Көптеген омыртқасыз жануарларда қан тамырлар жүйесі болмайды. Мысалы, губкада, ішек қуыстыларда және жалпақ құрттарда қоректік заттар және оттегінің дененің әртүрлі бөлігіне таралуы ұлпа сұйықтығының диффузиясы арқылы жүзеге асады. Бірақ басқа топтардағы организмдерде қан тамырлар жүйесі болып, сол арқылы үлпа сұйықтығы белгілі-бір бағыттар бойынша таралады. Алғашында қарапайым қан тамырлар болды, кейіннен қан тамырлардың маңында бүлшық ет ұлпалары пайда болган соң. олар жиырыла алатын болды. Сонымен қатар қан тамырларын толтырып түратын қан сұйыктығы да болдьт.
Алғашқы қанайналым жүйесі буылттық құрттарда пайда болды, ол тұйық болды, ішекті айнала орналасқан жоғарғы арқа және төменгі құрсақ қан тамырлары сақина тәрізді қантамырлармен байланысып түрды. Сонымен қатар арқа және құрсақ қан тамырлардан дененің қабырғаларына ішекті қоршап орналасқан ұсақ қан тамырлар тарайды. Бас бөліміне қан арқа қан тамырымен, ал артқы бөлімге құрсақ қантамырлары арқылы таралды.
Буынаяқтыларда қанайналым жүйесі ашық, яғни тамырлар дене қуысына қарай ашылады. Арқа қантамыры перделер арқылы қақпашалармен жүрек жеке куыстарға бөлінген, жүректің жиырылуы арқылы қан артериялық қан тамырына, ал одан — басқа мүшелер арасындағы қуыстарға таралады. Осы қуыстардан жүрек маңы қуысына таралады. Моллюскаларда қанайналым жүйесі ашық, жүрегі бірнеше жүрекше мен қарыншадан, сонымен бірге артериалды және венозды тамырлардан тұрады. Вена қан тамырлар мүшеге ашылып, қарын-шадан артериялық қан тамырлар басталады.
Омыртқасыздарда қан ұлпаларға оттегіні тасымалдайды да, көмірқышқыл газын кері тасиды және қоректік заттарды, гормондарды, сонымен бірге азоттық алмасудың қалдық өнімдерін тасымалдайды. Омыртқасыздардың қанының құрамында омыртқалылармен салыстырғанда белок және қан жасушаларының элементтердің мөлшері аз болады. Көптеген омыртқасыздардың қанның арнайы қан жасушалары тек лейкоциттерден тұрады. Сондықтан омыртқасыздардың қарапайым қаны оттегіні әртүрлі тәсілдермен тасымалдау арқылы толықтырады, яғни оттегіні тасымалдау кезінде гемоглобин, гемоцианин немесе басқа тыныс алатын пигменттерді пайдаланады.
Омыртқасыздарда гемоглобиннің дамуы омыртқалылардың гемоглобинінің дамуына тәуелсіз жүреді, себебі осы пигменттің атқаратын қызметі әртүрлі болуымен ерекшеленеді. Яғни омыртқасыздарда ол қор жинақтау қызметін атқарады, себебі қолайсыз ортада оттегінің аз мөлшерін толықтырып, қорғаныштың қызметін атқарады деген жорамалдар бар. Тірі организмдердің тіршілігі күрделенген сайын қанның құрамындағы оттегінің мөлшері көбейе түседі, яғни тыныс алу пигменттердің оттегіні сіңіру қабілеті арта түседі.
