Жуткая биология для безнадежных гуманитариев. Вампировые летучие мыши, пиявки и прочие кровососущие

Метаболические отходы и углекислый газ, в свою очередь, выводятся из тканей и с кровью попадают в правое предсердие. К сожалению, возвращаться из ног и ступней этой крови несколько сложнее, поскольку она должна преодолеть в том числе и гравитацию. Возврату крови способствуют односторонние клапаны и то, что называется скелетно-мышечной помпой.

В отличие от крупных, сложных существ (таких, как мы), у микроскопических организмов нет крови или дико запутанной системы кровообращения (органов или систем органов у них также нет). Для большинства видов на этой планете всё гораздо проще.

Представьте, как должно быть легко одноклеточной амёбе обмениваться газами с окружающей средой. При наличии только одной клетки кислород и другие необходимые вещества она получает непосредственно из окружающей среды. Несмотря на то что некоторые из этих процессов требуют затрат энергии, в большинстве случаев входящие и исходящие вещества просто всасываются через тонкую клеточную мембрану организма. Теперь вообразите существо в форме шара, состоящего из миллионов клеток. Как клетки из центра шара могут получать питательные вещества и кислород или избавляться от отходов? Возможно, вам удастся придумать несколько способов, как это может произойти. Решение же, которое развилось у земных существ, – мышечная помпа, другими словами, сердце и удивительно сложная система транспортировки, состоящая из сосудов и уникальной соединительной ткани – крови.

Прежде чем мы слишком увлечёмся тем, насколько круты наши системы кровообращения, вы должны знать, что есть некоторые относительно крупные организмы, которые прекрасно обходятся без сложных систем кровообращения. Например, у насекомых открытая система кровообращения, она не замыкается в петлю между органами и сердцем. Гемолимфа (эквивалент крови) циркулирует по телу насекомого под действием сердечных спинных насосов. Она движется по сосудам, которые в итоге приводят к так называемым гемоцелям – пространству между органами. Внутренние органы буквально плавают в питательной жидкости, которая в конечном счёте просачивается обратно и возвращается в сердце через крошечные клапаны, называемые остиями.

Ключевым моментом здесь является то, что в отличие от животных, положим, позвоночных, кровообращение насекомых не участвует в транспортировке газов, таких как O₂ и CO₂, или в обмене этих газов с тканями организма[46]. Потребности москита в кислороде удовлетворяются через ряд отверстий (спиралей), которые находятся по обе стороны от его грудной клетки и живота. Воздух проходит из окружающей среды в дыхальца (которые также могут быть закрыты для предотвращения потери воды), а затем через систему из трубок, называемых трахеями. Постепенно трахеи становятся всё меньше и меньше и разветвляются в микроскопические сосуды, называемые трахеолами, через которые воздух, наконец, поступает для снабжения тканей и клеток.

Эта система прекрасно функционирует в рамках небольшого организма, но есть ограничения. Например, подобное трахеальное дыхание является основной причиной того, что комары и другие насекомые (постельные клопы) такого маленького размера. Более крупные животные состоят из слишком большого количества клеток, чтобы эффективно снабжаться кислородом через схожую дыхательную систему.

Кто-то из вас может спросить: подождите минутку, а как насчёт тех фотографий древних стрекоз с трёхфутовым размахом крыльев? Как они получали достаточно кислорода?

Есть данные, что в каменноугольный период (290–360 миллионов лет назад) благодаря обильной растительности и значительной площади лесных массивов в воздухе было большое содержание О₂, во много раз выше, чем в современном мире. Этого дополнительного O₂, по-видимому, было достаточно для поддержания жизнедеятельности крупных видов насекомых, которые использовали ту же трахеальную систему дыхания, что и их гораздо меньшие современные кузены.

Для обеспечения полноценной жизнедеятельности в человеческом организме должно постоянно находиться в среднем 4,5–5,7 литров крови. Плазма крови занимает 55 % этого объёма, а красные, белые клетки и тромбоциты – оставшиеся 45 %. Вода составляет около 92 % плазмы крови, а растворённые вещества – соответственно 8 %. Большинство этих растворённых веществ являются белками, вырабатываемыми в печени.