La respiración en los animales

 

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Todos los seres vivos, incluyendo los animales, deben respirar para mantenerse con vida, y lo hacen usando estructuras o aparatos especializados para facilitar ese intercambio de gases.

 

Sistema Respiratorio Animales

El aparato respiratorio de los animales es el conjunto de órganos encargado de captar oxígeno del aire y expulsar el dióxido de carbono producido por el metabolismo celular. Tal como pasa con otros sistemas relacionados con la nutrición, el sistema o aparato respiratorio de los animales está representado por múltiples grados de complejidad dependiendo de en qué animal nos fijemos. Desde un simple intercambio de gases por difusión hasta un complejo aparato como en los mamíferos.

Los animales son seres vivos aerobios: en la respiración toman oxigeno del medio y toman dióxido de carbono. Todo animal necesita oxigeno y la manera en que lo toma, así como la frecuencia con que lo hace, dependerá del grado de complejidad que tenga, sus necesidades energéticas y el medio ambiente en el que vive.

En el proceso respiratorio es posible distinguir tres fases

La respiración fisiológica: en la que se toma el oxigeno y se  libera dióxido de carbono.

La difusión del oxigeno hacia la sangre del animal o  el interior de las células, y del dióxido de carbono hacia el exterior.

La respiración celular: cada animal desarrollo estrategias para facilitar el proceso respiratorio, excepto los animales como los poríferos (esponjas) y cnidiarios(pólipos)que, debido a su simplicidad toman directamente el oxigeno disuelto en el agua

Veamos los tipos de sistemas respiratorios de los animales.

 

Respiración cutánea

 

En este tipo de respiración la piel es la encargada de realizar el intercambio gaseoso, por tal motivo, la piel debe ser muy fina, estar húmeda y muy irrigada por el medio interno del animal. Encontramos este sistema respiratorio en animales como los anélidos, algunos moluscos, y anfibios.

La base es la misma que la respiración por difusión, pero en este caso el proceso de respiración se produce solamente a través de la epidermis y no a través de cualquier célula del organismo. Ocurre generalmente en organismos algo más complejos pero que viven en ambientes húmedos. Algunos ejemplos los encontramos en el filo de los anélidos, en algunos artrópodos, moluscos e incluso en algunos vertebrados como los anfibios.

La piel está expuesta al exterior y sus células son las encargadas de captar el oxígeno, que entra por difusión simple. Una vez ha entrado en el organismo el oxígeno se transporta usando el sistema circulatorio que tenga el animal.

Anélidos, la piel por pulmones

Este tipo de animal no tiene, por así decirlo, destinado ningún órgano para respirar, y gracias a su piel húmeda y delgada, absorbe el oxígeno necesario para vivir.
Son animales ovíparos.

Entre ellos se encuentran los siguientes:

• Lombrices de tierra
• Sanguijuela medicinalis
• Sanguijuela gossiphonia
• Neresis

 

Anfibios Este tipo de animales pueden vivir tanto en el agua como en la tierra. Se caracterizan por una piel bastante permeable y verrugosa, lo que favorece su adaptación al ámbito terrestre, sobre todo en zonas húmedas y oscuras.

Estos animales nacen en el agua, pero tras un proceso de transformación abandonan el espacio acuático hacia la tierra.

Poseen las características idóneas para la respiración cutánea: piel lisa, sin pelo ni escamas y húmeda.

Hay que señalar que estos animales respiran por la piel, pero poco a poco su respiración cambia a pulmonar, es decir, el hecho de tener una piel húmeda permite el intercambio gaseoso entre los capilares sanguíneos que alcanzan la superficie de la piel y el medio exterior. Sin embargo, muchos de estos animales desarrollan pulmones, dependiendo el tipo de ser vivo que sea, una vez alcanzado el entorno terrestre.

Dentro de este grupo se encuentran:

• Ranas
• Ajolote (tipo de salamandra americana)
• Gymnophiona (conocida como Cecilia)
• Triturus marmoratus (tritón falso o Jalapa)
• Salamandra
• Sapo común
• Sapo gigante
• Tritón

 Equinodermos: Son animales invertebrados que realizan la respiración cutánea debido a sus características biológicas.

