Kapittel 9: Organsystemer hos ulike dyregrupper
Det er stor variasjon i bygning og funksjonene til organsystemene til ulike dyregrupper, di er tilpasset omgivelse og størrelse og andre levevilkår. Flercellete dyr er de som har utviklet seg fra encellete kolonidannende dyr, hos encellete dyrene står dyrets cellemembran i direkte kontakt med omgivelsene og gassutveksling, sirkulasjon og utskilling foregår i hele cellen. Mens flercellete dyr har egne organer som samarbeider om disse oppgavene.
9.1 Dyr i protistriket og dyreriket.
Prokaryote organismer oppstod i havet for mer enn 3,5 milliarder år siden.
Etter prokaryote organismene kom protistene. Protistene består av encellete dyr. De første dyrelignende organismer var encellede protister i havet. De første flercellete dyr utviklet i fra encellete dyr som dannet kolonier. Etter hvert som de flercellete dyrene ble større utviklet di egne organer for sirkulasjon, gassutveksling og utskilling, som er tilpasset miljøet og størrelse. De dyrene som oppstod først hadde ikke noen virvel, en ryggrad.
Tidligere var alle dyr plassert i dyreriket, men nå er encellete dyrelignende organismer plassert i protistriket.
9.2 Sirkulasjonssystemet
Funksjonene til sirkulasjonssystemet er å bringe næring og oksygen til cellene og frakte vekk karbondioksid og andre avfallsstoffer fra cellene. Encellete eller få cellete dyr som amøber har ikke behov for eget system som sørger sirkulasjon, disse lever i vann og hver celle står i nær kontakt med omgivelsene. All transport inn og ut foregår passiv eller aktiv.
Hos større dyr må det være noe som kan frakte stoffer rundt i kroppen, og dermed har de et sirkulasjonssystem som sørger for det. De fleste sirkulasjonssystemer består av blod, blodårer og hjertet. Forskjellig hvordan de fungerer, men et par felles trekk som aerob celleånding, forbrenning av næringsstoffer i kroppen, krever oksygen. Blodårene er derfor knyttet sammen med di organene som sørger for gassutveksling. Derfor og er blodårene nærme fordøyelsessystemet, som tar opp næring, og ekskresjonsystemet for utskilling av avfall.
Encellete og fåcellete organismer har direkte transport inn i og ut av hver celle, mens større dyr har et eget organsystem for sirkulasjon.
Dyr uten sirkulasjonssystem
Encellet protist som Amøbe har ikke eget transportsystem, sirkulasjonssystemet. Transport foregår direkte gjennom cellemembranen, den kan være passiv eller aktiv, diffusjon. Opptak av næring hos amøben skjer ved aktiv endocytose. Membranen tar rundt en næringspartikkel og danner en næringsvakuole som tas med inn i cytoplasmaet. Enzymer fra cytoplasmaet går inn i vakuolen og fordøyer maten. Utskilling av maten skjer ved eksocytose, og da blir den selvfølgelig tømt ut gjennom cellemembranen.
Maneter er eksempel på en fåcellete dyr. Over hele overflaten foregår transport, ved diffusjon inn og ut, inni maneten er det ikke celler men gelelag. Inni hulrommet på undersiden av maneten foregår nedbryting av næring, der er det celler som skiller ut enzymer som sørger for fordøyelsen, og dermed kan maneten fordøye større dyr som fisker, for å ta opp næringen.
Dyr med sirkulasjonssystem
Større dyr har sirkulasjonssystem som består av blod, blodårer og hjertet. Finnes åpent eller lukket. Hos dyr med åpent sirkulasjonssystem pumpes blod ut fra hjertet, gjennom en arterie og flyter fritt sammen med vevsvæsken mellom cellene. Fra vevet blir blodet samlet i nye blodårer og transportert tilbake til hjerte. Et åpent sirkulasjonssystem krever at blod kan presses tilbake gjennom venene og til hjertet, dette skjer ved hjelp av muskler i kroppen.
Hos dyr med lukket sirkulasjonssystem, går blodet i blodårer i hele kroppen og flyter ikke fritt. Blodet pumpes ut fra hjertet via arterier, så forgreiner seg til kapillæråre og samles i venene før det går tilbake til hjertet igjen. Disse dyrene behøver ikke å bevege musklene konstant som i et åpent system. Fordelen med lukket er at blod kan sendes mer til det ene organet, etter behov, akkurat når det trengs. Lukket sirkulasjonssystem kan igjen deles i 2 kategorier. Enkel eller dobbelt.
Et enkelt vil si at blodet passerer hjertet en gang på sin tur rundt, og passerer både gassutvekslingsorganet og kroppen. I dobbel sirkulasjonssystem, passerer blodet hjertet to ganger. Blodet tar først en runde gjennom gassutvekslingsorganet, tar med seg oksygen og skiller ut karbondioksid, også neste runde gjennom kroppen, med transport til cellene og karbondioksid som avfall fra di. ( Passerer tarmene, for å ta opp næring, og nyrene for å skille ut avfall).
