अपृष्ठवंशी प्राण्यांमधील परिवहन प्रणाली

अपृष्ठवंशी प्राण्यांमधील परिवहन प्रणाली

परिवहन संस्था ही एक अशी यंत्रणा आहे, जी सजीवांद्वारे ऑक्सिजन, कार्बन डायऑक्साइड, पोषक द्रव्ये, संप्रेरके आणि चयापचयातील टाकाऊ पदार्थ यांसारखे आवश्यक पदार्थ शरीराच्या एका भागातून दुसऱ्या भागात वाहून नेण्यासाठी वापरली जाते. अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये (पाठीचा कणा नसलेल्या प्राण्यांमध्ये), परिवहन संस्थांमध्ये मोठी विविधता आढळते; यामध्ये विशिष्ट अवयव नसलेल्या अगदी साध्या प्रणालींपासून ते हृदय आणि रक्तवाहिन्या असलेल्या जटिल रक्ताभिसरण प्रणालींपर्यंतचा समावेश होतो. हे फरक प्रामुख्याने शरीराचा आकार, क्रियाशीलतेची पातळी, अधिवास आणि अवयव व उतींची जटिलता यांवर अवलंबून असतात.

१. अपृष्ठवंशी प्राण्यांमधील वहनाची मूलभूत तत्त्वे

लहान किंवा बारीक शरीराच्या प्राण्यांमध्ये, वहन केवळ विसरण आणि परासरणाद्वारे होऊ शकते. विसरण म्हणजे रेणूंची जास्त घनतेकडून कमी घनतेकडे होणारी हालचाल, तर परासरण म्हणजे अर्धपारगम्य पटलातून पाण्याची होणारी हालचाल. पेशी एकमेकांच्या जवळ असल्यामुळे आणि शरीराच्या आकारमानाच्या तुलनेत शरीराचा पृष्ठभाग तुलनेने मोठा असल्यामुळे, रक्ताभिसरण संस्थेची गरज न भासता वायू आणि द्राव्य पदार्थांची देवाणघेवाण होऊ शकते.

तथापि, शरीराचा आकार वाढल्याने आणि ऊती जाड झाल्याने, केवळ विसरण अपुरे पडते. म्हणूनच अनेक अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये पदार्थांचे वितरण आणि चयापचयातील टाकाऊ पदार्थांचे निष्कासन जलद करण्यासाठी खुली किंवा बंद रक्ताभिसरण संस्था असते.

२. विशेष रक्ताभिसरण संस्था नसलेले अपृष्ठवंशी प्राणी

अ. पोरीफेरा (स्पॉन्जेस)
स्पंजांमध्ये खऱ्या उती नसतात, परिवहन अवयव तर दूरच राहिले. त्यांच्या शरीरातून होणाऱ्या पाण्याच्या प्रवाहाद्वारे पदार्थांची देवाणघेवाण होते. पाणी लहान छिद्रांमधून (ऑस्टिया) आत शिरते, एका अंतर्गत पोकळीत जाते आणि नंतर ऑस्क्युलममधून बाहेर पडते. कोएनोसाइट्ससारख्या विशेष पेशी पाणी वाहून नेण्यास आणि अन्नाचे कण पकडण्यास मदत करतात. ऑक्सिजन पाण्यातून पेशींमध्ये पसरतो, तर कार्बन डायऑक्साइड आणि चयापचयातील टाकाऊ पदार्थ बाहेर पसरतात.

