Видове кръвоносни системи: Отворени срещу Затворена

Кръвоносната система служи за движение кръв до обект или места, където може да бъде кислород и където отпадъците могат да бъдат изхвърлени. След това циркулацията служи за довеждане на новоокислена кръв към тъканите на тялото. Тъй като кислородът и другите химикали дифундират от кръвните клетки и в течността, обграждаща клетките на тъканите на тялото, отпадъчните продукти дифундират в кръвните клетки, които трябва да бъдат пренесени. Кръвта циркулира през органи като черния дроб и бъбреци където отпадъците се отстраняват и обратно към бели дробове за свежа доза кислород. И тогава процесът се повтаря. Този процес на циркулация е необходим за продължаване на живота на клетки, тъкани и дори на целия организъм. Преди да поговорим за сърце, трябва да дадем кратка справка за двата широки типа кръвообращение, открити при животни. Ще обсъдим и прогресивната сложност на сърцето, докато човек се движи нагоре по еволюционната стълбица.

Много безгръбначни изобщо нямат кръвоносна система. Клетките им са достатъчно близки до средата им за кислород, други газове, хранителни вещества и отпадни продукти, за да могат просто да дифундират от и в клетките си. При животни с многослойни клетки, особено сухоземни, това няма да работи, тъй като клетките им са твърде далеч от външната среда за проста осмоза и

При висшите животни има два основни типа кръвоносни системи: отворена и затворена. Членестоногите и мекотелите имат отворена кръвоносна система. В този тип система няма нито истинско сърце, нито капиляри, каквито се срещат при хората. Вместо сърце, има кръвоносни съдове които действат като помпи, за да принудят кръвта заедно. Вместо капиляри кръвоносните съдове се присъединяват директно с отворени синуси. „Кръв“, всъщност комбинация от кръв и интерстициална течност, наречена „хемолимфа“, се принуждава от кръвоносните съдове в големи синуси, където всъщност къпе вътрешните органи. Други съдове получават кръв, принудена от тези синуси и я отвеждат обратно към помпените съдове. Помага да си представите кофа с два маркуча, излизащи от нея, тези маркучи, свързани с притискаща крушка. Когато крушката се изтласква, тя принуждава водата към кофата. Единият маркуч ще изстрелва вода в кофата, а другият изсмуква вода от кофата. Излишно е да казвам, че това е много неефективна система. Насекомите могат да се справят с този тип система, тъй като имат множество отвори в телата си (спирали), които позволяват на "кръвта" да влиза в контакт с въздуха.

Затворената кръвоносна система на някои мекотели и всички гръбначни и по-високогръбначни е много по-ефективна система. Тук кръвта се изпомпва през затворена система от артерии, вени, и капиляри. Капилярите обграждат органи, като се гарантира, че всички клетки имат еднаква възможност за подхранване и отстраняване на отпадните си продукти. Въпреки това, дори затворените кръвоносни системи се различават с напредването на еволюционното дърво.

Един от най-простите видове затворени кръвоносни системи се намира в анелидите, като земния червей. Земните червеи имат два основни кръвоносни съда - дорсален и вентрален съд, които пренасят кръв съответно към главата или опашката. Кръвта се премества по гръбния съд чрез свиване на вълните в стената на съда. Тези свиваеми вълни се наричат ​​"перисталтика". В предната област на червея има пет чифта съдове, които ние свободно наричаме „сърца“, които свързват гръбните и вентралните съдове. Тези свързващи съдове функционират като рудиментарни сърца и принуждават кръвта във вентралния съд. Тъй като външното покритие (епидермиса) на земния червей е толкова тънко и е постоянно влажно, има достатъчно възможности за обмен на газове, което прави тази относително неефективна система възможна. В земния червей има и специални органи за отстраняване на азотни отпадъци. Все пак кръвта може да тече назад и системата е само малко по-ефективна от отворената система от насекоми.

Когато стигнем до гръбначните, започваме да откриваме реална ефективност със затворената система. Рибите притежават един от най-простите видове истински сърца. Сърцето на рибата е двукамерен орган, съставен от едно предсърдие и една камера. Сърцето има мускулести стени и клапан между камерите. Кръвта се изпомпва от сърцето към хрилете, където тя получава кислород и се освобождава от въглеродния диоксид. След това кръвта преминава към органите на тялото, където се обменят хранителни вещества, газове и отпадъци. Въпреки това, няма разделение на кръвообращението между дихателните органи и останалата част от тялото. Тоест, кръвта пътува по верига, която отвежда кръвта от сърцето към хрилете към органите и обратно към сърцето, за да започне отново кръговото си пътуване.

жаби имат трикамерно сърце, състоящо се от две предсърдия и една камера. Кръвта, напускаща вентрикула, преминава в разклонена аорта, където кръвта има равна възможност да пътува през кръг от съдове, водещи към белите дробове, или по верига, водеща към другите органи. Кръвта, която се връща към сърцето от белите дробове, преминава в едното предсърдие, докато кръвта, която се връща от останалата част на тялото, преминава в другото. И двете предсърдия се изпразват в отделната камера. Въпреки че това гарантира, че малко кръв винаги преминава към белите дробове и след това обратно към сърцето, смесването на кислородна и дезоксигенирана кръв в единичната камера означава, че органите не получават насищане на кръв кислород. Все пак за студенокръвно същество като жабата системата работи добре.

Хората и всички други бозайници, както и птиците, имат a четирикамерно сърце с две предсърдия и две вентрикули. Деоксигенирана и оксигенирана кръв не се смесват. Четирите камери осигуряват ефективно и бързо придвижване на силно оксигенирана кръв към органите на тялото. Това помага за термичната регулация и за бързите, продължителни движения на мускулите.