Διαφορά μεταξύ κλειστού και ανοιχτού κυκλοφορικού συστήματος

Πολλά ζώα χρησιμοποιούν ένα κυκλοφορικό σύστημα για να διανέμουν θρεπτικά συστατικά και υλικά σε όλο το σώμα σε μια αποτελεσματική ύλη. 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 (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)

Το ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα είναι κοινό μεταξύ μικρών ζώων όπως τα αρθρόποδα. Αντί για αίμα, το υγρό που κυκλοφορεί ονομάζεται αιμολέμφος και αντλείται από την καρδιά σε μια σωματική κοιλότητα που ονομάζεται αιμοκοήλ, όπου περιστρέφεται και λούζει τα εσωτερικά όργανα με θρεπτικά συστατικά και αέρια. Υπάρχει πολύ χαμηλή αρτηριακή πίεση, επομένως αυτό είναι ένα κατάλληλο σύστημα μόνο για ζώα με χαμηλό μεταβολισμό που δεν χρειάζονται γρήγορη ενέργεια ή ανοσοποιητική άμυνα ή αίμα για να φτάσουν στα μακρινά άκρα.

Τα μεγαλύτερα ζώα και τα σπονδυλωτά έχουν κλειστό κυκλοφορικό σύστημα, 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 περνά μέσα από τους πνεύμονες για να λάβει οξυγόνο 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 οργάνων με αίμα, το αίμα παραμένει στα αγγεία και μεταφέρεται υπό υψηλές πιέσεις προς και από όλα τα άκρα του σώματος με γρήγορο ρυθμό.

Ανοιχτό Κυκλοφοριακό Σύστημα

Το ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα είναι το απλούστερο από τα δύο συστήματα. Αυτό το σύστημα είναι κοινό μεταξύ των αρθρόποδων. Η καρδιά αντλεί το αίμα - ή όπως είναι κοινώς γνωστό για τα ανοιχτά κυκλοφορικά συστήματα, την αιμολέμφο - σε μια ανοιχτή κοιλότητα που ονομάζεται αιμοκήλη. Η αιμολέμφος αναμειγνύεται με το διάμεσο υγρό και περιστρέφεται γύρω από το αιμοσέλινο, λούζοντας τα εσωτερικά όργανα και παρέχοντας θρεπτικά συστατικά και σε ορισμένες περιπτώσεις, αέρια όπως το οξυγόνο. Σε ορισμένα ζώα, η καρδιά είναι απλώς μια αορτή ή άλλο αιμοφόρο αγγείο και η αιμολέμφος παλμίζεται σε όλο το σώμα από μυϊκές συσπάσεις.

Δεν υπάρχουν αρτηρίες ή μεγάλες φλέβες που να αντλούν την αιμολέμφο, επομένως η αρτηριακή πίεση είναι πολύ χαμηλή. Οι οργανισμοί με ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα έχουν συνήθως σχετικά υψηλό όγκο αιμολέμφου και χαμηλή αρτηριακή πίεση. Παραδείγματα ζώων με ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα περιλαμβάνουν τα έντομα, τις αράχνες, τις γαρίδες και τα περισσότερα μαλάκια.

Κλειστό κυκλοφορικό σύστημα

Τα μεγαλύτερα και πιο δραστήρια 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 πρώτη διαδικασία, το αποξυγονωμένο αίμα περνά μέσα από τους πνεύμονες για ανταλλαγή αερίων, προκειμένου να λάβει οξυγόνο από τον εισπνεόμενο αέρα. Στη συνέχεια, η συστηματική κυκλοφορία διανέμει το πρόσφατα οξυγονωμένο αίμα σε όλο το σώμα. Το αίμα συλλέγει το διοξείδιο του άνθρακα, ένα απόβλητο του μεταβολισμού, από τα κύτταρα και το επαναφέρει στους πνεύμονες.

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

Πλεονεκτήματα του Open System

Το ανοιχτό 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.

Πλεονεκτήματα του κλειστού συστήματος

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