Escrito por Tendenzias

Tipos de aparatos respiratorios en animales invertebrados y vertebrados

La respiración y el intercambio de gases es una fase muy importante de la nutrición. La energía que los animales necesitan para realizar todas sus funciones vitales la obtienen a partir de la respiración celular, proceso que se lleva a cabo en las mitocondrias de las células. La respiración celular exige que tenga lugar un intercambio continuo de gases entre el medio externo y la célula, proceso que se conoce con el nombre de respiración externa.

La respiración externa se produce a través de la membrana plasmática de las células de la piel o de superficies especializadas en el intercambio de gases (como las branquias o los pulmones), denominadas superficies respiratorias. Así se conocen distintos tipos de aparatos respiratorios tanto en animales invertebrados como en los vertebrados, también llamados modelos de sistemas respiratorios.

Características

Tanto los aparatos respiratorios de los vertebrados como los de los invertebrados presentan unas características comunes y esenciales:

  • Las paredes en las que se produce el intercambio de gases deben ser delgadas para favorecer la difusión de gases.
  • Las superficies tienen que estar húmedas, debido a que los gases las atraviesan en disolución. Los animales acuáticos no tienen dificultades para cumplir con este requisito, ya que sus superficies respiratorias están bañadas por el agua externa. En cambio, los animales terrestres tienen que desarrollar sistemas que mantengan la humedad en estas superficies, por lo que tienen una película de agua que recubren los alveólos.
  • Las superficies han de estar muy vascularizadas, así por los capilares sanguíneos circularán líquidos internos con moléculas, como la hemoglobina, encargadas del transporte de los gases entre la superficie respiratoria y las células.

Tipos de aparatos respiratorios

La forma en la que un animal respira depende de su tamaño, de su complejidad y del medio en el que vive.

Atendiendo a estos requisitos, se distinguen cinco modelos básicos de sistemas respiratorios: difusión simple, respiración cutánea, respiración traqueal, respiración branquial y respiración pulmonar.

La difusión simple

Los animales más sencillos invertebrados, como los poríferos y los celentéreos, intercambian los gases directamente con el medio exterior por simple difusión a través de las membranas celulares, permeables al oxígeno y al dióxido de carbono disuelto en el medio.

La respiración cutánea

Una evolución del sistema de difusión simple es la respiración cutánea, que presentan animales ligados a medios acuáticos o a ambientes muy húmedos (anélidos, oligoquetos o anfibios), invertebrados también.

Los gases disueltos en el medio se difunden por los líquidos circulantes internos a través de la piel, que se mantiene húmeda gracias a las secreciones de sus glándulas mucosas. Una densa red capilar distribuye estos gases por todas las células del organismo.

La respiración traqueal

En los artrópodos terrestres, la pared externa impermeable se invagina, es decir, se dobla hacia dentro, dando lugar a un sistema interno de tubos húmedos y ramificados, las tráqueas.

Las tráqueas se abren al exterior por unos orificios, llamados espiráculos, que en los animales menos evolucionados se encuentran siempre abiertos, pero que, generalmente, están provistos de válvulas reguladas por músculos.

Estas válvulas permiten ajustar el intercambio gaseoso en función de las necesidades de oxígeno, a la vez que reducen las pérdidas por evaporación.

Las paredes de las tráqueas están reforzadas por anillos quitinosos, a excepción de las terminaciones internas, las finísimas traqueolas, que carecen de quitina y están rellenas de líquido. En ellas se produce el intercambio de gases por difusión directa a los tejidos, ya que cada célula tiene en sus proximidades el final de una traqueola.

El movimiento del aire en el interior de las tráqueas, necesario para su renovación continua, se garantiza mediante contracciones de los músculos abdominales que empujan los órganos hacia el interior y lo expulsan.

Cuando estos músculos se relajan, el aire vuelve a penetrar en el sistema traqueal.

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La respiración branquial

Es un sistema de respiración propio de animales que viven en medios acuáticos, donde la concentración de oxígeno es muy baja, lo que les ha obligado a desarrollar unas estructuras, las branquias, con una gran superficie respiratoria y una gran cantidad de sangre circulando por ellas. Si se proyectan hacia fuera del cuerpo del animal y no están protegidas se denominan branquias externas. Si se alojan en una cavidad y están protegidas por alguna estructura se denominan branquias internas.

Entre los animales con este tipo de respiración se encuentran vertebrados acuáticos, como algunos anfibios y los peces, e invertebrados, como los moluscos, los gusanos poliquetos, los crustáceos o las larvas de los insectos.

Las branquias externas

Estas tienen diferentes formas: filamentosas, laminares o arborescentes. Generalmente, están ligadas a la vida larvaria y desaparecen con el desarrollo.

Entre los animales que las tienen se encuentran muchos crustáceos, algunos anélidos, los peces holósteos y las larvas de los anfibios y de los insectos.

Tienen el inconveniente de que son frágiles y entorpecen la locomoción. Además, al carecer de mecanismos de ventilación, el animal se ve obligado a realizar continuos desplazamientos para renovar el líquido que baña las branquias.

Las branquias internas

Las branquias internas de los peces óseos son las que tienen mayor eficiencia dentro del sistema branquial.

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En este sistema, cada branquia está formada por numerosos filamentos, con laminillas branquiales muy capilarizadas, lo que permite que el oxígeno se difunda desde el agua hasta la sangre y que el dióxido de carbono lo haga en sentido inverso. Las láminas se hallan libres y unidas a los arcos branquiales. Las branquias están cubiertas y protegidas por una placa, que recibe el nombre de opérculo.

La ventilación se consigue gracias a los movimientos del opérculo.

La respiración pulmonar

La respiración pulmonar es el sistema respiratorio más eficaz y esta es propia de los gasterópodos, de los anfibios, de los reptiles, de las aves y de los mamíferos. Cabe destacar que los pulmones son cavidades internas, de paredes muy finas y vascularizadas.

Tipos de pulmones

  • Pulmones de difusión: están formados por una cámara sencilla, con muchos repliegues internos. No necesitan un sistema de ventilación, ya que se comunican con el exterior por un orificio siempre abierto. Estos pulmones son propios de invertebrados.
  • Pulmones de ventilación: típicos de vertebrados. Necesitan mecanismos de ventilación. Están formados por dos cámaras, subdivididas en pequeñas cavidades llamadas alvéolos, que están rodeadas por capilares.

En los alvéolos se produce el intercambio gaseoso. Están formados por tejido conjuntivo, recubierto por un epitelio.

La comunicación con el exterior se realiza a través de las vías respiratorias, compuestas, casi siempre, por una serie de tubos cartilaginosos progresivamente más estrechos y ramificados.

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