Транспортни систем код бескичмењака
Транспортни систем је механизам који користе живи организми за премештање есенцијалних супстанци — као што су кисеоник, угљен-диоксид, хранљиве материје, хормони и метаболички отпад — из једног дела тела у други. Код бескичмењака (животиња без кичме), транспортни системи се значајно разликују, од веома једноставних система без специјализованих органа до сложених циркулаторних система са срцем и крвним судовима. На ове разлике првенствено утичу величина тела, ниво активности, станиште и сложеност органа и ткива.
1. Основни принципи транспорта код бескичмењака
Код малих или танких животиња, транспорт се може одвијати искључиво путем дифузије и осмозе. Дифузија је кретање молекула од високе до ниске концентрације, док је осмоза кретање воде кроз полупропусну мембрану. Пошто су ћелије близу једна другој, а површина тела је релативно велика у поређењу са запремином тела, размена гасова и растворених материја може се одвијати без потребе за циркулаторним системом.
Међутим, како се величина тела повећава и ткива постају дебља, сама дифузија постаје недовољна. Због тога многи бескичмењаци имају циркулаторне системе, отворене или затворене, како би убрзали дистрибуцију супстанци и уклањање метаболичког отпада.
2. Бескичмењаци без посебног циркулаторног система
а. Porifera (сунђери)
Сунђери немају право ткиво, а камоли транспорт органа. Размена супстанци се одвија кроз проток воде кроз њихова тела. Вода улази кроз ситне поре (остије), креће се у унутрашњу шупљину, а затим излази кроз оскулум. Специјализоване ћелије попут хоаноцита помажу у кретању воде и хватању честица хране. Кисеоник дифундује из воде у ћелије, док угљен-диоксид и метаболички отпад дифундирају напоље.
б. Cnidaria (медуза, хидра, морска анемона)
Книдари имају гастроваскуларну шупљину која служи двострукој функцији: као место за варење и средство за дистрибуцију хранљивих материја. Пошто има само два примарна слоја ткива (диплобластна), дифузиона удаљеност остаје кратка. Код медуза, кретање тела и проток течности унутар шупљине помажу у равномернијој расподели хранљивих материја.
ц. Платихелминти (равни црви)
Пљоснати црви се такође ослањају на дифузију и имају разгранату гастроваскуларну шупљину, што омогућава хранљивим материјама да доспеју до већег броја делова тела. Немају специјализован циркулаторни или респираторни систем. Њихов спљоштени облик тела је кључна адаптација за ефикасну размену супстанци по површини тела.
3. Системи транспорта засновани на телесним течностима: псеудоцелом и целом
Код неких бескичмењака, течност у телесној шупљини игра улогу у транспорту.
а. Нематоде (ваљкасти црви)
Нематоде имају псеудоцелом (лажну телесну шупљину) испуњену течношћу. Ова течност помаже у циркулацији хранљивих материја и метаболичких отпадака, упркос недостатку правих крвних судова. Поред транспортне функције, псеудоцелом такође помаже у одржавању телесног притиска (хидростатски скелет) за кретање.
б. Annelida (ваљкасти црви) – увод у сложеније системе
Анелиди имају прави целом и развијенији систем органа. У овој групи, транспорт се не ослања само на целомску течност већ и на организованији циркулаторни систем (о чему ће бити више речи у одељку о затвореном систему).
4. Отворени циркулаторни систем
Отворени циркулаторни систем се налази код многих бескичмењака, посебно зглавкара (инсекти, пауци и шкампи) и већине мекушаца (осим главоножаца као што су лигње и хоботнице). У отвореном систему, течност која се назива хемолимфа није увек садржана унутар крвних судова. Срце пумпа хемолимфу у телесну шупљину (хемоцел), где она директно испира органе пре него што се врати у срце кроз отворе (остије).
Главне карактеристике отворених система:
1. Низак притисак и релативно спор проток у поређењу са затвореним системима.
2. Ефикасан за животиње са умереном активношћу, са мање екстремним потребама за кисеоником.
3. Структура крвних судова није толико сложена као код затвореног система, тако да је „биолошки трошак“ њиховог формирања нижи.
