无脊椎动物的呼吸器官结构与功能演化及其与循环系统演化的关联

无脊椎动物的呼吸器官结构与功能演化及其与循环系统演化的关联第1页/共24页无脊椎动物的呼吸器官结构与功能演化及其与循环系统演化的关联小组成员:解冠芳.貌达.段遇.彭飞.杨笛第2页/共24页无脊椎动物呼吸系统的演化无脊椎动物循环系统的演化呼吸与循环的关系第3页/共24页呼吸系统的演化总论☆呼吸系统动物体在新陈代谢过程中要不断消耗氧气，产生二氧化碳。机体与外界环境进行气体交换的过程称为呼吸。气体交换地有两处，一是外界与呼吸器官如肺、腮的气体交换，成肺呼吸或腮呼吸（或外呼吸）。另一处由血液和组织液与机体组织、细胞之间进行气体交换（内呼吸）第4页/共24页海绵动物和腔肠动物扁形动物和线虫动物环节动物软体动物节肢动物棘皮动物第5页/共24页海绵动物和腔肠动物海绵动物没有专门的呼吸器官，所有细胞均靠水沟系统的水流直接带来氧并带走二氧化碳。腔肠动物没有专门的呼吸器官，借体壁和溶于水中的氧进行气体交换第6页/共24页扁形动物和线虫动物扁形动物和线虫动物无呼吸系统，呼吸是靠体表借渗透作用从水中获得氧，并将二氧化碳排到水中,寄生种类为厌氧呼吸.对于这些个体较小、结构较原始、代谢的水平较低的动物而言，其扩散距离短，相对表面积大，通过扩散能满足气体的需要。

线虫

涡虫第7页/共24页环节动物环节动物的呼吸可通过体表和疣足进行，水生种类用鳃呼吸例：蚯蚓通过皮肤进行呼吸,通过分泌黏液保持皮肤长久湿润.一旦氧通过扩散作用进入皮肤,会被带至体内各部位.疣足第8页/共24页软体动物器官：软体动物的呼吸通过体壁突起的鳃和外套膜进行.

进步意义:鳃是水生动物的最有效的呼吸器官，它可以扩大呼吸表面，鳃丝中的微血管血流动和水流方向相反。这种逆向流动有利于气体交换。简介：水中生活的软体动物，都具有由外套腔内壁皮肤伸张而成的鳃，称为栉鳃。原始种类的栉鳃左右成对，位于外套腔中，每鳃具有一条由肌肉、漏斗及活瓣的协调活动，使新鲜的水不断流过鳃。陆生种类无鳃,而且以外套膜形成的肺进行呼吸鳃鳃鳃瓣鳃内腔鳃杆鳃小孔第9页/共24页节肢动物节肢动物的呼吸器官包括鳃(虾)、书鳃(鲎)、书肺(蜘蛛)、气管(昆虫)、气管鳃(幼虫)以及体表气管开口于体表的可关闭的气门，往体内不断细分，不经过循环系统直接将氧气运输到细胞的线粒体旁边，非常有效的一套呼吸系统。

书肺也叫“肺囊”，蜘蛛，蝎一类动物特有的呼吸器官。在蜘蛛腹部前方两侧，有一对或多对囊状结构，叫气室，气室中有15～20个薄片，由体壁褶皱重叠而成，像书的书页，因而叫“书肺”。当血液流过书肺时，与这里的空气进行气体交换，吸收氧气，同时排出二氧化碳、完成呼吸过程。鳃气管

书鳃足鳃书肺第10页/共24页棘皮动物棘皮动物的呼吸是通过管足和皮腮完成。例：海胆口附近有鳃，海星的管足和皮鳃有呼吸作用。海参体内的呼吸树充满水，这些水是由肛门进入排泄腔，当排泄腔收缩时将海水压入呼吸树，经管进行气体交换。

管足第11页/共24页进化趋势☆低等无脊椎动物：从原生到环节，无专门呼吸器官，常以体表通过渗透作用进行气体交换.☆高等无脊椎动物：水生种类用鳃、书鳃呼吸；陆生种类用气管、书肺呼吸。☆由体表呼吸呼吸器官的发生呼吸器官由体表体内，减少了受损伤的可能性呼吸器官结构逐渐复杂，呼吸面积逐渐增大呼吸辅助结构逐渐完善化，提高了气体交换率呼吸调节机制逐渐发展第12页/共24页循环系统的演化总述

单细胞动物直接从外界摄取生命所需的氧气、营养物质、并直接向外界排出代谢废物。

原生动物和简单多细胞动物中的细胞仍然直接与周围环境进行物质交换。随着较大型复杂动物的产生和进化，进行物质交换的细胞与外界距离增大，需要一个运载系统的帮助。循环系统就是动物运载系统，它将呼吸器官得到的氧气、消化器官获取的营养物质、内分泌腺分泌的激素等运送道身体各组织细胞，又将身体各组织细胞代谢产物运送到具有排泄功能的器官排出体外。此外，循环系统还维持机体内环境的稳定、免疫和体温的恒定。循环系统分为心血管系统和淋巴系统。

