Clasificación de los Animales por su Respiración

Respiracion
Tipos de Respiración en los Animales

Respiración por Difusión 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.

Así, por ejemplo, los poríferos, como 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.

Del mismo modo, los cnidarios, 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: es 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 ser muy fina, estar húmeda y muy irrigada por conductos o vasos sanguíneos que permiten transportar el oxígeno a todas las células del cuerpo, a través de la sangre.

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: las estructuras respiratorias son las branquias, o agallas, en forma de repliegues tegumentarios o estructuras muy finas que están muy irrigadas y envueltas por agua. Pueden ser branquias externas, poco evolucionadas, o internas, más evolucionadas, ya que, al encontrarse en el interior están más protegidas. Sin embargo, necesitan un mecanismo para producir movimiento en el agua que las baña. Las branquias aparecen en muchos animales de vida acuática, como anélidos, moluscos, crustáceos, peces y anfibios. Además se encuentran en crustáceos terrestres, como las cochinillas de humedad y las pulgas de playa.

Los peces sujetan y extienden las branquias mediante arcos branquiales. En tiburones y rayas aparecen cinco arcos (seis en los menos evolucionados) y cuatro arcos en los peces óseos. Una estructura ósea llamada opérculo, protege estos arcos branquiales. El agua circula desde la boca a las hendiduras branquiales, presionada por la lengua y creando una corriente que favorece el intercambio gaseoso entre la branquia y el agua.

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.

Branquias internas: son branquias que se encuentran en el interior 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, asimismo, 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 traqueal: los insectos, miriápodos y, en menor medida, los arácnidos, con estructuras semejantes denominadas pulmones en libro, utilizan un sistema de tubos interconectados y llenos de aire, llamados tráqueas, que conectan las células de todo el cuerpo con el aire del exterior del animal. Este sistema respiratorio prescinde del sistema circulatorio para transportar el oxígeno a las células. Estos animales tienen un sistema circulatorio abierto, en el que la sangre (hemolinfa) circula demasiado lenta, para aportar el suficiente oxígeno como para elaborar respuestas y movimientos tan rápidos como los producidos por estos seres.

Las tráqueas son estructuras medianamente rígidas, que atraviesan el organismo, 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: utiliza los pulmones, que son unas 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.

Este tipo de respiración es muy eficaz, ya que, el animal, al coger el aire, llena los pulmones y los sacos aéreos. Los  pulmones se pueden vaciar en la siguiente espiración y volver a llenarse con el aire de los sacos sin necesidad de usar para respirar los músculos del vuelo, que son los mismos que sirven para inspirar. Además, el animal reduce su densidad al llenar su interior de aire. Hay que tener en cuenta que los sacos aéreos, dependiendo de las especies, se introducen incluso en los huesos.

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