Κυκλοφορικό σύστημα
Στα θηλαστικά, όπως και στα πουλιά, η δεξιά και η αριστερή κοιλία της καρδιάς διαχωρίζονται εντελώς, έτσι ώστε οι πνευμονικές (πνευμονικές) και οι συστημικές (σωματικές) κυκλοφορίες να είναι εντελώς ανεξάρτητες. Το οξυγονωμένο αίμα φτάνει στον αριστερό κόλπο από τους πνεύμονες και περνά στην αριστερή κοιλία, όπου ωθείται μέσω της αορτής στη συστηματική κυκλοφορία. Το αποξυγονωμένο αίμα από τους ιστούς επιστρέφει στον δεξιό κόλπο μέσω μιας μεγάλης φλέβας, της φλέβας, και αντλείται στην πνευμονική τριχοειδή βάση μέσω της πνευμονικής αρτηρίας.
Μεταξύ των σπονδυλωτών η συστολή της καρδιάς είναι μυογενής ή δημιουργείται από μυ. Ο ρυθμός είναι εγγενής σε όλους τους καρδιακούς μυς, αλλά στις μυογενείς καρδιές ο βηματοδότης προέρχεται από καρδιακό ιστό. Ο βηματοδότης στα θηλαστικά (και επίσης στα πουλιά) είναι μια επιμήκης μάζα εξειδικευμένων κυττάρων που ονομάζεται σινοατριακός κόμβος, που βρίσκεται στο δεξιό κόλπο κοντά στη διασταύρωση με τη φλέβα cavae. Ένα κύμα διέγερσης εξαπλώνεται από αυτόν τον κόμβο στον κολποκοιλιακό κόμβο, ο οποίος βρίσκεται στο δεξιό κόλπο κοντά στη βάση του ενδοκολπικού διαφράγματος. Από αυτό το σημείο η διέγερση πραγματοποιείται κατά μήκος της κολποκοιλιακής δέσμης (δέσμη His) και εισέρχεται στην κύρια μάζα του καρδιακού ιστού κατά μήκος των λεπτών κλαδιών, των ινών Purkinje. Ο ομοιοστατικός ή σταθερός έλεγχος της καρδιάς από νευροενδοκρινικούς ή άλλους παράγοντες διαμεσολαβείται μέσω του εσωτερικού δικτύου ελέγχου της καρδιάς.
Το αίμα φεύγει από την αριστερή κοιλία μέσω της αορτής. Η αορτή θηλαστικών είναι μια μη ζευγαρωμένη δομή που προέρχεται από την αριστερή τέταρτη αορτική αψίδα του πρωτόγονου σπονδυλωτού. Τα πουλιά, από την άλλη πλευρά, διατηρούν τη δεξιά τέταρτη καμάρα.
Το κυκλοφορικό σύστημα σχηματίζει ένα πολύπλοκο δίκτυο επικοινωνίας και διανομής σε όλους τους φυσιολογικά ενεργούς ιστούς του σώματος. Απαιτείται συνεχής, άφθονη παροχή οξυγόνου για τη διατήρηση της ενεργού, θερμικής (ενδοθερμικής) φυσιολογίας των ανώτερων σπονδυλωτών (βλέπε επίσης ενδόθερμο). Η αποτελεσματικότητα της καρδιάς τεσσάρων θαλάμων είναι σημαντική για αυτήν τη λειτουργία. Το οξυγόνο μεταφέρεται από εξειδικευμένα ερυθρά αιμοσφαίρια ή ερυθροκύτταρα, όπως σε όλα τα σπονδυλωτά. Η συσκευασία της αιμοσφαιρίνης χρωστικής που φέρει οξυγόνο σε ερυθροκύτταρα διατηρεί το ιξώδες του αίματος ελάχιστο και επιτρέπει έτσι την αποτελεσματική κυκλοφορία περιορίζοντας ταυτόχρονα το μηχανικό φορτίο στην καρδιά. Το ερυθροκύτταρο θηλαστικών είναι μια πολύ εξελιγμένη δομή. Το δισκοειδές, αμφίκυρτο σχήμα του επιτρέπει τη μέγιστη επιφάνεια ανά μονάδα όγκου. Όταν είναι ώριμα και λειτουργικά, τα ερυθρά αιμοσφαίρια θηλαστικών είναι πυρηνικά (στερούνται πυρήνα).
