Vědci zjistili, proč krokodýl potřebuje jedinečnou strukturu svého srdce. Podle jejich názoru si plaz nasměrováním žilní krve místo plic do žaludku pomáhá sám trávit potravu. A ulevuje od bolesti svalů po náročném lovu.
Život krokodýla lze jen stěží nazvat měřitelným. V suchých obdobích tito zubatí plazi dlouho leží v posledních zbývajících loužích a pomalu spotřebovávají moudře uložené zásoby tuku. Je to žalostný pohled. Ale když do jejich ulice přijde svátek, krokodýli mají jen málo sobě rovných ve schopnosti okamžitě popadnout, utopit nebo jednoduše zlomit vaz oběti. Krokodýl, který není schopen žvýkat kořist svými silnými, ale poněkud primitivními čelistmi, ji předem roztrhá na kusy a pošle ji do žaludku v obrovských kusech.
Celková hmotnost kořisti může být až pětina vlastní hmotnosti zvířete.
Tito plazi jsou samozřejmě daleko od svých příbuzných, krajt, ale je docela obtížné si představit člověka, který je schopen oloupat 15–20 kilogramů syrového masa, a to i s kostmi, na jedno posezení.
Podle amerických biologů může krokodýl za tak úžasné trávicí schopnosti děkovat svému unikátnímu oběhovému systému. Práce vědců z University of Utah a Artificial Heart Institute v Salt Lake City byla přijata k publikaci v březnovém čísle časopisu Physiological and Biochemical Zoology.
Kruhy krevního oběhu
U všech živočichů, kromě ryb, je konec systémové cirkulace začátkem malého a naopak, což znemožňuje hovořit o jejich úplné izolaci. Ve skutečnosti oba kruhy krevního oběhu tvoří jeden celý krevní oběh, v jehož dvou úsecích (pravém a levém srdci) je krvi předávána kinetická energie.
U lidí velký kruh krevní oběh začíná levou komorou, která při systole vytlačuje krev do aorty. Z aorty vycházejí četné tepny, což má za následek tok krve distribuovaný mezi několik paralelních regionálních cévních sítí, z nichž každá zásobuje samostatný orgán. K dalšímu dělení tepen dochází na arterioly a kapiláry.
Po průchodu orgánem začíná proces slučování kapilár do žilek, které se zase shromažďují v žíly. K srdci se přibližují dvě duté žíly: horní a dolní, které po splynutí tvoří část pravé srdeční síně, která je koncem systémové cirkulace. Oběh krve v lidském systémovém oběhu nastává za 24 sekund.
Malý kruh Lidský krevní oběh začíná v pravé komoře, která vytlačuje krev do plicního kmene. Plicní kmen se dělí na pravou a levou plicnici. Tepny se dichotomicky dělí na tepny lobární, segmentální a subsegmentální. Subsegmentální arterie se dělí na arterioly, které se rozpadají na kapiláry. Odtok krve prochází žilami, které se shromažďují v opačném pořadí, které v množství 4 proudí do levé síně. Oběh krve v plicním oběhu trvá 4 sekundy.
V těle většiny obratlovců – včetně krokodýlů – se krev pohybuje takzvanými dvěma kruhy oběhu. V malém neboli plicním se při průchodu plícemi obohacuje kyslíkem a zbavuje se oxidu uhličitého, ve velkém, neboli systémovém, zásobuje kyslíkem všechny orgány těla. Ve skutečnosti ani jeden, ani druhý nejsou plnohodnotnými kruhy, protože jsou na sobě uzavřené: z plic se krev vrací na začátek velkého kruhu az orgánů – do malého.
V těle savců a ptáků jsou však tyto kruhy jasně odděleny. V malém kruhu je krev nasycená oxidem uhličitým, přicházející do pravé síně, hnána do plic pravou komorou. Levá komora posílá krev bohatou na kyslík přicházející z levé síně dále do celého těla. Čtyřkomorové srdce jsou ve skutečnosti dvě pumpy v jednom a toto rozdělení dokonce umožňuje udržovat v malém kruhu výrazně nižší tlak než ve velkém kruhu.
Obojživelníci a plazi mají tříkomorové srdce – jeho síň je rozdělena na dvě části, ale je zde pouze jedna komora, která posílá krev dále – jak do plic, tak do orgánů. Je zřejmé, že v tomto případě je možné částečné promíchání krve, což činí systém málo účinným. To si však mohou dovolit studenokrevní ještěři a obojživelníci, kteří z velké části vedou nepříliš aktivní způsob života.
