Διαφορά μεταξύ κλειστού και ανοικτού κυκλοφορικού συστήματος

Πολλά ζώα χρησιμοποιούν ένα κυκλοφορικό σύστημα για τη διανομή θρεπτικών ουσιών και υλικών σε όλο το σώμα σε μια αποτελεσματική ουσία. Υπάρχουν δύο τύποι κυκλοφορικών συστημάτων: ανοιχτό και κλειστό. Κάθε σύστημα έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Αν και το κλειστό σύστημα είναι πιο προηγμένο και επιτρέπει ταχύτερη διανομή, πολλά ασπόνδυλα και άλλα ζώα ταιριάζουν καλύτερα στο απλούστερο ανοιχτό σύστημα.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Το ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα είναι κοινό σε μικρά ζώα όπως τα αρθρόποδα. Αντί για αίμα, το υγρό που κυκλοφορεί ονομάζεται αιμολύμφη και αντλείται από την καρδιά σε ένα η κοιλότητα του σώματος που ονομάζεται αιμοκάιλο, όπου απορροφάται γύρω και λούζει τα εσωτερικά όργανα με θρεπτικά συστατικά και αέρια. Υπάρχει πολύ χαμηλή αρτηριακή πίεση, επομένως αυτό είναι μόνο ένα κατάλληλο σύστημα για ζώα με χαμηλούς μεταβολισμούς που δεν χρειάζονται γρήγορη ενέργεια ή ανοσολογική άμυνα ή αίμα για να φτάσουν σε πολύ άκρα.

Τα μεγαλύτερα ζώα και τα σπονδυλωτά έχουν κλειστά κυκλοφορικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Οι κύριες λειτουργίες του κυκλοφορικού συστήματος είναι η ανταλλαγή αερίων, η κατανομή ορμονών και θρεπτικών συστατικών και η αποβολή των αποβλήτων. Οι δύο κύριες διαδικασίες του κλειστού συστήματος είναι η πνευμονική κυκλοφορία και η συστηματική κυκλοφορία. Το αποξυγονωμένο αίμα διοχετεύεται μέσω των πνευμόνων για τη λήψη οξυγόνου από τον εισπνεόμενο αέρα. Στη συνέχεια, η συστηματική κυκλοφορία διανέμει το πρόσφατα οξυγονωμένο αίμα σε όλο το σώμα. Σε αντίθεση με το λούσιμο όλων των ιστών και των οργάνων με αίμα, το αίμα παραμένει στα αγγεία και μεταφέρεται σε υψηλές πιέσεις προς και από όλα τα άκρα του σώματος με γρήγορο ρυθμό.

Το ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα είναι το απλούστερο από τα δύο συστήματα. Αυτό το σύστημα είναι κοινό μεταξύ των αρθρόποδων. Η καρδιά αντλεί αίμα - ή όπως είναι κοινώς γνωστό για ανοιχτά κυκλοφορικά συστήματα, αιμόλυμφος - σε μια ανοιχτή κοιλότητα που ονομάζεται αιμοκάλη. Το αιμόλυμμα αναμιγνύεται με διάμεσο υγρό και απορροφάται γύρω από το αιμοκύτταρο, λούζοντας τα εσωτερικά όργανα και παρέχοντας θρεπτικά συστατικά και, σε ορισμένες περιπτώσεις, αέρια όπως οξυγόνο. Σε ορισμένα ζώα, η καρδιά είναι απλώς μια αορτή ή άλλο αιμοφόρο αγγείο και η αιμόλυμφη παλλόμενη σε όλο το σώμα από συσπάσεις των μυών.

Δεν υπάρχουν αρτηρίες ή κύριες φλέβες για την άντληση του αιμολύμφου, επομένως η αρτηριακή πίεση είναι πολύ χαμηλή. Οι οργανισμοί με ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα έχουν συνήθως σχετικά υψηλό όγκο αιμολύμφης και χαμηλή αρτηριακή πίεση. Παραδείγματα ζώων με ανοιχτά κυκλοφορικά συστήματα περιλαμβάνουν έντομα, αράχνες, γαρίδες και τα περισσότερα μαλάκια.