Примери код чланконошца:
Код инсеката, упркос отвореном систему, транспорт кисеоника не зависи првенствено од хемолимфе. Инсекти користе трахеални систем, мрежу цеви које директно транспортују ваздух до ткива. Стога, хемолимфа претежно транспортује хранљиве материје, хормоне и метаболички отпад, а не кисеоник.
Код ракова (нпр. шкампа), хемолимфа игра већу улогу у транспорту кисеоника јер дишу кроз шкрге. Респираторни пигменти као што је хемоцијанин (који садржи бакар) се често налазе и дају хемолимфи плавичасту боју када је богата кисеоником.
Примери код мекушаца:
Већина мекушаца, као што су пужеви и шкољке, има отворени систем. Срце пумпа хемолимфу у кратке крвне судове и синусе, а затим назад у срце. Овај систем је довољан за релативно спор начин живота, као што је пузање или седентарно кретање.
5. Затворени циркулаторни систем
Затворени циркулаторни системи се налазе код анелида (нпр. глиста) и главоножаца (лигњи и хоботница). У затвореном систему, крв увек тече унутар крвних судова, што омогућава бржу и прецизније регулисану дистрибуцију супстанци.
а. Annelida (кишне глисте)
Кишне глисте имају дорзалне и вентралне крвне судове повезане прстенастим крвним судом у сваком сегменту. Структуре сличне срцу, које се називају аортни лукови, пумпају крв. Крв преноси кисеоник и угљен-диоксид, иако кишне глисте немају плућа; размена гасова се одвија кроз влажну кожу. Предности затвореног система код анелида укључују способност да подрже већа тела и енергетски интензивне активности копања.
б. Главоножци (лигње и хоботнице)
Главоножци су бескичмењаци са најразвијенијим циркулаторним системом. Имају три срца: два бранхијална срца (близу шкрга) која пумпају крв до шкрга и једно системско срце које пумпа крв по целом телу. Главоножци су веома активни, брзо пливају и лове, што захтева велику количину кисеоника. Са затвореним системом под вишим притиском, испорука кисеоника и хранљивих материја је веома ефикасна.
6. Респираторни пигменти и њихова улога у транспорту
Нису сви бескичмењаци поседују респираторне пигменте, али у многим групама ови пигменти су важни за повећање способности крви или хемолимфе да везују кисеоник.
– Хемоглобин: чест код одређених анелида и неких мекушаца; садржи гвожђе и црвен је када је оксигениран.
– Хемоцијанин: налази се у изобиљу код зглавкара и мекушаца; садржи бакар и појављује се плаво када је оксигениран.
– Хемеритрин (ређе уобичајен): налази се код одређених морских бескичмењака, црвенкасто-љубичасте боје.
Респираторни пигменти омогућавају животињама да живе у условима са ниским садржајем кисеоника, да буду активније или да имају већу телесну величину.
7. Однос са екскреторним системом
Транспорт је неодвојив од излучивања метаболичког отпада. Многи бескичмењаци имају различите органе за излучивање:
– Протонефридије код равних црва,
– Метанефридије код анелида,
– Малпигијеве тубуле код инсеката,
– Једноставни бубрези код мекушаца.
Транспортни систем помаже у преносу метаболичког отпада до органа за излучивање, док се производи излучивања на крају излучују кроз површину тела или посебне канале.
8. Кесимпулан
Транспортни системи бескичмењака показују широк спектар адаптација. Једноставне животиње попут сунђера, книдара и равних црва ослањају се на дифузију и гастроваскуларне шупљине због својих малих или танких тела. Нематоде користе псеудоцеломску течност како би помогле у дистрибуцији супстанци. Сложеније групе су развиле циркулаторне системе: отворени системи зглавка и већине мекушаца су погодни за животиње са умереном активношћу, док затворени системи анелида и главоножаца омогућавају бржи и ефикаснији проток крви како би се подржала њихова велика величина тела и висок ниво активности. Ова разноликост показује како је еволуција обликовала транспортне механизме како би одговарали физиолошким потребама и окружењу сваког бескичмењака.