Krypdyr som hoggorm har 3 ½ hjertekammer. Di har 2 forkammer, og hjertekammer med en vegg som nesten deler hjertekammeret i venstre og høyre del. Blodet fra kroppen og blodet fra lungene holdes delvis adskilt fra hverandre. Utviklingsmessig sier vi at dette er et mellomstadium mellom amfibiene og pattedyr.
9.3 Gassutvekslingssystemet
Gassutveksling er opptak av oksygen i organismen og utskilling av karbondioksid. Dyr trenger oksygen til den aerobe celleåndingen, (skillet ur c02 som avfallsstoff av celleånding) Gassutveksling skjer med diffusjon hos både encellete dyr og større dyr. Større dyr som er likevarme som fugler og pattedyr, er likevarme og trenger mye oksygen, og har derfor avansert eget gassutveklsingsorgan, hos fugler og pattedyr er det Lunger, hos protister er det cellemembran, fisk har gjeller, og insekter har trakeer.
Gassutveksling gjennom cellemembranen
Alle encellete eller enkle flercellete organismer må leve i vann eller i et fuktig miljø, ellers vil de tørke i luft. Disse dyrene har direkte gassutveksling med omgivelsene gjennom cellemembranen. Inni cellen foregår den aerobe celleåndingen der oksygen blir brukt opp og karbondioksid produsert. Siden konsentrasjonen av Oksygen er høyere utenfor i vannet, går oksygen inn i cellen ved diffusjon, passiv transport. Inni cellen så er det mer karbondioksid etter celleåndingen enn ute, så derfor pga. konsentrasjon forskjellene vil karbondioksid ved diffusjon gå ut av cellen til vannet.
Insekter har trakeer
Gassutvekslingsorganet til insektene er trakeer. Trakeer er indre forgreinet kanaler som ender i luft sekker. Luft sekker er plassert nær organer som trenger mye oksygen. Trakeene er innvendig dekket av tynn, fuktig hud. Trakee åpningene har en spalte som kan åpnes og lukkes. Når spalten står åpen kommer luft inn. Musklene i kroppen trekker seg sammen og presser luft ut av trakeene. Transport av gass sikres til alle cellene i kroppen, i og med at trakeene forgreiner seg til akke kroppscellene og dermed blod er ikke viktig for transport av oksygen og karbondioksid.
Fisker har gjeller
Gassutveksling organet til fisk er gjeller. Gjeller er utposninger av TYNN HUD. Alle dyr med gjeller må leve i vann, i luft vil gjellen tørke ut, fordi det ytterste hud laget i gjellene, epidermis er ikke beskyttet av fettstoffer. O2 opptaket og C02 utskilling vil ta slutt vis epidermis laget tørker ut. Gjellene er bare dekt av et cellelag som skiller dyrets blodårer i fra omgivelsene. Avstanden er så liten at gassutveksling kan skje ved diffusjon. Gjellen er beskyttet og ligger under gjellelokk av brusk. Gjeller hos fisken er utbukninger fra innsiden av svelget. Gjellene e videre forgreinet i gjelleblad, dette gir stor overflate. Innenfor epidermislaget er det mange kapillæråre, blodet i disse årene går motsatt vei som vannstrømmen. Blod med lite oksygen møter vann med mye oksygen og blod med mye karbondioksid møter vann med lite karbondioksid, denne konsentrasjonsforskjellen fører til diffusjon. På grunn av at blodet i kapillærårene går motsatt vei, vil mer oksygen blitt tatt opp. Dette kalles motstrømprinsippet.
Dyr med Lunger
Amfibier
Lunger er utposninger som ligger inne i brysthulen. Utveksling av gass er veldig avhengig av en stor og fuktig overflate. Jo mer gass som skal utveksles jo større overflate skal lungen ha. Amfibier som er vekselvarme har to enkle lunger, uten forgreininger. Inntil veggene i sekkene ligger blodårer som tar opp oksygen og kvitter CO2. Men de lever i fuktige omgivelser og får tatt opp nok oksygen gjennom huden, selv om overflaten av lungene er ikke så stor.
Fugler
Består av to forgreinet lunger + flere lungesekker, for både ny og gammel luft. Lungesekkene inneholder enten Oksygenrik luft som er på vei inn i kroppen, eller oksygenfattig luft som skal ut av kroppen. Dette gir effektiv opptak av oksygen i og med at di ikke blandes.
”Gjennom evolusjonen har lunger hos forskjellige arter utviklet seg fra enkle sekker til forgreinete lunger med mange lungeblærer” Fugler, Pattedyr og Amfibier har deler av fosterstadiet der hele stadiet er i vandig området, eller en del av stadiet i vandig område. Da har disse dyrene gjelle liknende utposninger. Hos fugler og pattedyr fungerer ikke disse, de er bare rester fra evolusjonen.