Τα μεγαλύτερα και πιο ενεργά ζώα, συμπεριλαμβανομένων όλων των σπονδυλωτών, έχουν κλειστό κυκλοφορικό σύστημα. Αυτό το πιο περίπλοκο σύστημα αποτελείται κυρίως από αίμα, την καρδιά και ένα δίκτυο αιμοφόρων αγγείων. Οι κύριες λειτουργίες του κυκλοφορικού συστήματος είναι η ανταλλαγή αερίων, η κατανομή ορμονών και θρεπτικών συστατικών και η αποβολή των αποβλήτων.

Οι δύο κύριες διαδικασίες του συστήματος είναι η πνευμονική κυκλοφορία και η συστηματική κυκλοφορία. Στην προηγούμενη διαδικασία, το αποξυγονωμένο αίμα διοχετεύεται μέσω των πνευμόνων για ανταλλαγή αερίων, προκειμένου να λαμβάνει οξυγόνο από τον εισπνεόμενο αέρα. Στη συνέχεια, η συστηματική κυκλοφορία διανέμει το πρόσφατα οξυγονωμένο αίμα σε όλο το σώμα. Το αίμα συλλέγει διοξείδιο του άνθρακα, ένα απόβλητο μεταβολισμού, από τα κύτταρα και το επαναφέρει στους πνεύμονες ξανά.

Σε ένα κλειστό κυκλοφορικό σύστημα, το αίμα κατευθύνεται μέσω των αρτηριών στις φλέβες και στα μικρότερα αιμοφόρα αγγεία σε όλο το σώμα. Σε αντίθεση με το λούσιμο όλων των ιστών και των οργάνων με αίμα, το αίμα παραμένει στα αγγεία και μεταφέρεται σε υψηλές πιέσεις προς και από όλα τα άκρα του σώματος με γρήγορο ρυθμό.

Το ανοικτό κυκλοφορικό σύστημα απαιτεί λιγότερη ενέργεια για διανομή. Αυτό το σύστημα είναι πιο κατάλληλο για ζώα που έχουν πιο αργό μεταβολισμό και μικρότερο σώμα. Λόγω της απουσίας αρτηριών, η αρτηριακή πίεση παραμένει χαμηλή και το οξυγόνο χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να φτάσει στα κύτταρα του σώματος. Εάν ένας οργανισμός έχει χαμηλό μεταβολισμό, που σημαίνει ότι είναι γενικά λιγότερο ενεργός σε διαδικασίες όπως η κίνηση, η πέψη και η αναπνοή, έχει ανάγκη για λιγότερο οξυγόνο. Δεδομένου ότι το οξυγονωμένο αίμα χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να φτάσει στα άκρα του σώματος, το ανοιχτό σύστημα είναι εφικτό μόνο σε μικρά ζώα.

Το κλειστό σύστημα λειτουργεί με πολύ υψηλότερη αρτηριακή πίεση. Είναι πιο αποτελεσματικό στο ότι χρησιμοποιεί λιγότερο αίμα για ακόμη υψηλότερα και ταχύτερα επίπεδα διανομής. Δεδομένου ότι το οξυγονωμένο αίμα μπορεί να φτάσει στα άκρα του σώματος γρηγορότερα από ό, τι με ένα ανοιχτό σύστημα, οι οργανισμοί με ένα κλειστό σύστημα μπορεί να έχει υψηλότερους μεταβολισμούς, επιτρέποντάς τους να κινούνται, να αφομοιώνονται και να εξαλείφουν τα απόβλητα πιο γρήγορα. Λόγω της αποτελεσματικής κατανομής των αντισωμάτων, οι ανοσοαποκρίσεις είναι ισχυρότερες, βοηθώντας τον οργανισμό να καταπολεμήσει αποτελεσματικότερα τη μόλυνση.