Entre estos animales están:

• Erizos de mar
• Pepino de mar
• Estrella de mar
• Erizo de mar.
• Estrella de mar.
• Lengua de flamenco.
• Lirio de mar.
• Ofiura.
• Pepino de mar.

 

 

 

 

 

 

Respiración traqueal

Este tipo de respiración es típica de los artrópodos y consiste en una red de tubos vacíos que van desde el exterior del animal hasta todos sus tejidos. A medida que los tubos se van internando en el cuerpo del animal, estos se van haciendo cada vez más estrechos. Al final los tubos llegan directamente a las células y les aportan la cantidad de oxígeno que necesitan sin necesitar otros aparatos como el circulatorio.

El sistema traqueal normalmente está compuesto por tres elementos. En primer lugar, están los estigmas que son unos poros circulares que suponen la entrada de aire al interior del organismo. Estos estigmas se pueden abrir o cerrar según las necesidades del animal y además presentan estructuras para prevenir la entrada de substancias no deseadas. Luego tenemos las tráqueas, que son los tubos vacíos por los que circula el aire. Finalmente estas tráqueas se ramifican en traqueolas de diámetro mucho menor y que son las que entran en contacto con las células de los diferentes tejidos del animal.

Arácnidos (artrópodos). Además de las arañas, las garrapatos, los ácaros y los escorpiones también son arácnidos. Pueden tener uno de los siguientes órganos, o ambos a la vez:

Filotráqueas. Estos órganos también se denominan “pulmones en libros”. Son huecos en la pared abdominal (invaginación). En uno de los lados de la pared se observan laminillas: pliegues de la pared que se unen entre sí por barras. La sangre se encuentra dentro de estas laminillas y allí se produce el intercambio de gases. Gracias a la contracción del músculo de la pared dorsal de la cámara de aire, puede ventilarse la cámara. Los arácnidos que sólo tienen pulmones de libro son los mesothelae (arácnidos primitivos), los escorpiones, los uropigios, amblipigios y esquizómidos.

Tráqueas. Son similares a las de los insectos, es decir que son una red de tubos ramificados. Cuando las tráqueas están presentes, el sistema circulatorio es reducido. Esto se debe a que las tráqueas permiten distribuir el oxígeno directamente hacia las células y no requieren la intervención del sistema circulatorio. Los arácnidos que respiran por tráqueas son los ricinúlidos, los pseudoscorpoiones, los solífuos, los opiliones y los ácaros. Los araneomorfos (arañas con quelíceros diagonales) suelen tener ambos sistemas combinados.

1. Miriápodos (artrópodos). Son los ciempiés, milpiés, paurópodos y sínfilos. Existen más de 16.000 especies de miriápodos. Su sistema traqueal tiene una estructura similar a la de los insectos.
2. Insectos (artrópodos). El sistema traqueal de los insectos está formado por:

Estigmas (también llamados espiráculos). Son poros redondeados que conectan a las tráqueas con el exterior. Algunos cuentan con una cavidad (cámara o atrio) que minimiza la pérdida de agua e impide la entrada de sustancias indeseadas (polvo o parásitos) gracias a pelos o espinas.

Tráqueas. Son los conductos por los que circulas los gases respiratorios. Cuentan con anillos en espiral llamados tenidios que evitan que colapsen.

Traqueolas. Son ramificaciones de las tráqueas, es decir que son más delgadas y llevan los gases hacia los tejidos. Entran en contacto directamente con las células.

Onicóforos. Se los llama también gusanos aterciopelados. Habitan zonas tropicales y prefieren los ambientes terrestres húmedos. Los espiráculos de su sistema traqueal tienen un diámetro fijo. Cada unidad traqueal es pequeña y provee oxígenos sólo a los tejidos cercanos.

