RESPIRACIÓN EN ANIMALES.

RESPIRACIÓN EN ANIMALES.

Los organismos del reino animal poseen respiración aeróbica y para realizar el intercambio de gases con el ambiente, cuentan con diferentes adaptaciones que les permiten satisfacer sus necesidades de energía, de acuerdo con su tamaño corporal, hábitat y tipo de actividades realizadas.  

La respiración en animales puede ser directa, cutánea, branquial, traqueal y pulmonar. A excepción de la directa, los demás tipos de respiración requieren la participación de órganos respiratorios para el intercambio de gases.

RESPIRACIÓN DIRECTA

Es el tipo de respiración en el que el intercambio de gases se produce directamente entre el medio ambiente y las células del organismo, sin la intervención de órganos respiratorios. Gracias a que la concentración de oxígeno es mayor en el medio que al interior del animal, el oxígeno ingresa a través de las membranas de las células que forman su capa exterior por medio de la difusión, forma de transporte a nivel celular que no requiere energía. El dióxido de carbono es expulsado de la misma forma. Este tipo de respiración es propia de poríferos, cnidarios, platelmintos y nematodos.

PORÍFEROS

Las esponjas dependen de la difusión para obtener el oxígeno que necesitan. El movimiento permanente de sus coanocitos contribuye a que el agua, rica en oxígeno, fluya permanentemente cerca del cuerpo del animal. De esta forma se mantiene el suministro de oxígeno, garantizando con ello que la difusión sea efectiva. Como el cuerpo de las esponjas está constituido solamente por dos capas delgadas de células que están en contacto con el agua, la difusión es suficiente para que se realice el proceso respiratorio.

CNIDARIOS

Los cnidaríos, como las medusas y las hidras, carecen de sistema respiratorio y, por lo tanto, el intercambio gaseoso se realiza en todo el cuerpo del animal por difusión, pasando de unas células a otras. Organismos parásitos como la tenia, que pertenece a los platelmintos, y los oxiuros, que pertenecen a los nematodos, requieren una mínima cantidad de oxígeno para su metabolismo, por ello se les denomina microaerófilos.

RESPIRACIÓN CUTÁNEA.

La respiración cutánea es otra modalidad de respiración, propia de animales que viven generalmente en el medio acuático. En este tipo de respiración el intercambio gaseoso se realiza a través de la piel.  Para que se lleve a cabo de manera efectiva, la piel debe tener las siguientes características:

·         Estar permanentemente húmeda.

·         Ser muy delgada o fina.

·         Estar muy irrigada por conductos o vasos sanguíneos que permiten transportar, por la sangre, el oxígeno a todas las células del cuerpo.

En este tipo de respiración es importante diferenciar el tegumento corporal, que constituye la estructura respiratoria de la piel, por medio de la cual se realiza el intercambio de gases a través de la epidermis. Cuando la respiración cutánea ocurre en organismos de vida terrestre es fundamental que la piel se mantenga húmeda mediante la secreción de una sustancia especial denominada mucus. Esta sustancia es producida por las células glandulares, intercaladas entre las células cúbicas que componen el tejido epitelial.

La respiración cutánea es frecuente en invertebrados acuáticos, como los moluscos, y en algunos terrestres, como la lombriz de tierra y la sanguijuela. Entre los vertebrados es común en algunos peces como la anguila, y sus larvas, y es muy importante en los anfibios, aunque en este caso, este tipo de respiración no es exclusiva, sino que coexiste con  la respiración branquial o pulmonar.

Los anfibios en estado larvario respiran en el interior del agua utilizando branquias y, en su proceso de metamorfosis, al pasar a la edad adulta pierden las branquias y desarrollan pulmones para poder respirar en tierra. Sin embargo, en algunas ocasiones deben volver al agua para la reproducción y la búsqueda de alimento. Entonces se activa la respiración cutánea.

RESPIRACIÓN BRANQUIAL

Es el tipo de respiración que se lleva a cabo por medio de las branquias o agallas, estructuras constituidas por una serie de laminillas formadas por dobleces de la piel que contienen muchos vasos sanguíneos, en los que tiene lugar el intercambio gaseoso.  

