Pourquoi a-t-on besoin d'un système circulatoire ?
Réfléchis aux deux questions de cette section.
Les organismes multicellulaires peuvent-ils compter uniquement sur la diffusion pour le transport et l'échange de substances ?
La réponse est NON, n'est-ce pas ?
La raison principale est que la grande taille des organismes multicellulaires entraîne un faible rapport surface/volume. Les substances doivent parcourir de grandes distances pour pénétrer dans les cellules, les tissus et les organes désignés. La surface dans laquelle les substances pénètrent se réduit proportionnellement. Cela devient trop long si le seul moyen d'échange de substances est la diffusion.
En bref, plus un objet est grand, plus le rapport surface/volume est petit, comme le souligne le schéma ci-dessous :
C'est pourquoi les organismes multicellulaires ont besoin de systèmes circulatoires (ou "tuyaux internes") pour transporter les substances d'un site à l'autre.
Les animaux ont un cœur, mais les plantes n'en ont pas. Pourquoi ?
Les animaux et les plantes sont tous deux des organismes multicellulaires et possèdent leurs propres "systèmes de tuyauterie" (c'est-à-dire des vaisseaux). Cependant, les animaux ont un taux métabolique élevé qui est nécessaire pour générer suffisamment d'énergie (ATP). Comme les animaux ne peuvent pas faire de photosynthèse, ils ont la capacité de locomotion pour obtenir de la nourriture, ce qui nécessite beaucoup d'énergie. Par conséquent, une pompe biologique (c'est-à-dire le cœur) est essentielle pour maximiser l'échange de substances métaboliques entre les cellules.
Quelles sont les fonctions des systèmes circulatoires ?
Les systèmes circulatoires sont des systèmes de transport bien organisés, dotés de pompes qui assurent la circulation des fluides. Leurs fonctions principales peuvent être résumées comme suit :
Fournir aux cellules respiratoires des nutriments tels que le glucose absorbé par l'intestin grêle.
Maintenir un apport constant d'oxygène des poumons aux cellules soumises à la respiration aérobie.
Se débarrasser des déchets métaboliques tels que le dioxyde de carbone dans les tissus respiratoires et les ramener vers les poumons.
Outre l'importance des systèmes circulatoires pour la respiration, ils transportent également des substances fabriquées d'une partie du corps à une autre, comme les hormones fabriquées dans le pancréas vers les cellules musculaires.
Quels sont les différents composants du système circulatoire ?
Il existe quatre composants du système circulatoire, dont les noms et les fonctions sont décrits ci-dessous.
Tableau 1. Les principaux composants du système circulatoire et leur fonction.
| Le sang | Lymphe | Vaisseaux | Cœur |
Milieu permettant aux cellules spécialisées (par exemple, les globules rouges, les globules blancs) de remplir leur fonction. | Constitué de liquide tissulaire pour réguler la pression osmotique dans le corps. | Facilite le mouvement du sang vers des tissus spécifiques du corps. | Organe creux et musculaire qui pompe le sang. Composé de cellules musculaires spécialisées qui se contractent involontairement sans repos. |
Les globules rouges jouent un rôle dans le transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone. | Milieu permettant aux globules blancs spécialisés (par exemple les lymphocytes) d'exercer leur fonction. | Il existe cinq types de vaisseaux différents (artères, artérioles, capillaires, veinules et veines). | |
Contient également du plasma où les solutés (par exemple, le glucose) sont dissous et transportés. |
Quels sont les types de systèmes circulatoires des organismes multicellulaires ?
Après avoir mieux compris l'importance des systèmes circulatoires, entrons dans le détail des différents types de systèmes circulatoires qui existent. Les exemples se concentrent sur les types de systèmes circulatoires des animaux.
Il existe deux grands types de systèmes circulatoires - le système circulatoire ouvert et le système circulatoire fermé. Tu trouveras ci-dessous un tableau qui met en évidence leurs différences.
