Selgrootute transpordisüsteem
Transpordisüsteem on mehhanism, mida elusorganismid kasutavad oluliste ainete – näiteks hapniku, süsinikdioksiidi, toitainete, hormoonide ja ainevahetusjääkide – transportimiseks ühest kehaosast teise. Selgrootutel (selgroovabadel loomadel) on transpordisüsteemid väga erinevad, ulatudes väga lihtsatest süsteemidest ilma spetsialiseerunud organiteta kuni keerukate vereringesüsteemideni, millel on süda ja veresooned. Neid erinevusi mõjutavad peamiselt keha suurus, aktiivsuse tase, elupaik ning organite ja kudede keerukus.
1. Selgrootute transpordi põhiprintsiibid
Väikestel või kõhna kehaga loomadel saab transport toimuda ainult difusiooni ja osmoosi teel. Difusioon on molekulide liikumine kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkonda, osmoos aga vee liikumine läbi poolläbilaskva membraani. Kuna rakud on üksteisele lähedal ja kehapindala on kehamahuga võrreldes suhteliselt suur, saab gaaside ja lahustunud ainete vahetus toimuda ilma vereringesüsteemi vajaduseta.
Keha suuruse suurenedes ja kudede paksenedes aga ainuüksi difusioonist ei piisa. Seetõttu on paljudel selgrootutel vereringesüsteem, kas avatud või suletud, et kiirendada ainete jaotumist ja ainevahetusjääkide eemaldamist.
2. Selgrootud ilma spetsiaalse vereringesüsteemita
a. Porifera (käsnad)
Käsnadel puudub päris kude, rääkimata transpordiorganitest. Ainevahetus toimub vee voolamise kaudu läbi nende keha. Vesi siseneb läbi pisikeste pooride (ostia), liigub sisemisse õõnsusse ja seejärel väljub läbi oskulumi. Spetsialiseerunud rakud, näiteks koanotsüüdid, aitavad vett liigutada ja toiduosakesi kinni püüda. Hapnik difundeerub veest rakkudesse, samas kui süsinikdioksiid ja ainevahetusjäätmed difundeeruvad välja.
b. Cnidaria (meduusid, hüdrad, merianemoonid)
Knidarianidel on gastrovaskulaarne õõnsus, millel on kaks funktsiooni: seedekeskus ja toitainete jaotamise vahend. Kuna sellel on ainult kaks primaarset koekihti (diploblast), jääb difusioonitee lühikeseks. Meduusidel aitavad keha liikumine ja vedeliku vool õõnsuses toitaineid ühtlasemalt jaotada.
c. Platyhelminthes (lamesussid)
Lameussid tuginevad samuti difusioonile ja neil on hargnenud gastrovaskulaarne õõnsus, mis võimaldab toitainetel jõuda rohkematesse kehapiirkondadesse. Neil puudub spetsiifiline vereringe- või hingamissüsteem. Nende lapik kehakuju on oluline kohandus ainete tõhusaks vahetamiseks kogu kehapinnal.
3. Kehavedelikel põhinevad transpordisüsteemid: pseudotseloom ja tseloom
Mõnedel selgrootutel mängib kehaõõnsuses olev vedelik transpordis rolli.
a. Nematoodid (ümarussid)
Nematoodidel on vedelikuga täidetud pseudotseloom (vale kehaõõnsus). See vedelik aitab toitaineid ja ainevahetusjääke ringluses hoida, hoolimata tõeliste veresoonte puudumisest. Lisaks transpordifunktsioonile aitab pseudotseloom säilitada ka keharõhku (hüdrostaatiline skelett) liikumiseks.
b. Annelida (ümarussid) – sissejuhatus keerukamatesse süsteemidesse
Anneliididel on tõeline tsöeloom ja arenenum elundkond. Selles rühmas ei sõltu transport mitte ainult tsöeloomvedelikust, vaid ka organiseeritumast vereringesüsteemist (sellest räägitakse lähemalt suletud süsteemi osas).
4. Avatud vereringesüsteem
Paljudel selgrootutel, eriti lülijalgsetel (putukad, ämblikud ja krevetid) ja enamikul molluskitel (välja arvatud peajalgsed, näiteks kalmaarid ja kaheksajalad), on avatud vereringesüsteem. Avatud süsteemis ei sisaldu hemolümfi nimeline vedelik alati veresoontes. Süda pumpab hemolümfi kehaõõnsusse (hemotseel), kus see loputab organeid otse enne avade (ostia) kaudu südamesse naasmist.
Avatud süsteemide peamised omadused:
1. Madal rõhk ja suhteliselt aeglane vool võrreldes suletud süsteemidega.
2. Efektiivne mõõduka aktiivsusega loomadele, kellel on vähem äärmuslikke hapnikuvajadusi.
3. Veresoonte struktuur ei ole nii keeruline kui suletud süsteemil, seega on nende moodustumise „bioloogiline hind” madalam.
