Sistema circolatorio
Nei mammiferi, come negli uccelli, i ventricoli destro e sinistro del cuore sono completamente separati, in modo che le circolazioni polmonari (polmonari) e sistemiche (corporee) siano completamente indipendenti. Il sangue ossigenato arriva nell'atrio sinistro dai polmoni e passa al ventricolo sinistro, da dove viene forzato attraverso l'aorta alla circolazione sistemica. Il sangue deossigenato dai tessuti ritorna nell'atrio destro attraverso una grande vena, la vena cava, e viene pompato nel letto capillare polmonare attraverso l'arteria polmonare.
Tra i vertebrati la contrazione del cuore è miogenica o generata dai muscoli; il ritmo è inerente a tutti i muscoli cardiaci, ma nei cuori miogenici il pacemaker è derivato dal tessuto cardiaco. Il pacemaker nei mammiferi (e anche negli uccelli) è una massa oblunga di cellule specializzate chiamata nodo senoatriale, situata nell'atrio destro vicino all'incrocio con la vena cava. Un'onda di eccitazione si diffonde da questo nodo al nodo atrioventricolare, che si trova nell'atrio destro vicino alla base del setto interatriale. Da questo punto l'eccitazione viene condotta lungo il fascio atrioventricolare (fascio di His) ed entra nella massa principale del tessuto cardiaco lungo i rami sottili, le fibre di Purkinje. Il controllo omeostatico o stabile del cuore da parte di neuroendocrini o altri agenti è mediato attraverso la rete di controllo intrinseca del cuore.
Il sangue lascia il ventricolo sinistro attraverso l'aorta. L'aorta di mammifero è una struttura spaiata derivata dal quarto arco aortico sinistro del vertebrato primitivo. Gli uccelli, d'altra parte, mantengono il quarto arco destro.
Il sistema circolatorio forma una complessa rete di comunicazione e distribuzione a tutti i tessuti fisiologicamente attivi del corpo. È necessario un costante e abbondante apporto di ossigeno per sostenere la fisiologia attiva, che produce calore (endotermia) dei vertebrati superiori (vedere anche endoterma). L'efficienza del cuore a quattro camere è importante per questa funzione. L'ossigeno viene trasportato da globuli rossi specializzati, o eritrociti, come in tutti i vertebrati. Il confezionamento dell'emoglobina di pigmento contenente ossigeno in eritrociti riduce al minimo la viscosità del sangue e consente quindi una circolazione efficiente limitando il carico meccanico sul cuore. L'eritrocita di mammifero è una struttura altamente evoluta; la sua forma discoidale e biconcava consente la massima superficie per unità di volume. Quando sono maturi e funzionali, i globuli rossi dei mammiferi sono enucleati (privi di un nucleo).
Sistema respiratorio
A stretto contatto con il sistema circolatorio è l'apparato ventilatorio (respiratorio), i polmoni e le strutture associate. La ventilazione nei mammiferi è unica. I polmoni stessi sono meno efficienti di quelli degli uccelli, poiché il movimento dell'aria consiste in un flusso e riflusso, piuttosto che in un circuito a senso unico, quindi rimane sempre un volume d'aria residuo che non può essere espirato. La ventilazione nei mammiferi è per mezzo di una pompa a pressione negativa resa possibile dall'evoluzione di una cavità toracica definitiva con un diaframma.
Il diaframma è una struttura composita unica costituita da (1) il setto trasversale (una parete che separa in modo primitivo il cuore dai visceri generali); (2) pieghe pleuroperitoneali dalla parete del corpo; (3) pieghe mesenteriche; e (4) muscoli assiali che si inseriscono su un tendine centrale o aponeurosi diaframmatica.
I polmoni si trovano in compartimenti ermetici separati chiamati cavità pleuriche, separati dal mediastino. All'aumentare della dimensione della cavità pleurica, il polmone si espande e l'aria fluisce passivamente. L'ingrandimento della cavità pleurica è prodotto dalla contrazione del diaframma o dall'elevazione delle costole. Il diaframma rilassato domina verso l'alto, ma quando è contratto si allunga in piano. La scadenza è un movimento attivo provocato dalla contrazione dei muscoli addominali contro i visceri.
L'aria entra tipicamente nei passaggi respiratori attraverso le narici, dove può essere riscaldata e inumidita. Passa sopra il palato osseo e il palato molle ed entra nella faringe. Nella faringe si incrociano i passaggi per aria e cibo. L'aria entra nella trachea, che si divide a livello dei polmoni in bronchi primari. Una caratteristica della trachea di molti mammiferi è la laringe. Le corde vocali si estendono attraverso la laringe e sono vibrate dalla espirazione forzata per produrre suono. L'apparato laringeo può essere notevolmente modificato per la produzione di vocalizzazioni complesse. In alcuni gruppi - ad esempio scimmie urlatrici - l'apparato ioidico è incorporato nell'organo che produce il suono, come una camera risonante.