Krokodýlí srdce je zvláštní případ.
Má čtyři komory, ale kruhy oběhu nejsou zcela odděleny. Z pravé komory navíc neodchází pouze plicní tepna, ale i další, tzv. levá tepna, kterou směřuje většina krve do trávicí soustavy, především do žaludku. Mezi levou a pravou tepnou (pravá vychází z levé komory) se nachází otvor Panizzy, který umožňuje žilní krvi vstupovat do systémového oběhu – a naopak.
U lidí je to anomálie a nazývá se vrozená srdeční vada. Krokodýl zde defekt nejen necítí, ale má i další mechanismus, který mu umožňuje uměle pumpovat krev chudou na kyslík do pravé tepny. Nebo úplně uzavřít levou tepnu, přičemž její oběhový systém bude fungovat téměř stejně jako u savců. Krokodýl může tento tzv. ozubený ventil ovládat libovolně.
Důvody, které přiměly přírodu k vytvoření tak pozoruhodného mechanismu, vědce dlouho zaměstnávaly. Dlouho se věřilo, že krokodýlí srdce je přechodným stádiem na cestě k plnohodnotnému čtyřkomorovému srdci teplokrevných savců.
Existoval však opačný názor, podle kterého je krokodýl potomkem teplokrevného zvířete, kterému se z evolučních důvodů více osvědčilo žít život chladnokrevného zabijáka. V tomto případě se foramen Panizza a zoubkovaný ventil ukazují jako adaptační mechanismus, který umožnil přechod do chladnokrevné existence. Například v roce 2004 Roger Seymour z australské univerzity v Adelaide a jeho kolegové ukázali, že taková struktura srdce může být velmi užitečná pro polopodmořský životní styl: pokles kyslíku v krvi může zpomalit metabolismus, což pomáhá při dlouhé ponory, kdy predátor nehybně čeká na své zabití.
Profesorka Utah State University Colleen Farmer a její kolegové zvážit, že díky tak složitému systému dokáže krokodýl rychle rozložit kusy kořisti, kterou spolkl.
Krokodýl ale nemůže váhat: pokud se ryba, opice nebo dokonce lidská noha příliš rychle nestráví, plaz zemře. Buď v tlamě jiného predátora pro jeho nemotornost, nebo z hladu a střevní nevolnosti: v horkém klimatu se na spolknutém kousku masa v břiše zvířete velmi rychle množí bakterie.
Farmer se domnívá, že nejde o to, že krev, která neprošla plícemi, je chudá na kyslík – k dosažení takového účinku nepotřebujete složitou strukturu srdce, ale spíše zpomalení dýchání. Podle jejího názoru je faktem, že tato krev je bohatá na oxid uhličitý. Když krokodýl vysílá bohatý CO2 krev do žaludku a dalších trávicích orgánů, speciální žlázy ji využívají při tvorbě žaludeční šťávy a čím více oxidu uhličitého je jim dodáváno, tím je sekrece aktivnější. Je známo, že v intenzitě sekrece žaludeční šťávy jejich žlázami jsou krokodýli desetkrát vyšší než šampioni v tomto ukazateli mezi savci. To vám umožní nejen trávit jídlo, ale také potlačit růst škodlivých bakterií v žaludku.
Krokodýli (Crocodylia nebo Loricata)
řádu vodních plazů. Délka většiny krokodýlů je 2-5 m, někteří – až 6 m (krokodýl solený, staří samci). Hlava je plochá, s dlouhým čenichem a charakteristicky zakřivenou tlamou, tělo je zploštělé, ocas je mohutný, pádlovitý, ze stran stlačený, nohy masivní a poměrně krátké. Oči mají vertikálně rozříznutou zornici a jsou umístěny velmi vysoko. Nosní a ušní otvory jsou uzavřeny chlopněmi.
Kůže je silná, na horní a spodní straně těla a ocasu je pokryta velkými pravoúhlými rohovitými štíty. Pod dorzálními štítky a u některých druhů pod břišními štítky jsou tlusté kostěné pláty, které tvoří krunýř. Krokodýlí lebka se vyznačuje přítomností dvou temporálních oblouků a pevným spojením čtyřhranné kosti s lebkou. Nosohltanový průchod je od dutiny ústní oddělen sekundárním kostěným pruhem. Stejný typ kónických zubů sedí v samostatných buňkách a jsou vyměňovány, když se opotřebovávají. Obratle jsou přední konkávní. Žebra se kloubí s obratli s dvojitou hlavou a mají necinovitý výběžek. Existují “břišní žebra”. Ramenní pletenec se skládá pouze z lopatky a coracoidu.