Näited lülijalgsetest:
Putukatel, hoolimata avatud süsteemist, ei sõltu hapniku transport peamiselt hemolümfist. Putukad kasutavad hingetoru süsteemi, mis on torude võrgustik, mis transpordib õhku otse kudedesse. Seetõttu transpordib hemolümf peamiselt toitaineid, hormoone ja ainevahetusjääke, mitte hapnikku.
Koorikloomadel (nt krevettidel) on hemolümfil hapniku transportimisel suurem roll, kuna nad hingavad lõpuste kaudu. Sageli leidub hingamisteede pigmente, näiteks hemotsüaniine (mis sisaldab vaske), mis annavad hapnikurikka hemolümfile sinaka värvuse.
Näited molluskitest:
Enamikul molluskitel, näiteks tigudel ja rannakarpidel, on avatud süsteem. Süda pumpab hemolümfi lühikestesse veresoontesse ja ninakõrvalkoobastesse ning seejärel tagasi südamesse. Sellest süsteemist piisab suhteliselt aeglase eluviisiga eluviiside, näiteks roomamise või istuva liikumise jaoks.
5. Suletud vereringesüsteem
Suletud vereringesüsteem on olemas rõngasloomadel (nt vihmaussid) ja peajalgsetel (kalmaarid ja kaheksajalad). Suletud süsteemis voolab veri alati veresoontes, mis võimaldab ainete kiiremat ja täpsemat reguleerimist.
a. Vihmaussid (Annelida)
Vihmaussidel on selja- ja kõhuõõnesooned, mis on igas segmendis ühendatud rõngassoone abil. Südamekujulised struktuurid, mida nimetatakse aordikaarteks, pumpavad verd. Veri kannab hapnikku ja süsihappegaasi, kuigi vihmaussidel puuduvad kopsud; gaasivahetus toimub niiske naha kaudu. Suletud süsteemi eeliste hulka rõngasloomade puhul kuulub võime toetada suuremaid kehasid ja energiamahukas urgude uuristamine.
b. Peajalgsed (kalmaarid ja kaheksajalad)
Peajalgsed on selgrootud, kellel on kõige arenenum vereringesüsteem. Neil on kolm südant: kaks harulist südant (lõpuste lähedal), mis pumpavad verd lõpustesse, ja üks süsteemne süda, mis pumpab verd kogu kehas laiali. Peajalgsed on väga aktiivsed, ujuvad kiiresti ja peavad jahti, vajades suurt hapnikuvarustust. Suletud süsteemis kõrgema rõhu all on hapniku ja toitainete kohaletoimetamine väga tõhus.
6. Hingamisteede pigmendid ja nende roll transpordis
Kõigil selgrootutel ei ole hingamisteede pigmente, kuid paljudes rühmades on need pigmendid olulised vere või hemolümfi hapniku sidumise võime suurendamiseks.
– Hemoglobiin: levinud teatud rõngasloomadel ja mõnedel molluskitel; sisaldab rauda ja muutub hapnikuga rikastatuna punaseks.
– Hemotsüaniin: leidub ohtralt lülijalgsetes ja molluskites; sisaldab vaske ja muutub hapnikuga rikastatuna siniseks.
– Hemerütriini (harvem esinev): leidub teatud mereselgrootutes, punakaslilla värvusega.
Hingamisteede pigmendid võimaldavad loomadel elada madala hapnikusisaldusega tingimustes, olla aktiivsemad või omada suuremat kehamassi.
7. Seos erituselunditega
Transport on lahutamatult seotud ainevahetusjäätmete eritumisega. Paljudel selgrootutel on erinevad erituselundid:
– protonefriidid lameussides,
– rõngasloomade metanefriidid,
– Malpighi tuubulid putukatel,
– Lihtneerud molluskites.
Transpordisüsteem aitab ainevahetusjäätmeid erituselunditesse transportida, samal ajal kui eritusproduktid erituvad lõpuks kehapinna või spetsiaalsete kanalite kaudu.
8. Kesimpulan
Selgrootute transpordisüsteemid on kohanenud mitmekülgselt. Lihtsad loomad, nagu käsnad, ainuõõssed ja lameussid, tuginevad oma väikese või õhukese keha tõttu difusioonile ja gastrovaskulaarsetele õõnsustele. Nematoodid kasutavad ainete jaotamiseks pseudotsellulaarset vedelikku. Keerukamad rühmad on välja arendanud vereringesüsteemid: lülijalgsete ja enamiku molluskite avatud süsteemid sobivad mõõduka aktiivsusega loomadele, samas kui rõngasloomade ja peajalgsete suletud süsteemid võimaldavad kiiremat ja tõhusamat verevoolu, et toetada nende suurt keha ja kõrget aktiivsuse taset. See mitmekesisus näitab, kuidas evolutsioon on kujundanud transpordimehhanisme iga selgrootu füsioloogiliste vajaduste ja keskkonnaga sobivaks.
