9.Транспорт веществ в организме. Кровеносная система.

Транспорт веществ у растений.

У растений развито две основных транспортных ткани. Это ксилема, отвечающая за транспорт воды и неорганических веществ от корней к листьям, и флоэма, отвечающая за транспорт воды и продуктов фотосинтеза от листьев к тем местам, где он не проходит. И в той, и в другой ткани есть как живые, так и мертвые клетки. Ксилема состоит из четырех типов структур: трахеиды (одиночные клетки веретеновидной формы, пропитанные лигнином), сосуды (длинные трубки, образованные при слиянии ряда клеток), древесинные волокна и паренхимные клетки. Ксилема, помимо того, что является частью транспортной системы растения, еще и служит ему опорой. Делится на первичную, дифференцирующуюся из прокамбия, и вторичную, дифференцирующуюся из бокового камбия. Флоэма в стеблях обычно располагается снаружи по отношению к ксилеме, на нижней стороне листа, а в проводящих пучках корня ксилема и флоэма чередуются. Флоэма делится на первичную, дифференцирующуюся из прокамбия, и вторичную – из камбия. Клеточный состав и первичной, и вторичной флоэмы одинаков: ситовидные элементы (ситовидные клетки, трубки и клетки-спутницы, обеспечивают основной транспорт), склеренхимные элементы (склереиды и волокна, обеспечивают опору) и паренхимные клетки (обеспечивают ближний радиальный транспорт).

В отличие от ксилемы, где перемещение содержимого происходит в одном направлении — вверх от корней к листьям, флоэмный транспорт происходит от органов-доноров, в которых происходит фотосинтез к акцепторам — органам или областям, в которых продукты фотосинтеза потребляются или запасаются. Интенсивное потребление ассимилятов происходит в корнях, верхушках побегов, формирующихся листьях, репродуктивных органах; у многих видов растений есть специальные органы запасания — луковицы, клубни и корневища, выступающие в качестве акцепторов.

Эксперименты с радиоактивными метками (14C) показали, что транспорт от донора — например, подкормленного меткой листа — происходит к ближайшим акцепторам, то есть нижние листья обеспечивают углеводами корни, листья побега, расположенные рядом с плодами — плоды и т. п. Следует отметить, что флоэмный транспорт является двусторонним: так, органы запасания могут в зависимости от фазы вегетации выступать как в качестве акцептора — при накоплении крахмала, синтезирующегося из углеводов, поставляемых листьями в конце вегетационного периода — так и в качестве донора при расщеплении запасённого крахмала на углеводы, идущие на построение молодых листьев в начале периода вегетации.

Транспорт веществ у животных.

Почти у всех животных имеется специальная система для транспорта и распределения веществ в организме. Исключение составляют кишечнополостные и плоские и круглые черви. Внутри тела этих организмов вещества проходят настолько незначительные расстояния, что вполне могут перемещаться путем диффузии. У планарии, например, кишечник сильно разветвлен, и его ветви отходят ко всем участкам тела, что сокращает путь питательных веществ к клеткам. С увеличением размеров тела и сложности строения возрастает и количество поступающих в организм веществ. Расстояния, которые приходится проходить веществам, также увеличиваются, и для их распределения уже недостаточно простой диффузии. В связи с этим в процессе эволюции у животных сформировалась кровеносная система — система сосудов, по которым циркулирует жидкость (кровь, гемолимфа). Кровеносная система служит для транспорта не только питательных веществ, но и газов, участвующих в процессе дыхания, продуктов распада, гормонов, антител и солей. Кроме того, у теплокровных животных (птиц, млекопитающих) с током крови переносится и равномерно распределяется в организме тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела и предупреждает перегрев глубоко расположенных органов.

Основные элементы кровеносной системы. У животных разных групп развились разные по организации типы кровеносной системы. Однако в них можно выделить основные элементы, выполняющие у всех животных сходные функции.

1. Главный сократимый орган, служащий для проталкивания крови в системе кровообращения организма. В большинстве случаев таким органом является сердце.

2. Артериальная система, отвечающая за распределение и доставку крови от сердца ко всем органам и тканям и играющая таким образом роль напорного резервуара.

3. Капилляры, благодаря которым происходит перенос веществ между кровью и клетками различных тканей организма.

4. Венозная система, представляющая собой резервуар для крови и обеспечивающая ее возврат к сердцу.

У всех животных однонаправленный ток крови (из сердца в артерии, затем в капилляры, вены и вновь в сердце) обеспечивается благодаря наличию клапанов, а просвет сосудов регулируется работой гладких мышц стенок сосудов, что дает возможность управлять количеством крови, протекающей по тому или иному сосудистому руслу, и тем самым перераспределять кровоток в организме.

Типы кровеносных систем. У животных встречается два типа кровеносной системы — замкнутый и открытый (незамкнутый).

При замкнутой кровеносной системе кровь циркулирует в замкнутой полости, в пределах которой она разносится от сердца по проводящим сосудам к органам и тканям и затем, не выходя из этой полости, возвращается к сердцу. Такая система свойственна кольчатым червям, хордовым и некоторым другим группам животных. У круглоротых и рыб (кроме двоякодышащих) имеется один круг кровообращения. У двоякодышащих рыб (большинство вымерло, современные представлены шестью реликтовыми видами) и наземных позвоночных два круга кровообращения.

У многих беспозвоночных (моллюски, членистоногие) кровеносная система незамкнутая. В этом случае гемолимфа выбрасывается сердцем через артерию в полость тела и, не поступая в капилляры, непосредственно омывает ткани. Вены, по которым кровь возвращалась бы в сердце, отсутствуют, поэтому из полости тела кровь поступает непосредственно в сердце, проходя через клапаны, открывающиеся в момент его расслабления.

Важнейшими особенностями незамкнутой системы кровообращения являются обычно невысокое давление крови, трудности регулирования ее распределения и медленное возвращение крови к сердцу. В этом отношении замкнутая система кровообращения более динамична.

У большинства животных и человека все вещества, получаемые или выделяемые их клетками, транспортируются с участием крови, в том числе с ее помощью происходит газообмен. Однако у некоторых групп (например, у Насекомых) гемолимфа не выполняет роли газообмена, оставляя это функцию разветвленной системе трахей. У одних животных кровь движется в системе замкнутых сосудов (замкнутая кровеносная система), у других - по полостям тела и частично по сосудам (незамкнутая кровеносная система).