo, l’aorta sinistra trasporta il sangue ricco di ossigeno al corpo e soprattutto nella testa dell’animale.
L’importanza del forame si riscontra sulla vita prevalentemente acquatica di questi rettili, infatti la valvola tra il ventricolo destro e il suo tronco aortico, ha la capacità di aprirsi e chiudersi durante l’immersione o quando l’animale respira al di fuori dell’acqua.
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