Las branquias se encuentran principalmente en animales acuáticos invertebrados como anélidos, moluscos, crustáceos y equinodermos; así mismo, en animales acuáticos vertebrados como peces y anfibios. También las poseen algunos animales terrestres, como las pulgas de playa y las cochinillas de humedad. Las branquias son extremadamente eficientes y logran extraer más del 80 del oxígeno presente en el agua. De acuerdo con su ubicación en el cuerpo del animal, las branquias pueden ser externas o internas.

v  BRANQUIAS EXTERNAS

Se encuentran por fuera del cuerpo del organismo. Están formadas por penachos muy plegados de piel que permanecen en contacto con el agua. Se consideran poco complejas y se encuentran principalmente en algunos anélidos, como los poliquetos; moluscos y crustáceos y en los estados larvarios de anfibios e insectos. En algunos peces, las branquias externas solamente están presentes en las larvas, y preceden al desarrollo del aparato branquial del adulto.  

Las branquias externas tienen la ventaja de que, con un simple movimiento, facilitan el ingreso del agua. Sin embargo, están expuestas a daños, ya que no tienen protección y pueden atraer fácilmente a los depredadores.

v  LAS BRANQUIAS INTERNAS

Son branquias que se encuentran en el interior del cuerpo del organismo. Este tipo de branquias, más o menos complejas, se encuentran en la mayoría de moluscos, crustáceos y peces. Cuentan con una cubierta protectora, y están localizadas en el interior de una región denominada cavidad branquial. Se consideran más complejas que las branquias externas, aunque necesitan de un mecanismo especial para producir el movimiento del agua con la que están en contacto, lo que genera al animal un mayor gasto energético.  

LAS BRANQUIAS PUEDEN SER DÉRMICAS O SANGUÍNEAS.

·      Las branquias dérmicas, propias de algunos equinodermos, son numerosas proyecciones dactiliformes (con forma de dedo) muy pequeñas que se encuentran protegidas por espinas, en las cuales se lleva a cabo la respiración. Están conformadas por tres capas: una capa muscular, una capa epidérmica externa y una capa peritoneal interna. Las cavidades internas de estas branquias son huecas, razón por la cual estas se comunican libremente con el celoma, que es la cavidad interna del animal.  

·      Las branquias sanguíneas son características de insectos que habitan en el medio acuático. Estas estructuras poseen hemoglobina y facilitan la respiración de las larvas de algunos insectos.

RESPIRACIÓN EN LOS PECES

La respiración branquial alcanza su mayor eficacia en los vertebrados acuáticos como los peces. La cavidad bucal de los peces se comunica con el medio ambiente a través de la boca y también a través de unas aberturas faríngeas laterales, denominadas hendiduras branquiales. Las branquias están ubicadas a ambas partes de estas hendiduras. Están cubiertas por unas placas externas protectoras llamadas opérculo s, que funcionan a manera de tapas móviles que se abren y se cierran. En cada lado del pez hay cuatro arcos branquiales situados entre las hendiduras branquiales (figura ). La apertura de la boca y los movimientos de los arcos branquiales garantizan que el agua ingrese al cuerpo del pez. Cuando el agua pasa por las branquias, toman el oxígeno disuelto en ella, que luego pasa por difusión a la sangre. El color rojizo de las branquias se debe a los numerosos vasos sanguíneos que poseen. El agua suministra el soporte que las láminas branquiales requieren,  de tal forma que cuando el pez sale del agua, las branquias se pegan. El intercambio de oxígeno (O) y dióxido de carbono (C0) es muy eficaz, ya que la sangre fluye en dirección contraria al agua, lo que hace posible que a medida que avanza, se encuentre con agua fresca  cargada de oxígeno. Este proceso se denomina sistema de intercambio a contracorriente.

El tamaño de las branquias varía en función de la actividad de los peces, y es mayor en aquellos peces más activos, como el atún. En  peces cartilaginosos, como los tiburones y las rayas, existen cinco  hendiduras y presentan, a cada lado, un poro llamado espiráculo que es lateral en los tiburones y dorsal en las rayas. En estos animales el agua entra por la boca y sale por el espiráculo mientras baña las branquias.

