Verenkiertoelimistötyypit: avoin vs. Suljettu

Verenkiertojärjestelmä palvelee liikkumista veri sivustoon tai paikkoihin, joissa se voidaan hapettaa ja mihin jätteet voidaan hävittää. Verenkierto palvelee sitten vastahapetettua verta kehon kudoksiin. Kun happi ja muut kemikaalit diffundoituvat verisoluista ja kehon kudosten soluja ympäröivään nesteeseen, jätetuotteet diffundoituvat verensoluihin kuljetettavaksi. Veri kiertää elinten, kuten maksan ja munuaiset jätteet poistetaan ja takaisin keuhkot tuoreelle annokselle happea. Ja sitten prosessi toistuu. Tämä kiertoprosessi on tarpeen solut, kudokset ja jopa koko organismi. Ennen kuin puhumme sydän, meidän pitäisi antaa lyhyt tausta eläimistä löydetyistä kahdesta laajasta liikkeestä. Keskustelemme myös sydämen asteittaisesta monimutkaisuudesta liikkuessamme evoluutioportaita ylöspäin.

Monilla selkärangattomilla ei ole ollenkaan verenkiertoelimistöä. Heidän solut ovat riittävän lähellä ympäristöä happea, muita kaasuja, ravintoaineita ja jätetuotteita varten, jotta ne vain diffundoituvat soluistaan ​​ja soluihinsa. Eläimissä, joissa on useita solukerroksia, erityisesti maaeläimissä, tämä ei toimi, koska niiden solut ovat liian kaukana ulkoisesta ympäristöstä yksinkertaisen osmoosin ja

Korkeampien eläinten verenkiertoelimistössä on kaksi päätyyppiä: avoin ja suljettu. Niveljalkaisilla ja nilviäisillä on avoin verenkiertojärjestelmä. Tämän tyyppisessä järjestelmässä ei ole todellista sydäntä eikä kapillaareja, joita ihmisillä on. Sydämen sijasta on verisuonet jotka toimivat pumppuina veren pakottamiseksi pitkin. Kapillaarien sijasta verisuonet liittyvät suoraan avoimiin sinusiin. "Veri", oikeastaan ​​veren ja interstitiaalisen nesteen yhdistelmä, nimeltään "hemolymph", pakotetaan verisuonista suuriin sinusiin, missä se todella kylpee sisäelimiä. Muut suonet vastaanottavat näistä sinusistä pakotetun veren ja johtavat sen takaisin pumppausastioihin. Se auttaa kuvittelemaan kauhan, jossa kaksi letkua tulee ulos, nämä letkut on kytketty puristimeen. Kun lamppu puristuu, se pakottaa veden kauhaan. Yksi letku ampuu vettä kauhaan, toinen imee vettä kauhasta. Sanomattakin on selvää, että tämä on erittäin tehoton järjestelmä. Hyönteiset voivat selviytyä tämän tyyppisestä järjestelmästä, koska niiden vartaloissa (spiraaleissa) on lukuisia aukkoja, jotka sallivat "veren" joutua kosketuksiin ilman kanssa.

Joidenkin nilviäisten ja kaikkien selkärankaisten ja korkeampien selkärangattomien suljettu verenkiertojärjestelmä on paljon tehokkaampi järjestelmä. Tässä veri pumpataan suljetun verisuonijärjestelmän läpi valtimot, suonetja kapillaareja. Kapillaarit ympäröivät elimet, varmistamalla, että kaikilla soluilla on yhtäläiset mahdollisuudet ruokkia ja poistaa jätteensä. Myös suljetut verenkiertoelimet eroavat toisistaan, kun siirrymme eteenpäin evoluutiopuuta ylöspäin.

Yksi yksinkertaisimmista suljetun verenkiertoelimistön tyypeistä löytyy annelideista, kuten lieroista. Kastemadoilla on kaksi pääverisuonia - selkä- ja vatsa-suoni -, jotka kuljettavat verta kohti päätä tai häntää. Veri liikkuu selkäsuontaa pitkin supistumisen aaltojen avulla verisuonen seinämässä. Näitä supistuvia aaltoja kutsutaan "peristaliksi". Mato-etuosassa on viisi paria astioita, joita kutsumme löysästi "sydämeiksi" ja jotka yhdistävät selkä- ja vatsan verisuonet. Nämä yhdistävät verisuonet toimivat alkeellisina sydäminä ja pakottavat veren laskimoon. Koska lierojen päällys (orvaskesi) on niin ohut ja jatkuvasti kostea, kaasujen vaihtoon on runsaasti mahdollisuuksia, mikä tekee tästä suhteellisen tehottoman järjestelmän mahdolliseksi. Kastelevassa maassa on myös erityisiä elimiä typpipitoisten jätteiden poistamiseksi. Veri voi silti virtata taaksepäin ja järjestelmä on vain hiukan tehokkaampi kuin avoin hyönteisten järjestelmä.

Kun saavutamme selkärankaisia, alamme löytää todellisia tehokkuuksia suljetulla järjestelmällä. Kalalla on yksi yksinkertaisimmista tosi sydämen tyypeistä. Kalan sydän on kaksikammioinen elin, joka koostuu yhdestä eteisestä ja yhdestä kammiosta. Sydämellä on lihakselliset seinät ja venttiili kammioiden välissä. Veri pumpataan sydämestä kiduksiin, missä se vastaanottaa happea ja pääsee eroon hiilidioksidista. Veri siirtyy sitten kehon elimiin, joissa vaihdetaan ravinteita, kaasuja ja jätteitä. Kiertoa ei kuitenkaan ole jaettu hengitysteiden ja muun kehon välillä. Toisin sanoen, veri kulkee kiertokierrossa, joka vie veri sydämestä kiteisiin elimiin ja takaisin sydämeen aloittaakseen kiertomatkansa uudelleen.

sammakot on kolmekammioinen sydän, joka koostuu kahdesta eteisestä ja yhdestä kammiosta. Kammikosta poistuva veri kulkee haaroittuneeseen aorttaan, jossa veressä on yhtäläiset mahdollisuudet kulkea keuhkoihin johtavien suonien kierteen tai muihin elimiin johtavan virtauspiirin läpi. Keuhkoista sydämeen palautuva veri kulkee yhteen atriumiin, kun taas muusta kehosta palautuva veri kulkee toiseen. Molemmat eteiset tyhjenevät yhden kammion sisään. Vaikka tämä varmistaa, että jotkut veri kulkeutuu aina keuhkoihin ja sitten takaisin sydämeen, sekoittaminen hapetettu ja hapetettu veri yksittäisestä kammiosta tarkoittaa, että elimet eivät saa verta tyydyttyneinä happi. Silti kylmäveriselle olennolle, kuten sammakko, järjestelmä toimii hyvin.

Ihmisillä ja kaikilla muilla nisäkkäillä sekä linnuilla on a nelikammioinen sydän kahdella Atria ja kaksi kammiot. Happipitoista ja hapetettua verta ei sekoiteta. Neljä kammiota takaa voimakkaasti hapetetun veren tehokkaan ja nopean liikkumisen kehon elimiin. Tämä auttaa lämmön säätelyssä ja nopeissa, jatkuvissa lihaksen liikkeissä.