Αναπνευστικό σύστημα
Σε στενή σύνδεση με το κυκλοφορικό σύστημα είναι η αναπνευστική συσκευή, οι πνεύμονες και οι σχετικές δομές. Ο εξαερισμός στα θηλαστικά είναι μοναδικός. Οι ίδιοι οι πνεύμονες είναι λιγότερο αποτελεσματικοί από εκείνους των πτηνών, διότι η κίνηση του αέρα αποτελείται από μια άμπωτη και ροή, παρά ένα μονόδρομο κύκλωμα, έτσι παραμένει ένας υπολειπόμενος όγκος αέρα που δεν μπορεί να λήξει. Ο εξαερισμός στα θηλαστικά γίνεται μέσω αντλίας αρνητικής πίεσης που καθίσταται δυνατή με την εξέλιξη μιας οριστικής θωρακικής κοιλότητας με διάφραγμα.
Το διάφραγμα είναι μια μοναδική σύνθετη δομή που αποτελείται από (1) το εγκάρσιο διάφραγμα (ένα τοίχωμα που χωρίζει πρωταρχικά την καρδιά από τα γενικά σπλάχνα). (2) πλευροπεριτοναϊκές πτυχές από το τοίχωμα του σώματος. (3) μεσεντερικές πτυχές. και (4) αξονικοί μύες που εισάγονται σε έναν κεντρικό τένοντα, ή διαφραγματική απώνωση.
Οι πνεύμονες βρίσκονται σε ξεχωριστά αεροστεγή διαμερίσματα που ονομάζονται υπεζωκοτικές κοιλότητες, χωρισμένα από το μεσοθωράκιο. Καθώς το μέγεθος της υπεζωκοτικής κοιλότητας αυξάνεται, ο πνεύμονας διογκώνεται και ο αέρας ρέει παθητικά. Η διεύρυνση της υπεζωκοτικής κοιλότητας προκαλείται από συστολή του διαφράγματος ή με ανύψωση των πλευρών. Το χαλαρό διάφραγμα κυλάει προς τα πάνω, αλλά όταν συστέλλεται τεντώνεται επίπεδο. Η λήξη είναι μια ενεργή κίνηση που προκαλείται από συστολή των κοιλιακών μυών έναντι των σπλάχνων.
Ο αέρας συνήθως εισέρχεται στις αναπνευστικές οδούς μέσω των ρουθουνιών, όπου μπορεί να ζεσταθεί και να υγρανθεί. Περνά πάνω από τον οστό ουρανίσκο και τον μαλακό ουρανίσκο και μπαίνει στον φάρυγγα. Στο φάρυγγα τα περάσματα για τον αέρα και τα τρόφιμα διασχίζουν. Ο αέρας εισέρχεται στην τραχεία, η οποία χωρίζεται στο επίπεδο των πνευμόνων σε πρωτογενείς βρόγχους. Χαρακτηριστικό γνώρισμα της τραχείας πολλών θηλαστικών είναι ο λάρυγγας. Τα φωνητικά κορδόνια εκτείνονται κατά μήκος του λάρυγγα και δονούνται από την αναγκαστική λήξη για να παράγουν ήχο. Η λαρυγγική συσκευή μπορεί να τροποποιηθεί σημαντικά για την παραγωγή σύνθετων φωνητικών. Σε ορισμένες ομάδες - για παράδειγμα, μαϊμούδες, το υβριδικό σύστημα ενσωματώνεται στο όργανο παραγωγής ήχου, ως θάλαμος συντονισμού.
