Краткое введение. Сердце – главный насос кровеносной системы у всех позвоночных. За миллионы лет эволюции его строение претерпело значительные изменения, позволяя адаптировать организм к различным условиям жизни (водная, наземная, воздушная). В статье рассмотрены основные отделы сердца (предсердия, желудочки, артериальные и венозные сосуды) у пяти крупных групп позвоночных: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Сердце у рыбы (Actinopterygii, Chondrichthyes)

У всех современных рыб (как хрящевых, так и костных) сердце состоит из двух камер:

• Предсердие (atrium) – принимает венозную кровь из венозного синуса.
• Желудочек (ventricle) – мощный мышечный слой, от которого кровь выводится в артериальный тракт.

Внутри сердца присутствует артериальный конус (у костных рыб он редуцирован, у хрящевых – более развит). Конус снабжён клапанами, которые препятствуют обратному току крови;

Кровообращение у рыб представляет один круг (single circulation):

1. Венозная кровь собирается в венозный синус → предсердие.
2. Из предсердия кровь поступает в желудочек.
3. Желудочек сокращается, кровь попадает в брюшную аорту → жаберные артерии.
4. В жабрах кровь насыщается кислородом и становится артериальной.
5. Артериальная кровь разносится к тканям, отдаёт О₂ и собирается в вены → венозный синус.

У рыб кровь имеет красный цвет благодаря эритроцитам с гемоглобином.

Сердце у земноводных (Amphibia)

У земноводных сердце состоит из трёх камер:

• Правое предсердие – принимает смешанную (в основном венозную) кровь из венозного синуса.
• Левое предсердие – получает уже обогащённую кислородом кровь из лёгочных (или кожных) вен.
• Желудочек – однокамерный, но его стенка имеет складки (перегородки‑септы), снижающие смешивание двух потоков.

Кровообращение у земноводных – двухкруговое (dual circulation), но с частичным смешиванием крови в желудочке:

1. Венозный синус → правое предсердие.
2. Из правого предсердия кровь в желудочек.
3. Через артериальный конус кровь попадает в дуги аорты и в кожно‑лёгочные артерии.
4. Кислород пополняет кровь в лёгких и через кожу → лёгочные вены → левое предсердие.
5. От левого предсердия кровь снова в желудочек → системный круг.

Кроме лёгочного, у земноводных важна кожная газообменная система – кровь может насыщаться кислородом непосредственно через кожу.

Сердце у пресмыкающихся (Reptilia)

У большинства рептилий также трёхкамерное сердце, но с более выраженной разделительностью желудочка. Структурные особенности:

• Два предсердия – как и у земноводных.
• Желудочек разделён неполной перегородкой (septum) и часто имеет три зоны: верхнюю (ближе к предсердиям), среднюю (перегородка) и нижнюю (выход к аорте).
• От желудочка отходят две главные аорты – передняя (плечевая) и задняя (брюшная), а также лёгочная артерия.

У крокодилов (архозавров) уже имеется четырёхкамерное сердце – полностью разделённый желудочек, предшествующее появлению у птиц и млекопитающих.

Кровообращение у рептилий:

1. Венозный синус → правое предсердие → желудочек.
2. Через неполную перегородку часть крови идёт в брюшную аорту (венозная), а часть – в плечевую аорту (артериальная) и в лёгочную артерию.
3. Кислород насыщает кровь в лёгких → лёгочные вены → левое предсердие → желудочек → системный круг.

Сердце у птиц (Aves)

У птиц сердце полностью четырёхкамерное:

• Правое предсердие – принимает венозную кровь из системных вен.
• Левое предсердие – принимает кислородосодержащую кровь из лёгочных вен.
• Правый желудочек – выводит венозную кровь в плечевую (плечеголовую) аорту, откуда кровь попадает в системный кровоток.
• Левый желудочек – выводит кислородную кровь в брюшную (пищеварительную) аорту, снабжая лёгкие, сердце и другие органы.

У птиц сильно развит плечевой (плечеголовый) сосуд, который отходит от левой части правого желудочка и снабжает мышцы крыльев и грудную клетку.

Кровообращение – полный двойной круг (double circulation) без смешивания крови:

1. Системный венозный возврат → правое предсердие → правый желудочек → плечеголовая аорта → лёгкие.
2. Лёгочная кровь → лёгочные вены → левое предсердие → левый желудочек → брюшная аорта → органы.

Кровь у птиц также красная (гемоглобин), но у некоторых видов (например, высотных птиц) присутствуют особые формы гемоглобина с повышенной аффинностью к кислороду.

Сердце у млекопитающих (Mammalia)

У млекопитающих структура сердца почти идентична птичьей, но есть несколько характерных особенностей:

• Сердце расположено в грудной полости, между лёгкими, и окружено перикардом.
• Существует миокардиальный апекс (кончик), который служит ориентиром при эхокардиографии.
• Система коронарного кровообращения (коронарные артерии) снабжает сам мышечный слой сердца кислородом.
• У большинства млекопитающих присутствует трикуспидальная и митральная (двустворчатые) клапаны между предсердиями и желудочками, а также полулунные клапаны в выходных сосудах.

Кровообращение полностью разделено:

1. Системный венозный возврат → правое предсердие → трикуспидальный клапан → правый желудочек → лёгочная артерия → лёгкие.
2. Оксигенированная кровь из лёгких → лёгочные вены → левое предсердие → митральный клапан → левый желудочек → аорта → органы.

У некоторых млекопитающих (например, у китов) наблюдаются адаптации к глубоководному дыханию: увеличенный объём правого предсердия и более мощный правый желудочек.

Сравнительная таблица отделов сердца

Эволюционный тренд

Эволюция сердца у позвоночных демонстрирует последовательный переход от простой замкнутой системы (двухкамерный насос у рыб) к сложному разделенному двойному кругу (четырёхкамерный насос у птицах и млекопитающих). Ключевые этапы:

1. Появление предсердий и желудочка у первых хордовых (кольчатые черви) → у рыб.
2. Развитие артериального конуса и его клапанов у рыб для повышения давления.
3. Трёхкамерное сердце у земноводных и большинства рептилий – адаптация к наземному дыханию и к двойному кровообращению.
4. Полное разделение желудочка у крокодилов, птиц и млекопитающих – исключение смешивания крови, повышение эффективности газообмена.
5. Усовершенствование клапанной системы (трикуспидальная, митральная, полулунные) и развитие коронарного кровообращения у млекопитающих.

Отделы сердца у разных групп позвоночных отражают их образ жизни и экологические требования. У рыб сердце простое, но эффективно для водного дыхания. Переход к наземному образу жизни потребовал появления отдельного лёгочного круга, что привело к трёхкамерному сердцу у земноводных и рептилий. Полное разделение сердца у птиц и млекопитающих позволило достичь высоких уровней метаболизма, необходимых для полёта и теплокровности.

Понимание этих анатомических различий важно не только для биологов, но и для врачей, инженеров‑биомедиков и всех, кто интересуется эволюцией сложных систем живых организмов.

Источник: статья «Как устроена кровеносная система у разных животных?», VK.com, 2020‑06‑30.