Z hlediska vývoje mozku jsou krokodýli lepší než ostatní plazi. Ze smyslových orgánů jsou zvláště dobře vyvinuty orgány zraku a sluchu. Srdce má 2 komory, zcela oddělené přepážkou (jako u ptáků a savců). Na průsečíku obou aortálních oblouků je mezi nimi otvor, kterým může krev proudit z jednoho oblouku do druhého. Lehká, velká, složitá struktura. Masitý jazyk je po celé délce připevněn ke dnu dutiny ústní. Žaludek má silné svalové stěny. Neexistuje žádný močový měchýř. Kloaka má podobu podélné štěrbiny, v jejíž zadní části je u samců nepárový pohlavní orgán, na jehož obou stranách leží pižmové žlázy. Stejné žlázy jsou přítomny na spodní straně čelisti.
Krokoidi jsou běžní ve všech tropických zemích; žijí v řekách, jezerech a hlubokých bažinách; někteří žijí v pobřežní části moří. Aktivní jsou hlavně v noci. Živí se převážně rybami, kromě ptáků a savců žijících u vody i vodními měkkýši a korýši; U brodů a napajedel napadají velké savce (i dobytek). Velká kořist je na břehu rozřezána pomocí silných čelistí a předních končetin a polyká se po částech. Krokodýlí hlas je něco mezi štěkotem a řevem a zvláště často je slyšet v období rozmnožování.
Samička klade vajíčka do písku na mělčinách nebo je zahrabává do hromady hnijících listů bahenních rostlin. Počet vajíček se pohybuje od 20 do 100. Vejce mají hustou bílou vápenitou skořápku. V blízkosti snůšky se dlouho drží samice řady druhů, které chrání vajíčka a následně mláďata před nepřáteli. V některých zemích se K. v období sucha zavrtává do bahna vysychajících nádrží a přezimuje až do začátku dešťů. K. způsobit nějaké škody na hospodářských zvířatech. Velké K. často napadají člověka. Krokodýlí maso je jedlé a konzumuje ho obyvatelstvo mnoha tropických zemí. Kůže, zejména aligátoří kůže, se používá na různé výrobky (aktovky, kufry, pouzdra atd.).
Krokodýlí řád zahrnuje 3 rodiny: gharialové, opravdoví krokodýli a aligátoři. Moderní krokodýli jsou pozůstatky velké skupiny krokodýlů (pocházejících v pozdním triasu z thecodontů), která zahrnovala až 15 čeledí sdružujících asi 100 rodů; většina z nich vymřela na začátku kenozoika. Fosilní pozůstatky krokodýlů byly nalezeny v Evropě, Asii, Severní a Jižní Americe.
Aby svou hypotézu dokázali, vědci nejprve studovali stav oběhového systému během období nuceného půstu a během trávení potravy krokodýlem. Ukázalo se, že u krokodýla, který právě jedl, ventil skutečně po mnoho hodin způsobuje, že krev proudí převážně obtokem plic.
Poté vědci chirurgicky deaktivovali ventil, čímž uzavřeli vchod do levé aorty, ve skupině mladých krokodýlů. Pro čistotu experimentu byla operována i kontrolní skupina, jejíž aorta však nebyla uzavřena. Jak se ukázalo, po krmení u krokodýlů, jejichž levá aorta byla zablokovaná, se výrazně snížila tvorba žaludeční šťávy – a to navzdory tomu, že krev do trávicích orgánů nadále proudila v dostatečném množství přes pravou aortu. Zároveň se také prudce snížila schopnost krokodýlů rozkládat kosti, které tvoří významnou část jejich potravy.
Kromě funkce transportu CO2 Farmer poznamenává, že do žaludku, aby krev obešla plíce, by také mohla hrát další důležitou funkci, jejíž přítomnost by mnoho návštěvníků tělocvičny závidělo.
U krokodýla téměř vždy následuje vydatné jídlo po úprku za kořistí, při kterém obvykle nemotorné zvíře okamžitě vyskočí z vody, popadne kořist zející u napajedla a vtáhne ji pod vodu. V této době se ve svalech vytváří takové množství toxické kyseliny mléčné (právě kvůli nim bolí svaly po fyzické námaze), které může způsobit smrt zvířete. Podle vědců z Utahu je tato kyselina také transportována krví do žaludku, kde je využita.