 

Respiración branquial

Este tipo de respiración es típica de animales acuáticos por lo que es característica de grupos de animales muy diversos, incluyendo anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y peces. Como su nombre indica, está basada en unas estructuras respiratorias conocidas como branquias, que son prolongaciones de la piel con forma de lámina y altamente vascularizadas. Cuando el agua atraviesa estas branquias, estas son capaces de capturar el oxígeno que hay disuelto en el agua y expulsar el dióxido de carbono como intercambio. Por ello las branquias siempre deben estar expuestas, al menos parcialmente, al medio acuático.

Se conocen dos tipos de branquias, las externas y las internas. Las externas están formadas por apéndices ramificados bastante grandes en comparación con el tamaño del animal. Tienen un contacto con el agua muy fácil puesto que están totalmente expuestas y son típicas de moluscos, anélidos y larvas acuáticas de insectos.

En los peces, las branquias son internas y están resguardadas en cavidades específicas. Para conseguir la circulación del agua por ellas, los peces tragan agua por la boca, que pasa por la faringe hasta llegar a la cavidad branquial. El agua circula por las branquias para intercambiar el oxígeno por el dióxido de carbono y al final es expulsada a través del opérculo o de las hendiduras branquiales.

Tipos de branquias

Las branquias son tejidos formados por pequeñas láminas o filamentos delgados con vasos sanguíneos adaptados al movimiento constante de los animales en su medio acuático. Suelen ubicarse en la parte superior del cuerpo del animal y pueden ser externas o internas.

• Branquias externas. Se presentan en animales invertebrados o en el comienzo de la evolución de algunos animales. Son estructuras primitivas y simples que se encuentran en contacto directo con el medio. Esto posee una serie de desventajas, ya que pueden dañarse con facilidad y dificultan la locomoción. Por ejemplo: el erizo de mar y las larvas de algunas especies de anfibios poseen branquias externas.
• Branquias internas. Se presentan en animales acuáticos de mayor tamaño. Se encuentran parcialmente resguardadas en cavidades lo que les otorga protección. Por ejemplo: los peces óseos (atún, bacalao, caballa) poseen un opérculo (aleta que protege las branquias). 
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Respiración pulmonar

Es el sistema o aparato respiratorio más evolucionado y sólo se encuentra en animales vertebrados: anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Los pulmones son los órganos clave en este tipo de respiración ya que son el lugar donde sucede el intercambio de gases. La complejidad de los pulmones varía desde los más simples encontrados en algunos anfibios hasta los más complejos, llenos de ramificaciones y pliegues conocidos como alveolos que podemos ver en los mamíferos.

En los anfibios se encuentran pulmones lisos y simples en algunas especies, mientras que otras presentan una serie de cámaras conocidas como faveolos. Además, a diferencia de aves, mamíferos y reptiles, introducen el aire por sobrepresión. Son los únicos que presentan tres tipos de respiración: branquial en formas en desarrollo y cutánea y pulmonar en los adultos.

Los reptiles presentan tabiques o septos en sus pulmones, lo que hace aumentar considerablemente la superficie donde se realizar el intercambio de gases. La mayoría poseen dos pulmones funcionales, pero algunos como los ofidios sólo tienen uno.

 

El aparato respiratorio de las aves se caracteriza por tener, además de los pulmones y los bronquios, unas estructuras conocidas como sacos aéreos. Son unas cámaras (se dividen en anteriores y exteriores) que conectan con los pulmones y sirven como reservorios de aire sin poder extraer el oxígeno en ellas. También sirven como almacén del aire rico en dióxido de carbono por lo que nunca entra en contacto con el aire rico en oxígeno y por lo tanto el proceso respiratorio es mucho más eficiente.

Los pulmones en los mamíferos están bien desarrollados y se dividen en lóbulos. El aire entra por la tráquea que se bifurca en dos bronquios, uno hacia cada pulmón. Los bronquios se van ramificando en bronquiolos que a la vez se dividen en alvéolos. Los alvéolos están rodeados de un gran número de capilares sanguíneos por lo que allí se realiza el intercambio gaseoso.

Actividad para desarrollar en clase:

 

https://es.liveworksheets.com/da1086728sv