Tableau 2. Différences entre les systèmes circulatoires ouvert et fermé.
| Système circulatoire ouvert | Système circulatoire fermé |
Pas d'échange de gaz. L'hémolymphe ne transporte que les aliments et les déchets. | L'échange de substances se fait plutôt par les parois des vaisseaux sanguins. Comme les systèmes circulatoires fermés facilitent les échanges gazeux, un pigment porteur d'oxygène est souvent présent. |
Présent chez lesarthropodes tels que les insectes et la plupart des mollusques. | Présentschez les échinodermes (par exemple, les étoiles de mer, les oursins), les mollusques céphalopodes (par exemple, les calmars), les vers de terre, et tous les vertébrés. |
Le"sang" (hémolymphe) s'écoule des vaisseaux dans les cavités des cellules environnantes sous une faible pression (hémocœle), puis retourne dans le cœur par un vaisseau à extrémité ouverte. | Lesang estcontenu dans des tubes sans entrer en contact direct avec les cellules, ce qui permet unvoyage continu du sang vers les parties les plus éloignées du corps et un retour vers le cœur à haute pression. |
Les escargots et les calmars appartiennent tous deux au même embranchement de mollusques, mais ils ont développé des systèmes circulatoires différents. Le calmar a un système circulatoire fermé qui crée un flux sanguin à haute pression, de sorte que lorsque le calmar est blessé, tu verras de l'encre noire jaillir. Un escargot a un système circulatoire ouvert où le flux sanguin est plus lent en raison de la pression hydrostatique plus faible. Si tu ramasses un escargot, tu remarqueras qu'il est mou (en raison de la pression plus faible).
Quels sont les types de systèmes circulatoires fermés ?
Étant donné que les systèmes circulatoires fermés facilitent une circulation sanguine efficace, ces systèmes circulatoires sont cruciaux pour les organismes dont la demande en oxygène est plus élevée. Par exemple, chez les animaux à sang chaud dont le métabolisme est élevé, les systèmes circulatoires fermés répondent au besoin d'éliminer rapidement les déchets.
De même, il existe deux grands types de systèmes circulatoires fermés. Il s'agit des systèmes circulatoires simples et des systèmes circulatoires doubles. Tu trouveras ci-dessous un tableau qui met en évidence leurs différences :
Tableau 3. Systèmes circulatoires simples et doubles
| Système circulatoire simple | Système circulatoire double |
Ne possède qu'une seule voie circulatoire qui implique deux ensembles de capillaires:
| Possède deux voies circulatoires différentes :
|
| Le sang passe une fois par le cœur lors d'un "circuit" complet. | Le sang passe deux fois par le cœur lors d'un "circuit" complet. |
| Présent chez les poissons, les échinodermes et les vers de terre où la demande en oxygène est faible. | Présent chez les animaux à sang chaud (par exemple, les mammifères et les oiseaux), ainsi que chez les reptiles. |
La structure du système circulatoire humain
Le système circulatoire humain est un système fermé à double circulation composé d'une circulation pulmonaire et d'une circulation systémique.
Dans la circulation pulmonaire, le sang quitte le ventricule droit par l'artère pulmonaire, pénètre dans les poumons pour s'oxygéner, puis est dirigé vers l'oreillette gauche par la veine pulmonaire. D'autre part, le sang quitte le ventricule gauche vers le reste du corps via l'aorte, puis revient à droite du cœur dans la veine cave dans la circulation systémique.
Quels sont les avantages d'un double système circulatoire ?
Il y a deux avantages à un système circulatoire double :
Assure qu'il n' y a pas de mélange de sang - cela permet non seulement aux cellules respirantes de recevoir autant d'oxygène que possible, mais le flux sanguin peut aussi être dirigé plus précisément vers les organes qui ont le plus besoin d'oxygène et de nutriments.
Permet les différences de pression - la circulation systémique a une pression plus élevée pour recevoir rapidement le sang oxygéné. La circulation pulmonaire a une pression plus faible pour éviter d'endommager les vaisseaux et permettre les échanges gazeux.
Pistes de réflexion : J'aime comparer les doubles systèmes circulatoires aux tuyaux d'eau de nos maisons, où il y a des tuyaux séparés pour l'eau propre et l'eau sale afin d'éviter la contamination croisée.
Système circulatoire - Points clés à retenir
- Les organismes multicellulaires ont besoin d'un système circulatoire en raison de leur faible rapport surface/volume. Les animaux ont besoin d'un cœur pour que l'échange de substances métaboliques entre les cellules soit le plus efficace possible.
- Le système circulatoire joue un rôle dans la respiration et le transport des substances. Il se compose de quatre éléments : le sang, la lymphe, les vaisseaux et le cœur.
- Les animaux ont un système circulatoire ouvert ou fermé. Il existe deux types de systèmes circulatoires fermés : les systèmes circulatoires simples et les systèmes circulatoires doubles. Les humains ont un système circulatoire double fermé.
- Les avantages des systèmes circulatoires fermés sont qu'ils ne mélangent pas le sang et qu'ils permettent des différences de pression.
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