Pokud jde o foramen Panizza, jeho úlohou je nejen nasměrovat na kyslík chudou krev do jiných orgánů, zpomalit metabolismus krokodýla, ale také naopak v případě potřeby zásobit trávicí systém dalším kyslíkem z pravé aorty. Ozubený ventil pomáhá čas od času poslat krev bohatou na oxid uhličitý nejen do žaludku, ale i do dalších vnitřních orgánů, které ji mohou potřebovat.
Krokodýli
Řád zahrnuje 26 druhů. Specializovaní polovodní predátoři, kteří k potravě využívají vodní, polovodní a napájející živočichy. Většinu života tráví ve vodě.
Krokodýli mají velké, husté, ještěrčí tělo, protáhlou a zploštělou tlamu, bočně stlačené ocasy a oči, uši a nozdry umístěné na temeni hlavy. Délka většiny krokodýlů je 2-5,5 m. Dobře plavou a dokážou se poměrně rychle pohybovat po zemi.
Krokodýli se i přes svou zdánlivou neohrabanost pohybují na souši celkem rychle, dokonce jsou schopni cvalu dosahovat rychlosti přes 17 km/h (což je srovnatelné s průměrnou rychlostí lidského běhu).
Dutina ústní je oddělena od hltanu těsně uzavřeným ventilem (velum palatine). Tato struktura umožňuje krokodýlům manipulovat s kořistí nebo předměty pod vodou pomocí úst a zároveň dýchat špičkou tlamy odkrytou k hladině. Nosní dírky, umístěné na konci tlamy v horní části nosního hrbolu, jsou vybaveny ventily, které se při ponoření uzavírají. Maximální doba, po kterou krokodýli zůstávají pod vodou bez dýchání, je specifická pro různé druhy a běžně se pohybuje od třiceti minut v aktivním stavu až po několik hodin se sníženou aktivitou.
Srdce krokodýlů je čtyřkomorové: má dvě síně a dvě komory, zcela oddělené přepážkou. Existuje však mechanismus řízeného promíchávání arteriální krve s krví žilní díky zachování obou aortálních oblouků, na jejichž průsečíku je „panizziánský foramen“, a krev může proudit z jednoho oblouku do druhého. Stejně jako ostatní moderní plazi jsou krokodýli chladnokrevní.
Krokodýli jsou správci nádrží, protože jedí mrtvoly zvířat a odpadkové ryby. Amazonští kajmani snižují počty piraní.
Želvy
Řád obsahuje asi 300 moderních druhů. Ekologicky se želvy dělí na mořské a suchozemské a suchozemské zase na suchozemské a sladkovodní.
Charakteristickým znakem řádu je skořápka, skládající se ze dvou částí: krunýře (hřbetní štít) a plastronu (břišní štít). Nejčastěji má skořápka dvě vrstvy: vnitřní (kost) a vnější (keratin). Kostěná část krunýře je tvořena kostěnými pláty srostlými s žebry a páteří. Plastron je u naprosté většiny želv tvořen hrudní kostí, klíčními kostmi a břišními žebry.
Čelisti moderních želv jsou bez zubů a pokryté rohovitými destičkami ve formě zobáku. Krční a kaudální úsek páteře je pohyblivý, zbytek je srostlý s krunýřem.
Suchozemské želvy se živí převážně rostlinnou potravou, sladkovodní želvy jsou naopak převážně predátory. Mezi mořskými želvami jsou dravé i býložravé.
Suchozemská sloní želva.
Želvy nemají žeberní dýchání: vzduch se polyká pomocí sublingválního aparátu. Mozek želv je špatně vyvinutý, ale mícha je naopak dobře vyvinutá.
Všechny známé moderní želvy jsou vejcorodé. Samice kladou vajíčka do jamky ve tvaru džbánu, kterou vyhrabávají zadníma nohama. Želvy jsou nejzranitelnější ve fázi vajíčka a novorozence. Ulita mladých želv je měkká. Většina z nich v tomto období zemře. S věkem skořápka tvrdne.
Mořská želva Hawksbill.
Stanovte soulad mezi rysy oběhového systému obojživelníků a plazů.
A) Tříkomorové srdce
B) Čtyřkomorové srdce
B) V srdeční komoře je smíšená krev
D) Srdce má jednu komoru
D) Srdce má dvě komory
E) Srdeční komory jsou odděleny přepážkou