第13页/共24页海绵动物、腔肠动物和扁形动物消化管起着循环的作用海绵动物、腔肠动物和扁形动物没有专门的循环系统，通过消化循环腔起着循环的作用第14页/共24页纽形动物最早出现“循环系统”的是三胚层无体腔的纽形动物。纽形动物没有体腔，体壁内充满了实质。虽然出现了“循环系统”，但是血管实际上是实质中围有一层薄膜的空隙，没有心脏。血管中液体的流动方向不确定。可以看出纽形动物的与具有发达真实体腔动物的循环系统是完全不同的。纽虫的循环系统是“闭管式”的，通常包括背血管和两侧血管，这三条血管前后都是相连的，它们又分枝构成“微血管”网。血液只在血管内流动，除少数种类有血红素外，一般纽虫的血液是无色的，借体表与周围的水交换气体。血液流动的动力依赖于身体的运动。

第15页/共24页软体动物软体动物循环系统是开管式循环，但头足类为闭管式循环。开管式循环系统血流阻力大，循环效率低。闭管式循环系统效率高可以满足快速运动的需要心脏血管闭管式开管式前动脉后动脉心脏第16页/共24页环节动物真体腔的出现产生了血管，环节动物开始有了真正的循环系统进化意义：闭管式循环系统与开管式循环系统相比可以更有效,迅速的完成营养物质和代谢产物的输送.环节动物血液里有呼吸色素可以更有效地输送氧腹血管如蚯蚓循环系统是闭管式的，血液是按一定方向流动。蚯蚓的血管主要有三条。

①背血管位于消化管的背面正中，血流方向从后向前。

②腹血管位于消化管的腹面正中，血流方向从前向后。

③神经下血管位于腹神经索的下面，血流方向从前往后。背血管神经下血管心脏第17页/共24页节肢动物

由于节肢动物是一种混合体腔，他们的循环系统全部是“开放式”的。＊节肢动物的循环系统无论简单还是比较复杂，他们的血液与淋巴合在一起称为血淋巴，并且都有相当部分是再混合中流动。即内脏浸浴在血淋巴之中。＊大多数昆虫的循环系统不需要运输氧气，如果用开管式则血压太大，附肢折断时易大出血

蝗虫的循环第18页/共24页棘皮动物棘皮动物的循环系统比较特殊，具有各自独立的血系统和包在血系统之外的围血系统血系统包括一套与血管系统相应的管道。管道中有液体，背囊有搏动能力。围血系统是体腔的一部分，形成围绕在血系统之外的一套窦隙第19页/共24页小结低等无脊椎动物无循环系统初级循环系统开始出现随着次生体腔的形成，出现了真正的循环器官开管式循环器官：具有“心脏”和不完整的血管系统。血流阻力大，循环效率低，血压很低闭管式循环器官：具有心脏和完整的血管系统。血流速度快，循环效率高。第20页/共24页呼吸与循环对比海绵动物腔肠动物扁形动物线虫动物环节动物软体动物节肢动物棘皮动物呼吸系统无专门呼吸系统。细胞呼吸无专门呼吸系统。细胞呼吸体表厌氧体表厌氧体表疣足鳃外套膜气管书肺书腮鳃皮肤皮鳃管足循环系统水沟系统消化循环腔无循环系统无循环系统闭管式开管式血淋巴开管式血系统围血系统第21页/共24页典型例子：蚯蚓和昆虫比较蚯蚓通过皮肤进行呼吸,通过分泌黏液保持皮肤长久湿润.一旦氧通过扩散作用进入皮肤,会被带至体内各部位.同样,组织中产生的二氧化碳也必须被血液快速运输至皮肤,再通过皮肤释放到环境中去.虽然蚯蚓大部分组织都靠近皮肤而且皮肤表面积相对很大,但由于缺少附属的分配系统,所以不能保证维持代谢所需的气体交换速率.因此,蚯蚓需要循环系统参与必要的气体交换.昆虫具有气管系统.这种相对小而硬的管壮分支系统深入紧挨体内组织的囊中,使得空气能够进入昆虫体内的每一角落与空隙中,从而无须体内运输.因为空气必须扩散进入每一气管的末端,所以如果昆虫的体型太大,则这种气管系统就会失效.不管怎么说,气管系统使昆虫等节肢动物以及蜘蛛得以征服陆地环境并在此环境中成功扩展领地.由上可知，蚯蚓的循环系统需参与必要的气体交换，因而是闭管式循环：而昆虫的循环系统不需要运输氧气，是开管式循环。第22页/共24页讨论与总结无脊椎动物的循环系统结构复杂的程度往往与动物的呼吸形式、以及与呼吸器官的结构有关系。当动物的呼吸器官比较集中，比如具有发达的鳃呼吸的动物，它们的循环系统就相对复杂。同是节肢