ब. निडारिया (जेलीफिश, हायड्रा, सी ॲनिमोन)
निडेरियन्समध्ये एक गॅस्ट्रोव्हॅस्क्युलर पोकळी असते जी दुहेरी कार्य करते: पचनाचे ठिकाण आणि पोषक तत्वांच्या वितरणाचे साधन. कारण त्यात फक्त दोन प्राथमिक ऊतींचे थर (डिप्लोब्लास्टिक) असतात, त्यामुळे विसरणाचे अंतर कमी राहते. जेलीफिशमध्ये, शरीराची हालचाल आणि पोकळीतील द्रवाचा प्रवाह पोषक तत्वांचे अधिक समान वितरण करण्यास मदत करतात.

c. प्लॅटीहेल्मिंथेस (चपटे कृमी)
चपटे कृमी देखील विसरणावर अवलंबून असतात आणि त्यांच्यामध्ये फांद्यांसारखी जठर-रक्तवाहिनी पोकळी असते, ज्यामुळे पोषक तत्वे शरीराच्या अधिक भागांपर्यंत पोहोचू शकतात. त्यांच्यामध्ये विशेष रक्ताभिसरण किंवा श्वसन प्रणाली नसते. त्यांच्या शरीराचा चपटा आकार हा शरीराच्या पृष्ठभागावरून पदार्थांच्या कार्यक्षम देवाणघेवाणीसाठी एक महत्त्वपूर्ण अनुकूलन आहे.

३. शरीरातील द्रवांवर आधारित परिवहन प्रणाली: स्यूडोकोएलम आणि कोएलम

काही अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये, देहगुहेतील द्रव पदार्थ वहनामध्ये भूमिका बजावतो.

अ. नेमाटोड (गोलकृमी)
नेमाटोडमध्ये द्रवाने भरलेली एक छद्मदेहगुहा (खोटी शारीरिक पोकळी) असते. खऱ्या रक्तवाहिन्या नसतानाही, हा द्रव पोषक तत्वे आणि चयापचयातील टाकाऊ पदार्थ फिरवण्यास मदत करतो. वहनाच्या कार्याव्यतिरिक्त, छद्मदेहगुहा हालचालीसाठी शरीराचा दाब (जलस्थितिक सांगाडा) टिकवून ठेवण्यासही मदत करते.

ब. ॲनेलिडा (गोलकृमी) – अधिक जटिल प्रणालींचा परिचय
अ‍ॅनेलिड्समध्ये खरी देहगुहा आणि अधिक विकसित अवयव प्रणाली असते. या गटामध्ये, वहन केवळ देहगुहेतील द्रवावरच नव्हे, तर अधिक संघटित रक्ताभिसरण प्रणालीवरही अवलंबून असते (ज्याची चर्चा 'बंद प्रणाली' या विभागात पुढे केली आहे).

४. खुली रक्ताभिसरण संस्था

खुली रक्ताभिसरण संस्था अनेक अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये, विशेषतः संधिपाद प्राण्यांमध्ये (कीटक, कोळी आणि कोळंबी) आणि बहुतेक मृदुकाय प्राण्यांमध्ये (स्क्विड आणि ऑक्टोपससारखे शीर्षपाद प्राणी वगळता) आढळते. खुल्या संस्थेमध्ये, हिमोलिम्फ नावाचा द्रव नेहमीच रक्तवाहिन्यांमध्ये बंदिस्त नसतो. हृदय हिमोलिम्फला शरीर पोकळीत (हिमोसील) पंप करते, जिथे तो छिद्रांमधून (ऑस्टिया) हृदयात परत येण्यापूर्वी थेट अवयवांना भिजवतो.

खुल्या प्रणालींची मुख्य वैशिष्ट्ये:
१. बंद प्रणालींच्या तुलनेत कमी दाब आणि तुलनेने मंद प्रवाह.
२. मध्यम क्रियाशीलता असलेल्या आणि ऑक्सिजनची कमी गरज असलेल्या प्राण्यांसाठी कार्यक्षम.
३. वाहिन्यांची रचना बंद प्रणालीइतकी गुंतागुंतीची नसते त्यामुळे त्यांच्या निर्मितीचा "जैविक खर्च" कमी असतो.