9.4 Utskilling – ekskresjon og osmoregulering
Nedbrytning av næring fører til at det dannes avfallsstoffer som må fjernes fra kroppen. Nedbrytning av Proteiner gir nitrogenholdig avfall, som er giftig vis det blir liggende i kroppen, derfor må kroppen skille det ut. Hos store dyr blir dette skilt ut gjennom ekskresjonsorganer. Dyr som lever i hav skiller ut ekskresjonsprodukter gjennom hud og gjeller. Ammoniakk er nitrogenforbindelse dyr som lever i hav skiller ut, dette blir fortynnet i vannet og dermed blir ufarlig. Hos dyr på land blir nitrogen forbindelsen brutt ned til mindre farlige stoffer. Ekskresjonsorganene er også viktig for osmoregulering, kan regulere saltinnhold og vann som kommer inn og ut av kroppen.
Ekskresjon og osmoregulering gjennom cellemembranen.
Encellete dyr lever alltid i fuktig miljø for å ikke tørke ut. Encellete dyr som for eksempel amøber og tøffeldyr, har blærer inni cellen, som fylles av vann ved osmose og ekskresjonsprodukter, blæren blir fylt opp og transportert til cellemembranen også tømt ut ved eksocytose. Uten disse blærene ville dyret ha blitt fylt opp og sprukket. Encellete dyr som lever i SALTvann for eksempel ciliater og noen amøber har ikke disse blærene, de har aktiv transport av ekskresjonsprodukter direkte gjennom cellemembranen. De har ikke problemet med at vann kommer inn i cellen, grunnet at saltkonsentrasjonen er omtrent like stor som inni og utenfor dyret.
Glassmaneter har ekskresjon direkte gjennom cellemembranen, når di skal spise lammer di byttet sitt, og fører det inn i kroppshulen. Så skiller den ut enzymer som bryter opp maten.
Meitemarken har metanefridier:
Alle bløtdyr har metanefridier
(-Munn, svelg, spiserør og mage. Tarmen går gjennom hele dyret.)
Utviklingsmessig var leddmarkene de første dyrene som hadde magesekk. Vann går direkte gjennom huden inn i kroppen. Avfallsstoffet skilles ut i ekskresjonsorganet som kalles metanefridier. Det er små utposninger som går fra overflaten inn til dyret. Ligger nær tarmen og sirkulasjonssystemet. Metanefridier finnes i hvert ledd. En metanefridie. tømmes rett ut gjennom dyrets overflate. Består av en trakt hvor ekskresjonsproduktet kommer inn med blodet, også tømt ut gjennom pore i huden.
Insekter har malpighiske rør
Insekter har rørformet, forgreinete ekskresjonsorganer som heter malpighiske rør. Disse rørene ligger nær mange blodårer. Nitrogenholdige avfallsstoffene diffunderer fra blodårene inn til røret. Disse rørene blir tømt til samlerør à avfall til tarmen à ut av kroppen. I tarmen blir vann re absorbert urinsyren.
Dyr med nyrer
Alle virveldyr (dyr med skjelett) har 2 nyrer, på bak-ryggsiden. Fisk har ekskresjon gjennom nyrer, også gjennom gjeller og hud. Nyrene hos fisk ser ut som to mørke bånd langs ryggraden, blodranda. Nyrene à Urin gjennom 2 korte urinledere à Åpning bak tarmåpningen. Saltvannsfisk og Ferskvannsfisk styrer ekskresjon på to forskjellige måter
Ferskvannsfisk er konsentrasjonen av salter høyere inni kroppen enn i vannet, dermed går vann inn i kroppen gjennom den tynne huden i gjellene ved osmose. Fisken drikker da lite mengder vann eller ikke noe i det hele tatt. På grunn av det er mer vandig miljø ute enn inni fisken, lekker salter ut av fisken ved diffusjon. Salter tas opp gjennom gjellene ved aktiv transport og erstatter det som har gått tapt. Ferskvannsfisk har godt utviklete nyrer som har stor betydning for osmoregulering. Nyrene skiller ut nitrogenholdig avfall, ammoniakk.
Saltvannsfisk er konsentrasjonen av salt mye høyere i vannet enn i fisken, dermed ved osmose blir vann fraktet ut i fra vannet, og kan føre til at fisket tørker ut. Derfor må saltvannsfisker drikke mye saltvann, men dette fører til at saltinnholdet blir mye høyere, saltet blir tatt opp i blodet fra magen, og sendt videre til gjellene, hvor di blir skilt ut gjennom aktiv transport, og noen salter gjennom avføringen. Saltvannsfisker har ikke behov for nyrer slik som ferskvannsfisk, di skiller ut nitrogenholdig avfall gjennom avføring, og dermed har de dårlig utviklet nyrer.
Nyrene hos virveldyrene består av nyrekanaler og nyrekapsler. I kapselen blir blodvæske med nitrogenholdig avfall under høyt trykk presset ut av blodårer og inn i nyrekapselen. I nyrekanalen blir salter og vann re absorbert. Nyrene har lik funksjon hos virveldyrene men oppsuging av væskemengde kan variere, ut ifra leveområdet, om det er tørt eller fuktig. Fugler og krypdyr har urin som er tyktflytende(urinsyre), fordi di ikke drikker mye vann, og må spare på utskilling av vann. Krypdyr og fugler har ikke svettekjertler som gjør at det fordamper lite vann i forhold til andre pattedyr.