二、无脊椎动物的血循环

无脊椎动物中,真正称得上有血循环的是环节动物以上的物种。而无脊椎动物中各类群的体制结构和生活方式变化多端,并不像脊椎动物各类群之间那样演化的脉络清晰。因此,在这里只挑选2个典型例子。

1.闭锁式循环的蚯蚓

蚯蚓具有红色的血液,如果在翻耕土地时,不慎将蚯蚓的身体切断,就可看见伤面流出殷红的血液。血液中大部分是水,还有溶解在其中氧气、二氧化碳、糖、氨基酸、无机盐以及其他分子和离子。血液之所以呈红色,是因为含有携带氧的血红蛋白分子。这点与脊椎动物很相似,但是它没有红细胞(红血球),血红蛋白溶解在血液中。这样输氧的效率就比较低。

蚯蚓也有一个复杂的血管系统,并且在皮肤分布成毛细血管网。皮肤分泌粘液而湿润,蚯蚓以此进行呼吸,氧进入血液,二氧化碳排出。蚯蚓身体各处都分布有毛细血管网,在那里进行着各种物质的交换,包括组织细胞获得氧和排出二氧化碳。这样血液总是在一个密闭的管道系统中流动,像所有脊椎动物那样,我们称之为闭锁式循环。

血液在闭锁的管道内流动,必须有生命的泵——心脏。蚯蚓很特别,如同它的身体分节而没有明显的归并那样,它的心脏也随身体前部的若干节分成了若干个,一般为4~5个,呈环状,好像膨大的血管,所以也有称环血管的。环状心脏的背面接自后向前的背血管,腹面接自前向后的腹血管,腹血管还有分支连通着自前向后的神经下血管。环状心脏比起血管来,肌肉壁比较厚,能搏动,里面还有单向开启的,保证血从背血管流向腹血管的瓣膜。大体说来,靠这数个各自独立的环状心脏的搏动给血流以动力,血流的方向是自后向前(背血管中)、自背向腹(环状心脏)、自前向后(腹血管和神经下血管)(见图6-4)。

2.开放式循环的昆虫

昆虫有和血液循环系统相独立的呼吸系统——气门、气管系统,氧气的获得和二氧化碳的排出都和血循环没有关系。血液只是携带营养物质和生命活动产生的废物。甚至血液中都没有携带氧的色素蛋白。

为什么称为开放式循环呢?从图中可以看到背部有血管,前面一段称为动脉,后面连着一“串”珠子似的心脏。心脏壁上有小孔,称为心门,有能入不能出的瓣膜。没有静脉,也没有毛细血管。心脏搏动,把血压入短短的动脉,动脉前端是开口的,血就涌入体内各器官之间的空隙内,这些空隙实际上就是大大小小的血腔,组织器官就泡在血内。再通过周身肌肉的协调活动,又逐渐地把大大小小血腔中的血挤压到围绕心脏周围的血腔中,经心门回到心脏内(见图6—5)。

这样血流只有一小段的路程是在心脏和动脉构成的管道中,很快就流出了血管进入了血腔,所以称为开放式循环。大多数节肢动物、许多软体动物以及尾索动物的海鞘,都是这种开放式循环。

设想一下,如果我们的血流,由心脏入动脉,紧接着就流入了胸腔、腹腔之中,各内脏器官都泡在血里,多么可怕,这是危及生命的内出血。人和脊椎动物,还有环节动物的蚯蚓、软体动物的乌贼、章鱼,以及某些棘皮动物,都是闭锁式的血循环,血流永远在密闭的管道中流动。

无脊椎动物和脊椎动物的心脏,虽都起着生命的泵的作用,但是不是同源的,不能相提并论。心脏的位置也不一样,无脊椎动物在消化管的背面(或环绕消化管,如蚯蚓),脊椎动物心脏都在消化管的腹面。