Гемолобин ерте пайда болған деген болжамдар бар. Себебі кейбір бактериялар амин қышқылының бір бөлігі жоғары сатыдағы эурокариоттардың глобиніне ұқсас гемопротеинді синтездейді, сондықтан гемоглобин алғаш рет прокариоттарда пайда болған деп есептелінеді. Бірақ эурокариоттар мен прокариоттардың эволюциясы конвергентті болуы мүмкін. Гемолгобин жалпақ, жұмыр және буылттық құрттарда, буынаяқтыларда, моллюскаларда, тікенектерілерде, балықтарда, қосмекенділерде, бауырымен жорғалаушыларда, құстарда, сүтқоректілерде де кездеседі. Омыртқасыздардың гемоглобиніннің молекулалық массасы 17 000-2 750 000 шамада өзгеріп тұрады. Көптеген буынаяқтыларда және моллюскаларда құрамында мысы бар белок — гемопианин кездеседі. Оның моллекулалық массасы 400 000-5 000 000 тең. Омыртқасыздардың тыныс алу пигменті қанның өткізгіштік қабілетін арттырады. Сонымен бірге, ол қан сұйықтығының осмотикалық балансына да қатысады. Көптеген жәндіктердің қандарында еріген оттегі болса да, тыныс алу пигментері мүлде болмайды.
Жартылай хордалылардың қан тамырлары әлі эндотелиймен астарланбаған. Урохордалылардың жүрегі қарын маңындағы бұлшық еттің өсінкіні түрінде томпайып тұрады. Хордалыларда қанайналым жүйесі жақсы дамығанымен ерекшеленеді. Оларда жүрек, қантамырлары, қан дамыған. Ланцетникте қанайналым жүйесі тұйық, жүрегі болмайды; оның қызметін алдыңғы бөлімдегі жуан қан тамыр — құрсақ қолқасы атқарады. Ең алғаш жүрек суда тіршілік ететін омыртқаларда, соның ішінде балықтарда пайда болған, олардың жүрегі екі қуысты, яғни жүрекше мен қарыншадан тұрады.
Қанайналу шеңбері біреу, артерия қаны мен вена қаны араласпайды. Жүректен вена қаны желбезектерге келеді де, ол жерде тотығып, артерия қанына ай-налады, содан кейін дененің барлық бөліктеріне тарайды. Жүрекке қан қайтадан вена қан тамырларымен қайтып оралады. Бауырымен жорғалаушыларда жүректің қарыншасы жартылай перде арқылы оң (венозды) және сол (артериальды) қарыншаға бөлінген. Қолтырауындардың қарыншасы толық бөлінген. Бірақ, бауырымен жорғалаушылардың қаны әлі артериальды және венозды болып толық бөліне қоймағандықтан олардың денесіне аралас қан таралады.
Құрлықтағы омыртқаларда ароморфоздың арқасында үш, одан кейін төрт қуысты жүрек дамыған. Құстар мен сүтқоректілердің бұлшықетті жүректері төрт қуысқа, яғни екі жүрекше мен екі қарыншаға бөлінген. Қанайналым жүйесінің екі шеңбері бар, оның бірі — үлкен, екіншісі — кіші қанайналу шеңбері. Осы қанайналу шеңберінің нәтижесінде артерия қаны мен вена қаны араласпайды. Артерия қаны жүректен шығады, вена қаны жүрекке қайтып келеді.
Омыртқалылардың жүрегін миогендік типке жатқызады, себебі оның жиырылуы іштен, ол арнайы жиырылатын миофибриллалар деп аталынатын элементтері арқылы жүреді. Балықтарда, қосмекенділерде және бауырымен жорғалаушыларда жүректің жиырылуы вена қолтығы жұқа қабырғаларында орналасқан бұлшық еттердің жиырылуынан басталады және ол жүрекшедегі ішкі өткізгіш жүйелерге қарыншаға жиырылады. Құстар мен сүтқоректілерде вена қолтығы болмайды.
Омыртқалыларда қанның құрылысы мен қызметі күрделене түседі. Қан арнайы элементтерден (жасушалардан) және плазмадан тұрады, оның массасы да мол. Мысалы, сүтқоректілер қанының клеткалық салмағы 45%, плазмансы — 55%. Барлық омыртқалылардың эритроцитінде гемоглобин болады, сүтқоректілерден басқаларының эритроцитінде ядросы болады. Қосмекенділер қанының клеткалары бауырымен жорғалаушыларға, құстарға және сүтқоректілерге қарағанда, элде қайда үлкен. Адамның 1 мл қанында 5 млн эритроцит жэне 8-10 мың лейкоциттер болады. Қазіргі адамдардың қанының топтары да эволюцияның дамуының жемісі. Қанның плазмасында клеткалардың зат алмасуына қажетті ферменттер, гормондар және басқада қосылыстар болады.
