Viele Tiere verwenden ein Kreislaufsystem, um Nährstoffe und Materialien auf effiziente Weise im ganzen Körper zu verteilen. Es gibt zwei Arten von Kreislaufsystemen: offene und geschlossene. Jedes System hat seine Vor- und Nachteile. Obwohl das geschlossene System fortgeschrittener ist und eine schnellere Verbreitung ermöglicht, eignen sich viele Wirbellose und andere Tiere besser für das einfachere offene System.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Das offene Kreislaufsystem ist bei Kleintieren wie Arthropoden verbreitet. Anstelle von Blut wird die zirkulierende Flüssigkeit Hämolymphe genannt und vom Herzen in einen Körperhöhle, die als Hämocoel bezeichnet wird, wo es herumschwappt und die inneren Organe in Nährstoffen und. badet Gase. Da der Blutdruck sehr niedrig ist, ist dies nur ein geeignetes System für Tiere mit niedrigem Stoffwechsel, die keine schnelle Energie oder Immunabwehr oder Blut benötigen, um bis in die äußersten Extremitäten zu gelangen.
Größere Tiere und Wirbeltiere haben geschlossene Kreislaufsysteme, einschließlich des Menschen. Die Hauptfunktionen des Kreislaufsystems sind der Gasaustausch, die Hormon- und Nährstoffverteilung sowie die Abfallbeseitigung. Die beiden Hauptprozesse des geschlossenen Systems sind der Lungenkreislauf und der systemische Kreislauf. Sauerstoffarmes Blut wird durch die Lunge geleitet, um Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft aufzunehmen. Als nächstes verteilt die systemische Zirkulation das neu mit Sauerstoff angereicherte Blut im ganzen Körper. Im Gegensatz zum Baden aller Gewebe und Organe mit Blut verbleibt das Blut in den Gefäßen und wird mit hohem Druck von und zu allen Extremitäten des Körpers mit hoher Geschwindigkeit transportiert.
Offenes Kreislaufsystem
Das offene Kreislaufsystem ist das einfachere der beiden Systeme. Dieses System ist bei Arthropoden üblich. Das Herz pumpt Blut - oder wie es allgemein für offene Kreislaufsysteme bekannt ist, Hämolymphe - in eine offene Höhle, die als Hämocoel bezeichnet wird. Die Hämolymphe vermischt sich mit der interstitiellen Flüssigkeit und schwappt um das Hämocoel herum, badet die inneren Organe und liefert Nährstoffe und in einigen Fällen auch Gase wie Sauerstoff. Bei einigen Tieren ist das Herz einfach eine Aorta oder ein anderes Blutgefäß, und die Hämolymphe wird durch Muskelkontraktionen im ganzen Körper gepulst.
Es gibt keine Arterien oder große Venen, um die Hämolymphe zu pumpen, daher ist der Blutdruck sehr niedrig. Organismen mit einem offenen Kreislaufsystem haben typischerweise ein relativ hohes Hämolymphvolumen und einen niedrigen Blutdruck. Beispiele für Tiere mit offenem Kreislaufsystem sind Insekten, Spinnen, Garnelen und die meisten Weichtiere.
Geschlossenes Kreislaufsystem
Größere und aktivere Tiere, einschließlich aller Wirbeltiere, haben ein geschlossenes Kreislaufsystem. Dieses komplexere System besteht hauptsächlich aus Blut, dem Herzen und einem Netzwerk von Blutgefäßen. Die Hauptfunktionen des Kreislaufsystems sind der Gasaustausch, die Hormon- und Nährstoffverteilung sowie die Abfallbeseitigung.
Die beiden Hauptprozesse des Systems sind der Lungenkreislauf und der systemische Kreislauf. Bei ersterem wird sauerstoffarmes Blut zum Gasaustausch durch die Lunge geleitet, um Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft aufzunehmen. Als nächstes verteilt die systemische Zirkulation das neu mit Sauerstoff angereicherte Blut im ganzen Körper. Das Blut nimmt Kohlendioxid, ein Abfallprodukt des Stoffwechsels, aus den Zellen auf und bringt es wieder in die Lunge zurück.
In einem geschlossenen Kreislaufsystem wird Blut durch Arterien zu Venen und zu kleineren Blutgefäßen im ganzen Körper geleitet. Im Gegensatz zum Baden aller Gewebe und Organe mit Blut verbleibt das Blut in den Gefäßen und wird mit hohem Druck von und zu allen Extremitäten des Körpers mit hoher Geschwindigkeit transportiert.
Vorteile des offenen Systems
Das offene Kreislaufsystem benötigt weniger Energie für die Verteilung. Dieses System ist eher für Tiere geeignet, die einen langsameren Stoffwechsel und einen kleineren Körper haben. Durch das Fehlen von Arterien bleibt der Blutdruck niedrig und Sauerstoff braucht länger, um die Körperzellen zu erreichen. Hat ein Organismus einen niedrigen Stoffwechsel, ist also generell weniger aktiv bei Prozessen wie Fortbewegung, Verdauung und Atmung, braucht er weniger Sauerstoff. Da sauerstoffreiches Blut länger braucht, um die Extremitäten des Körpers zu erreichen, ist das offene System nur bei kleinen Tieren durchführbar.
Vorteile des geschlossenen Systems
Das geschlossene System arbeitet mit einem viel höheren Blutdruck. Es ist effizienter, da weniger Blut für eine noch höhere und schnellere Verteilung verwendet wird. Da sauerstoffreiches Blut die Extremitäten des Körpers schneller erreichen kann als bei einem offenen System, können Organismen mit Ein geschlossenes System kann einen höheren Stoffwechsel haben, wodurch sie sich schneller bewegen, verdauen und Abfälle eliminieren können. Aufgrund der effizienten Verteilung von Antikörpern sind die Immunantworten stärker und helfen dem Körper, Infektionen effektiver abzuwehren.