魚の循環システムは、他の脊椎動物と同様の閉じた循環システムです。しかし、血液は魚の心臓で単一の回路を形成します。このため、これは単純な閉鎖循環システムまたは「単一サイクル循環」として知られています。
人間と陸生脊椎動物は二重循環しています。心臓の右側は、「脱酸素」された方法で体から戻る血液を受け取る役割を果たします。この血液は右心房に入り、次に右心室に入り、肺に送られ、酸素化されます。
魚（www.pixabay.comのjoakantによる画像）
肺から酸素添加されて戻ってきた血液は、左心房を通って左心室に入り、組織の循環系を通って動脈のすべての枝に沿って送り出されます。これは二重閉鎖循環システムです。
魚では、心臓には1つの心房と1つの心室しかないため、体から戻ってきた脱酸素化された血液が心房と心室に入り、魚の鰓にポンプで送られ、そこで酸素が供給されます。
つまり、酸素を含んだ血液が魚の体を循環し、最終的には「脱酸素化」された心臓に到達します。
形態と特徴
魚には3つの異なる種類の循環系が見られますが、多くの点で他の脊椎動物とは異なります。これらの3つのタイプは次のとおりです。
-水生呼吸硬骨魚の典型的な循環系。
-空気呼吸する硬骨魚の循環システム。
-肺魚の循環系。
3つのタイプのシステムはすべて「単純な閉鎖」循環システムであり、次の特性を共有します。
心臓は、直列に配置された4つの連続したチャンバーで構成されています。これらのチャンバーは、硬骨魚の弾性球根を除いて、収縮しています。このタイプの心臓は、一方向の血液の流れを維持します。
いくつかの魚の循環系のスケラ（出典：Wikimedia CommonsのLennert B）
4つのチャンバーは、静脈洞、心房、心室、および動脈球です。これらはすべて直列回路のように、次々に接続されます。脱酸素化された血液は静脈洞に入り、動脈球を出る。
魚の循環系の主な器官のこの配置は、ほとんどの脊椎動物の循環系と非常に対照的です。
血液が連続しているため、血液は「脱酸素」の形で継続的に心臓に入り、心臓の4つの房を通過し、鰓にポンプで送られ、酸素供給され、その後、体全体にポンプで送られます。
一般に、魚は鰓を一種の「腎臓」として使用して体の解毒を行います。これらを通じて二酸化炭素を排出し、イオンおよび酸-塩基規制を実行します。
バルブ
心臓内の一方向性は、3つの弁によって生成および維持されます。血液は常に1つの場所を通って入り、心腔を通過し、別の場所を通って鰓に向かって出ます。
これを可能にする3つのバルブは、洞房接続のバルブ、房室接続のバルブ、および心室の出口のバルブです。
心室から最も遠い（遠位の）バルブを除くすべてのバルブは互いに通信しますが、動脈球の出口にある閉じたバルブは、錐体と中心大動脈との間の圧力差を維持します。
心室と動脈球の圧力が増加し、中央大動脈の圧力を超えると、遠位弁のひだが開き、血液が大動脈に排出されます。心室収縮（収縮）中、近位弁は閉じます。
この閉鎖は、それが弛緩するときに、心室への血液の逆流を防ぎます。この動脈球の収縮は比較的ゆっくりと進行します。心臓から大動脈まで、バルブの各グループが閉じて、血液の逆流を防ぎます。
魚の循環器系の種類
進化のスケールでは、陸生脊椎動物の循環系は、肺魚と同様の循環系を持つ生物に特化していると考えられています。
ただし、3つのシステムのいずれも、他のシステムよりも進化しているとは見なされていません。3つすべてが、それらが生息する環境とそれらを所有する生物のライフスタイルへの適応に成功しています。
硬骨魚の典型的な循環系（純粋な水生呼吸）
純粋な水生呼吸を持つ魚は、鰓を通る血液の流れを通してガスを交換することにより、血液に酸素を送り込みます。えらと全身の呼吸循環は連続しており、典型的な魚です。
心臓は分割されていません。つまり、心臓を構成する4つのチャンバーが直列に接続されており、ペースメーカーは最初のチャンバーである静脈洞にあります。心室は動脈球を通って小さな大動脈に血液を排出します。
大動脈を離れる血液は、鰓に向けられ、水とガスの交換を行い、酸素化されます。えらを通り抜けて、非常に長く硬い背側大動脈になります。
背部大動脈から、血液は体の残りの組織に送られ、約7％に相当する少量が心臓に送られ、一次循環を行い、心筋に酸素を送ります。組織に酸素が供給されると、血液は心臓に戻り、サイクルが再び始まります。
空気呼吸を伴う硬骨魚の循環系
空気呼吸をする魚は水中に住んでいますが、必要な酸素の供給を補完する気泡を取り込むために水面に上がります。これらの魚は、エラフィラメントを使って空気中の酸素を利用していません。
代わりに、これらの種類の魚は、口腔、腸の一部、水泳膀胱、または皮膚組織を使用して、空気から酸素を捕捉します。一般に、空気呼吸を行う魚では、エラのサイズが小さくなり、血液から水への酸素の損失を回避します。
酸素呼吸が主な要因である魚は、呼吸を可能にする鰓と器官への血流分布の変化を可能にするために、さまざまな循環シャントを発達させました。
空気呼吸する魚では、酸素化された血流と脱酸素化された血流が適度に分離されます。脱酸素化された血液は、最初の2つの鰓弓と、空気呼吸を行う臓器を介して送られます。
酸素化された血液は、ほとんどの場合、後部の弓から背部大動脈に流れます。4番目の鰓弓は、求心性動脈と遠心性動脈が接続して血液の酸素化を可能にするように変更されています。
求心性動脈と遠心性動脈を接続するこのシステムは、血液の酸素化が空気呼吸によってより多く発生するという事実にもかかわらず、鰓を通して効果的なガス交換を可能にするように専門化されています。
肺魚循環系
心臓の最も完全な分裂は肺魚にあり、えらがあり、「肺」と定義されています。この種の循環器系で現在生きている種は1つだけです。それはプロトプテルス属のアフリカの魚です。
このタイプの魚の心臓は、他の魚のように4つの部屋ではなく3つの部屋に分かれています。心房、心室、動脈球があります。
これは、心房と心室の間に部分的な中隔があり、心臓の球根にらせん状のひだがあります。これらのパーティションと折りたたみにより、酸素化された血液と脱酸素化された血液の明確な分離が心臓内で維持されます。
これらの魚の前鰓弓にはラメラが欠けており、酸素化された血液は心臓の左側から組織に直接流れますが、後鰓弓にあるラメラには、血流を誘導する動脈結合があります。 。
この接続により、魚が肺のみを介して呼吸する場合、ラメラを通る血液の通過が妨げられます。血液は後側の弓状弓から肺に流れるか、「管」と呼ばれる専用の管を通って背側大動脈に入ります。
管は、肺動脈と魚体の体循環との間の血流の制御に直接関与しています。血管運動部分と「管」は相互に作用します。つまり、一方が収縮すると、もう一方が拡張します。「管」は哺乳類の胎児の「動脈管」に類似しています。
これらの魚の前鰓弓にラメラがないことにより、血液が背側大動脈を介して体循環に直接流れるようになります。
参考文献
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