Жоғары сатыдағы жануарлардың әртүрлі мүшелерінің қан арқылы зат алмасуы эволюция барысында күрделене түсті. Қанның ең басты қызметі — өкпеден оттегіні ұлпаларға және ұлпадан өкпеге тыныс алудың соңғы өнімі С02 тасымалдау, осы қанның қызметі көп мөлшерде оттегіні тасымалдау бағытында дамыды. Адам ағзасына қажет оттегінің негізгі бөлігі эритроциттегі гемоглобин арқылы тасымалданады, оның салмағы шамамен, эритроциттің үштен бір бөлігіне тең. Алдында бірнеше рет айтқандай, гемоглобин өте күрделі құрылысты белок, ол екі ұ-полипептид жэне екі І-полипептид тізбектерінен тұрады, олар жеке-жеке бір гемовой топқа бірігеді. Оның шығу тегі өте ерте кезден басталған деп есептелінеді.
Эритроциттер С02 ұлпадан өкпеге қарай тасымалдайды, ал тыныс алғанда өкпе арқылы шығады. Эволюция барысында сүтқоректілер, соның ішінде адамдағы гемоглобин оттегіні және С02-да тасымалдауға бейімделген әрі бұл тасымалданулар бір-бірімен тығыз байланысты. Қан ащы ішектен қоректік заттарды бауырга және басқа мүшелерге, сонымен бірге ұлпалардан алмасу өнімдерінің қалдықтарын бүйрекке тасымалдауға жауапты. Организмдердің тіршілігі күрделеніп мүшелердегі зат алмасу процестерінің қарқынды жүруіне байланысты қанның тасымалдау қызметі жоғарлап арту бағытында дамыды.
Оттегінің, көміртектің қос тотығы, қоректік заттар және зат алмасудың өнімдері капиллярларда тек диффузия арқылы ғана қамтамасыз етіледі. Хордалыларда алғаш пайда болған лимфа жүйесі қанайналым жүйесінің дамуымен байланысты дамыды. Эволюция барысында бұл жүйе вена жүйесіннен бөлініп пайда болды.
Лимфа жүйесі лимфа тамырларынан, лимфа түйіндерінен және лимфа сұйықтығынан тұрады. Лимфа тамырлары эндотелийдің ішінде астарланып жататын солқылдақ және бұлшық ет ұлпаларынан түзілген. Бұлар да қан капиллярлары сияқты ішкі көлеммен ерекшеленеді. Лимфа тамырлары өте тармақталған. Олар клетка аралық кеңістіктерде өте ұсақ капиллярлардан басталып ірі лимфа тамырларына айналады. Лимфа тамырлары арқылы лимфа сұйықтығы ұлпалардан вена қанына құйылады. Барлық лимфа тамырлары жиналып жалпы бір үлкен жинағыш тамырға (сүт жолы) құйылады. Жеке лимфа түйіндері балықтардың, қосмекенділердің, бауырымен жорғалаушылардың, құстардың және сүтқоректілердің ішектерінің шырышты қабатында және шырыш астында кездеседі, ал лимфа түйіндерінің топтамасы тек сүтқоректілерде ғана дамыған.
Омыртқалылардың құрылысының күрделенгеніне сәйкес лимфа капиллярлары клеткаларға және лимфа түйіндеріне жақындай түседі. Мысалы, балықтардың ішек эпителеиоциті мен лимфа капиллярлары және лимфа түйіндерінің арақашықтығы 150-180 мкм, одан кейін қосмекенділерде, бауырымен жорғалаушыларда және құстарда өте қысқара түсіп, сүтқоректілерде ол бар болғаны 50-30 мкм болады.