ההבדל בין מערכת הדם סגורה ופתוחה

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• מערכת הדם הפתוחה
• מערכת הדם הסגורה
• היתרונות של המערכת הפתוחה
• היתרונות של המערכת הסגורה

בעלי חיים רבים משתמשים במערכת הדם כדי להפיץ חומרים מזינים וחומרים בגוף בעניין יעיל. ישנם שני סוגים של מערכות הדם: פתוחים וסגורים. לכל מערכת יתרונות וחסרונות. למרות שהמערכת הסגורה מתקדמת יותר ומאפשרת חלוקה מהירה יותר, חסרי חוליות רבים ובעלי חיים אחרים מתאימים יותר למערכת הפתוחה הפשוטה יותר.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

מערכת הדם הפתוחה נפוצה בקרב בעלי חיים קטנים כמו פרוקי רגליים. במקום דם, הנוזל המועבר נקרא המולימפה, והוא נשאב על ידי הלב לחלל גוף הנקרא המוקואל, שם הוא משתופף סביבו ומרחץ את האיברים הפנימיים בחומרים מזינים וגזים. יש לחץ דם נמוך מאוד, ולכן זו רק מערכת מתאימה לבעלי חיים עם מטבוליזם נמוך שאינם זקוקים לאנרגיה מהירה או להגנה מפני חיסון, או דם כדי להגיע לגפיים הרחוקות.

בעלי חיים גדולים יותר וחולייתנים בעלי מערכות מחזור הדם, כולל בני אדם. הפונקציות העיקריות של מערכת הדם הן חילופי גזים, חלוקת הורמונים וחומרים מזינים וחיסול הפסולת. שני התהליכים העיקריים של המערכת הסגורה הם זרימת ריאה וזרימה מערכתית. דם מחומצן מועבר דרך הריאות כדי לקבל חמצן מאוויר בשאיפה. בשלב הבא, זרימה מערכתית מפיצה את הדם המחומצן שזה עתה בגוף. בניגוד לרחצה של כל הרקמות והאיברים בדם, הדם נותר בכלי ומועבר בלחצים גבוהים לכל קצוות הגוף ובקצב מהיר במהירות.

מערכת הדם הפתוחה

מערכת הדם הפתוחה היא הפשוטה יותר מבין שתי המערכות. מערכת זו נפוצה בקרב פרוקי רגליים. הלב מזרים דם - או כפי שהוא ידוע במערכות הדם הפתוחות, המולימפה - לחלל פתוח שנקרא המוקו. המולימפה מתערבבת עם נוזל ביניים ושיפוף סביב ההמוקול, רוחץ את האיברים הפנימיים ומעביר חומרים מזינים ובמקרים מסוימים גזים כמו חמצן. אצל בעלי חיים מסוימים, הלב הוא פשוט אבי העורקים או כלי דם אחר, והמולימפה פועמת בכל הגוף על ידי התכווצויות שרירים.

אין עורקים או ורידים עיקריים לשאיבת המולימפה, ולכן לחץ הדם נמוך מאוד. אורגניזמים עם מערכת הדם פתוחה בדרך כלל בעלי נפח גבוה יחסית של המולימפה ולחץ דם נמוך. דוגמאות לבעלי חיים עם מערכות מחזור הדם כוללות חרקים, עכבישים, סרטנים ורוב רכיכות.

מערכת הדם הסגורה

לבעלי חיים גדולים יותר ופעילים יותר, כולל כל בעלי החוליות, יש מערכת זרימת דם סגורה. מערכת מורכבת יותר זו מורכבת בעיקר מדם, ללב ורשת של כלי דם. הפונקציות העיקריות של מערכת הדם הן חילופי גזים, חלוקת הורמונים וחומרים מזינים וחיסול הפסולת.

שני התהליכים העיקריים של המערכת הם זרימת ריאה וזרימה מערכתית. בתהליך הקודם, מועברים דם מחומצן דרך הריאות לצורך חילופי גז, על מנת לקבל חמצן מאוויר בשאיפה. בשלב הבא, זרימה מערכתית מפיצה את הדם המחומצן שזה עתה בגוף. הדם מרים פחמן דו חמצני, תוצר פסולת מטבוליזם, מתאים ומחזיר אותו לריאות.

במערכת הדם הסגורה מופנה הדם דרך העורקים לוורידים ולכלי הדם הקטנים יותר בגוף. בניגוד לרחצה של כל הרקמות והאיברים בדם, הדם נותר בכלי ומועבר בלחצים גבוהים לכל קצוות הגוף ובקצב מהיר במהירות.

היתרונות של המערכת הפתוחה

מערכת הדם הפתוחה דורשת פחות אנרגיה להפצה. מערכת זו מתאימה יותר לבעלי חיים שיש להם חילוף חומרים איטי יותר וגוף קטן יותר. בשל היעדר עורקים, לחץ הדם נשאר נמוך, וחמצן לוקח זמן רב יותר להגיע לתאי הגוף. אם לאורגניזם מטבוליזם נמוך, כלומר הוא בדרך כלל פחות פעיל בתהליכים כמו תנועה, עיכול ונשימה, יש לו צורך בפחות חמצן. מכיוון שלדם מחומצן לוקח יותר זמן להגיע לקצוות הגוף, המערכת הפתוחה אפשרית רק אצל בעלי חיים קטנים.

היתרונות של המערכת הסגורה

המערכת הסגורה פועלת עם לחץ דם גבוה בהרבה. הוא יעיל יותר בכך שהוא משתמש בפחות דם לרמות חלוקה גבוהות ומהירות עוד יותר. מכיוון שדם מחומצן עשוי להגיע לקצוות הגוף מהר יותר מאשר במערכת פתוחה, אורגניזמים עם מערכת סגורה עלולים לסבול ממטבוליזם גבוה יותר, מה שמאפשר להם לנוע, לעכל ולחסל פסולת במהירות רבה יותר. בשל התפלגות יעילה של נוגדנים, התגובה החיסונית חזקה יותר, ועוזרת לגוף להילחם בזיהום בצורה יעילה יותר.