संधिपाद प्राण्यांमधील उदाहरणे:
कीटकांमध्ये, खुली प्रणाली असूनही, ऑक्सिजनचे वहन प्रामुख्याने हिमोलिम्फवर अवलंबून नसते. कीटक श्वासनलिका प्रणालीचा वापर करतात, जी नलिकांचे एक जाळे असून ती थेट ऊतींपर्यंत हवा पोहोचवते. त्यामुळे, हिमोलिम्फ ऑक्सिजनऐवजी प्रामुख्याने पोषक द्रव्ये, संप्रेरके आणि चयापचयातील टाकाऊ पदार्थ वाहून नेते.

कवचधारी प्राण्यांमध्ये (उदा. कोळंबी), ऑक्सिजनच्या वहनात हिमोलिम्फची भूमिका अधिक महत्त्वाची असते, कारण ते कल्ल्यांद्वारे श्वास घेतात. हिमोसायनिनसारखी (तांबेयुक्त) श्वसन रंगद्रव्ये अनेकदा आढळतात आणि ऑक्सिजन मुबलक असताना हिमोलिम्फला निळसर रंग देतात.

मृदुकाय प्राण्यांमधील उदाहरणे:
गोगलगाय आणि शिंपल्यांसारख्या बहुतेक मृदुकाय प्राण्यांमध्ये खुली प्रणाली असते. हृदय हेमोलिम्फ लहान वाहिन्या आणि सायनसमध्ये पंप करते, आणि नंतर ते परत हृदयात आणते. ही प्रणाली सरपटणे किंवा एका जागी बसून राहणे यांसारख्या तुलनेने मंद गतीच्या जीवनशैलीसाठी पुरेशी आहे.

५. बंद रक्ताभिसरण संस्था

बंद रक्ताभिसरण संस्था वलयी (उदा. गांडूळ) आणि शीर्षपाद (स्क्विड आणि ऑक्टोपस) प्राण्यांमध्ये आढळतात. बंद संस्थेमध्ये, रक्त नेहमी रक्तवाहिन्यांच्या आतच वाहते, ज्यामुळे पदार्थांचे वितरण अधिक जलद आणि अधिक अचूकपणे नियंत्रित होते.

अ. ॲनेलिडा (गांडूळ)
गांडुळांच्या प्रत्येक खंडात पृष्ठीय आणि अधर रक्तवाहिन्या एका वलय-रक्तवाहिनीने जोडलेल्या असतात. महाधमनी कमान (aortic arches) नावाच्या हृदयासारख्या रचना रक्त पंप करतात. रक्त ऑक्सिजन आणि कार्बन डायऑक्साइड वाहून नेते, जरी गांडुळांना फुफ्फुसे नसतात; वायूंची देवाणघेवाण ओलसर त्वचेद्वारे होते. वलयी प्राण्यांमधील बंद प्रणालीच्या फायद्यांमध्ये मोठ्या शरीरांना आधार देण्याची क्षमता आणि ऊर्जा-खर्चिक बिळ खोदण्याच्या क्रियांचा समावेश होतो.

ब. सेफॅलोपॉड्स (स्क्विड आणि ऑक्टोपस)
सेफॅलोपॉड्स हे सर्वात प्रगत रक्ताभिसरण संस्था असलेले अपृष्ठवंशी प्राणी आहेत. त्यांना तीन हृदये असतात: दोन ब्रँकियल हृदये (कल्ल्यांजवळ) जी कल्ल्यांना रक्त पुरवतात, आणि एक सिस्टेमिक हृदय जे संपूर्ण शरीरात रक्त पंप करते. सेफॅलोपॉड्स अत्यंत सक्रिय असतात, वेगाने पोहतात आणि शिकार करतात, त्यामुळे त्यांना भरपूर ऑक्सिजन पुरवठ्याची आवश्यकता असते. उच्च दाबाखालील बंद प्रणालीमुळे, ऑक्सिजन आणि पोषक तत्वांचा पुरवठा अत्यंत कार्यक्षम असतो.

