گردش باز: سفر خون در حفرههای بدن
گردش خون چیست و چرا مهم است؟
همهٔ موجودات زنده برای زنده ماندن نیاز دارند که مواد غذایی و اکسیژن را به همهٔ سلولهای بدنشان برسانند و همچنین مواد زائد را از آنها دور کنند. این کار مهم را سیستم گردش خون انجام میدهد. به زبان ساده، سیستم گردش خون مانند یک سیستم حملونقل درونشهری در بدن است. حالا این سیستم حملونقل میتواند طرحهای مختلفی داشته باشد. یکی از این طرحها «گردش باز» نام دارد.
گردش باز چگونه کار میکند؟
در سیستم گردش باز، خون درون رگهای بسته محبوس نیست. در عوض، قلب خون را به درون سرخرگهایی پمپ میکند که این سرخرگها به فضاهای باز و بزرگی در بدن به نام حفرههای بدنی۷ یا سینوسها ختم میشوند. در این حفرهها، خون مستقیماً با اندامها و سلولهای بدن تماس پیدا میکند و تبادل مواد انجام میشود. پس از این تبادل، خون به آرامی از میان این فضاها جمعآوری شده و از طریق سیاهرگها دوباره به قلب بازمیگردد تا چرخه تکرار شود. به مایعی که در این سیستم جریان دارد، اغلب همولنف میگویند.
مهمترین ساکنان دنیای گردش باز: نرمتنان و بندپایان
این سیستم گردش خون بیشتر در جانوران بیمهرهای دیده میشود که ساختمان بدن سادهتری دارند. دو گروه بزرگ و شناختهشده که از این سیستم استفاده میکنند، نرمتنان و بندپایان هستند.
| گروه جانوری | مثالهای آشنا | ویژگیهای سیستم گردش باز |
|---|---|---|
|
نرمتنان (مانند حلزون، صدف) |
حلزون باغچه، ماهی مرکب، اختاپوس | قلب نسبتاً پیشرفتهتری دارند. همولنف آنها اغلب حاوی رنگدانههایی است که اکسیژن را حمل میکنند، مانند هموسیانین۸ که بر خلاف هموگلوبین ما، بر پایهٔ مس است و رنگ آن آبی متمایل به بنفش است. |
|
بندپایان (مانند حشرات، عنکبوت) |
ملخ، پروانه، خرچنگ نعلاسب | سیستم سادهتری دارند. همولنف آنها معمولاً اکسیژن را به صورت حلشده در مایع حمل میکند و فاقد رنگدانههای اختصاصی حمل اکسیژن است، زیرا اکسیژنرسانی به بافتهاعمدتاً از طریق شبکهای از لولههای نازک به نام نای۹ انجام میشود. |
نگاهی از نزدیک: گردش خون در یک حلزون
فرض کنید یک حلزون را در باغچه دیدهاید. بدن نرم این جانور توسط یک سیستم گردش باز زنده نگه داشته میشود. قلب حلزون که تنها یک بطن و یک دهلیز دارد، همولنف را به داخل یک سرخرگ اصلی پمپ میکند. این سرخرگ به حفرهای بزرگ در بدن به نام حفرهٔ عمومی باز میشود. در این حفره، همولنف که حاوی مواد غذایی و اکسیژن است، احشای داخلی مانند کبد و اندامهای گوارشی را شستشو میدهد و مواد مورد نیازشان را به آنها میرساند. سپس همولنف از طریق سیاهرگها به قلب بازمیگردد. این یک چرخهٔ آرام و کمفشار اما کارآمد برای یک موجود با متابولیسم پایین است.
مزایا و محدودیتهای گردش باز
هیچ سیستمی کامل نیست. گردش باز نیز مزایا و معایب خاص خود را دارد که آن را برای برخی جانوران مناسب و برای برخی دیگر نامناسب ساخته است.
مزایا:
- سادگی: ساختار سادهای دارد و انرژی کمتری برای نگهداری آن نیاز است.
- تبادل مستقیم: چون مایع مستقیماً با سلولها تماس دارد، تبادل مواد میتواند به صورت مستقیم و بدون واسطه انجام شود.
- مناسب برای اندازههای کوچک: برای جانوران کوچک یا آنهایی که سرعت متابولیسم پایینی دارند، کاملاً کافی است.
محدودیتها:
- فشار پایین: فشار جریان خون بسیار کم است، بنابراین پمپاژ خون به قسمتهای دورتر بدن کند و ضعیف است.
- کنترل کمتر: هدایت جریان خون به سمت اندامهای خاص که ممکن است در یک لحظه به خون بیشتری نیاز داشته باشند، سختتر است.
- نامناسب برای جانوران بزرگ: این سیستم نمیتواند نیازهای اکسیژن و مواد غذایی یک جانور بزرگ و فعال مانند یک پرنده یا پستاندار را برطرف کند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. خون انسان به دلیل وجود هموگلوبین (که حاوی آهن است) قرمز رنگ است. اما همولنف بسیاری از این جانوران رنگی متفاوت دارد. برای مثال، در بسیاری از نرمتنان، همولنف به دلیل وجود هموسیانین (حاوی مس) میتواند بیرنگ یا آبی-بنفش کمرنگ باشد. در بیشتر حشرات، همولنف زرد کمرنگ یا سبز بسیار روشن است.
خیر، این یک قاعدهٔ مطلق نیست. برخی استثناهای جالب وجود دارند. برای مثال، ماهی مرکب و اختاپوس که از نرمتنان بسیار پیشرفته هستند، یک سیستم گردش خون بسته دارند! این امر به آنها کمک میکند تا بزرگتر و فعالتر باشند و نیاز به انرژی بالای خود را تأمین کنند.
این یک پرسش بسیار خوب است. بازگشت همولنف به قلب اغلب به کمک انقباضات ماهیچههای بدن صورت میگیرد. وقتی جانور حرکت میکند، ماهیچهها فشار وارد کرده و همولنف را به سمت سیاهرگها و در نهایت به سمت قلب هدایت میکنند. برخی جانوران نیز دارای "قلبهای کمکی" در قسمتهای مختلف بدن هستند که به بازگرداندن خون کمک میکنند.
پاورقی
۱ گردش باز (Open Circulation)
۲ خون (Blood) - در این جانوران معمولاً اصطلاح «همولنف» به کار میرود.
۳ حفرههای بدن (Body Cavities or Sinuses)
۴ همولنف (Hemolymph): مایع گردشکننده در بدن بسیاری از بیمهرگان که عملکردی مشابه خون و لنف در مهرهداران دارد.
۵ نرمتنان (Mollusks): شاخهای از جانوران بیمهره مانند حلزون، صدف و اختاپوس.
۶ بندپایان (Arthropods): بزرگترین شاخه از جانوران که شامل حشرات، عنکبوتیان و سختپوستان میشود.
۷ حفرههای بدنی (Hemocoel): حفرهٔ اصلی بدن در این جانوران که همولنف آن را پر میکند.
۸ هموسیانین (Hemocyanin): رنگدانهٔ تنفسی بر پایهٔ مس که در همولنف برخی بیمهرگان یافت میشود.
۹ نای (Trachea): سیستم لولهای که وظیفهٔ تنفس و رساندن مستقیم اکسیژن به بافتها را در حشرات و برخی دیگر از بندپایان بر عهده دارد.