RESPIRACIÓN TRAQUEAL

En la respiración traqueal el cuerpo del organismo es atravesado por un sistema de tubos interconectados y llenos de aire, denominados tráqueas (figura). Son estructuras medianamente rígidas que no se colapsan y que se abren a la atmósfera a través de unos poros llamados espiráculos, situados a lo largo de la pared lateral del cuerpo. Los espiráculos tienen un sistema de apertura y cierre controlado por el sistema nervioso y, además de permitir la entrada y salida de gases, controlan la pérdida de agua.

Las tráqueas penetran en el cuerpo desde cada espiráculo, ramificándose y haciéndose más finas a medida que aumenta la distancia desde los espiráculos. Esto da lugar a unos túbulos muy delgados de pared fina denominados traqueolas que llegan a todos los tejidos y células del animal. Allí es donde se realiza el intercambio gaseoso dada la ausencia de un sistema circulatorio.

El número de espiráculos puede variar desde un único par funcional hasta 10 u 11 pares y se pueden encontrar en el tórax, en el abdomen o en ambos. En la mayoría de los insectos se pueden cerrar mediante los músculos espiraculares.

El flujo de gases por la tráquea es unidireccional. En algunos organismos, el oxígeno pasa a la tráquea por difusión y en

otros, por un bombeo activo del aire.  Una característica común del sistema respiratorio de todos los insectos es la presencia de unas ampliaciones del sistema traqueal, denominadas sacos aéreos, algunos de los cuales son dilataciones y otros una especie de extremos ciegos de las tráqueas. Dichos sacos se encuentran principalmente en insectos activos, en los que pueden ocupar una gran parte de su volumen corporal.  

RESPIRACIÓN PULMONAR

Los pulmones son las estructuras respiratorias, que conectan con el exterior mediante una serie de tubos. Son repliegues que se desarrollan en los vertebrados terrestres a partir del tubo digestivo. Existen dos tipos de pulmones. Unos tienen forma de saco: el pulmón sacular, presente en anfibios, reptiles y mamíferos muestra distintos grados de evolución. Otros, con forma tubular, conectan con unos sacos aéreos que se extienden por otras zonas del cuerpo y que se llenan de aire, disminuyendo la densidad del animal. Se encuentran en las aves.

En anfibios, el interior es casi liso, sin repliegues, por lo que la superficie de intercambio gaseoso es demasiado reducida. Esto implica la necesidad de otros sistemas respiratorios para satisfacer las necesidades de oxígeno de estos animales.

La respiración cutánea y el intercambio de gases a nivel bucofaríngeo en las ranas constituye un aporte de oxígeno vital, pues el intercambio pulmonar es insuficiente. La respiración pulmonar sólo se desarrolla en algunos adultos, puesto que en forma de renacuajo, la respiración es branquial. Este sistema puede perdurar, incluso, en adultos como sucede en las cecilias y tritones.       

En reptiles, los pulmones presentan repliegues, con lo que la superficie de intercambio de gases aumenta respecto a los anfibios. Hay que tener en cuenta que los reptiles poseen una piel gruesa seca, con escamas e incapaz de producir intercambio de gases con el exterior. Unos pulmones con más superficie interna permitieron la colonización, por parte de estos animales, de la tierra seca , sin la dependencia del agua.

Las serpientes poseen un único pulmón desarrollado, para evitar excesiva compresión en un cuerpo tan estrecho.

Las tortugas acuáticas manifiestan zonas de intercambio de gases con el agua en la zona rectal, en el tubo digestivo. Además, poseen modificaciones en su sistema circulatorio, que les permiten aguantar mucho tiempo bajo el agua sin necesidad de capturar oxígeno de la superficie.

En mamíferos, los pulmones muestran gran desarrollo de su superficie interna. Una serie de tubos ramificados transporta el aire a los sacos alveolares, compuestos por pequeñas cámaras, llamadas alveolos, que son los lugares donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre.

En aves, los pulmones reciben el aire del exterior mediante unos tubos ramificados. Además, los pulmones reciben el aporte de oxígeno de los sacos aéreos, que han sido llenados de aire cuando el animal ha inspirado. Como el aire atraviesa los pulmones y llega a estos sacos, se dice que estos pulmones tienen estructura tubular, con entrada y salida.