६. श्वसन रंगद्रव्ये आणि वहनातील त्यांची भूमिका

सर्वच अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये श्वसन रंगद्रव्ये नसतात, परंतु अनेक गटांमध्ये रक्त किंवा हिमोलिम्फची ऑक्सिजन बांधून ठेवण्याची क्षमता वाढवण्यासाठी ही रंगद्रव्ये महत्त्वाची असतात.

– हिमोग्लोबिन: काही वलयी आणि काही मृदुकाय प्राण्यांमध्ये सामान्यपणे आढळते; यात लोह असते आणि ऑक्सिजनच्या संपर्कात आल्यावर ते लाल रंगाचे असते.
– हेमोसायनिन: संधिपाद प्राणी आणि मृदुकाय प्राण्यांमध्ये मुबलक प्रमाणात आढळते; यात तांबे असते आणि ऑक्सिजनच्या संपर्कात आल्यावर ते निळे दिसते.
– हेमेरिथ्रिन (कमी आढळणारे): काही सागरी अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये आढळते, याचा रंग लालसर जांभळा असतो.

श्वसन रंगद्रव्यांमुळे प्राण्यांना कमी ऑक्सिजन असलेल्या परिस्थितीत जगता येते, ते अधिक सक्रिय राहू शकतात किंवा त्यांचा शरीर आकार मोठा होऊ शकतो.

७. उत्सर्जन संस्थेशी संबंध

चयापचयातील टाकाऊ पदार्थांचे उत्सर्जन आणि वहन अविभाज्य आहेत. अनेक अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये वेगवेगळी उत्सर्जन इंद्रिये असतात:
चपट्या कृमींमधील प्रोटोनेफ्रिडिया,
वलयांकित प्राण्यांमधील मेटानेफ्रिडिया,
कीटकांमधील माल्पीघियन नलिका,
– मृदुकाय प्राण्यांमधील साधे मूत्रपिंड.

परिवहन संस्था चयापचयातील टाकाऊ पदार्थ उत्सर्जन अवयवांपर्यंत वाहून नेण्यास मदत करते, तर उत्सर्जित पदार्थ शेवटी शरीराच्या पृष्ठभागाद्वारे किंवा विशेष वाहिन्यांमधून बाहेर टाकले जातात.

२.७. केसिम्पुलन

अपृष्ठवंशी प्राण्यांच्या परिवहन प्रणालींमध्ये अनुकूलनांची एक विस्तृत श्रेणी दिसून येते. स्पंज, निडेरियन आणि चपटे कृमी यांसारखे साधे प्राणी त्यांच्या लहान किंवा पातळ शरीरांमुळे विसरण आणि जठर-रक्तवाहिन्यांच्या पोकळ्यांवर अवलंबून असतात. नेमाटोड्स पदार्थांच्या वितरणात मदत करण्यासाठी छद्मदेहगुहा द्रवाचा उपयोग करतात. अधिक जटिल गटांनी रक्ताभिसरण प्रणाली विकसित केली आहे: संधिपाद प्राणी आणि बहुतेक मृदुकाय प्राण्यांची खुली रक्ताभिसरण प्रणाली मध्यम क्रियाशीलता असलेल्या प्राण्यांसाठी अनुकूल आहे, तर वलयी आणि शीर्षपाद प्राण्यांची बंद रक्ताभिसरण प्रणाली त्यांच्या मोठ्या शरीर आकाराला आणि उच्च क्रियाशीलतेला आधार देण्यासाठी जलद आणि अधिक कार्यक्षम रक्तप्रवाहास अनुमती देते. ही विविधता दर्शवते की उत्क्रांतीने प्रत्येक अपृष्ठवंशी प्राण्याच्या शारीरिक गरजा आणि पर्यावरणाला अनुरूप परिवहन यंत्रणा कशा घडवल्या आहेत.