Mecanismos de Respiración Animal: Intercambio Gaseoso y Adaptaciones

La Respiración en el Reino Animal

Tipos Fundamentales de Respiración

• Respiración Celular: Conjunto de reacciones químicas que permite la obtención de energía en el interior de las células. Se produce en todos los animales a partir del catabolismo de moléculas complejas con O₂.
• Respiración Externa: Proceso de intercambio de gases con el medio, para captar O₂ de la atmósfera y liberar CO₂ como consecuencia de la respiración celular.

Características de las Estructuras Respiratorias Especializadas

En los poríferos y cnidarios, el intercambio gaseoso tiene lugar mediante difusión simple. Sin embargo, en el resto de los animales, existen estructuras especializadas que cumplen las siguientes características:

• Están constituidas por una superficie de intercambio de gases amplia.
• Poseen paredes delgadas para favorecer la difusión.
• La superficie siempre está húmeda, ya que los gases se difunden disueltos en agua a ambos lados de las membranas celulares.
• Presentan una gran capilarización interna para que los gases del medio externo e interno puedan intercambiarse con la mayor eficiencia.
• El fluido circulatorio suele presentar pigmentos respiratorios que aseguran la distribución de los gases con gran eficiencia, puesto que el O₂ y el CO₂ son poco solubles en agua.

Modelos de Respiración Animal

Respiración Cutánea

Propia de anélidos, algunos artrópodos y anfibios. El intercambio de gases se realiza directamente a través de la piel, que siempre se mantiene húmeda. Debajo de esta, existen multitud de capilares sanguíneos que facilitan el intercambio gaseoso.

Respiración Traqueal

Sistema propio de artrópodos terrestres. Consta de unas tráqueas, que son invaginaciones tubulares reforzadas con quitina. Estas se comunican con el exterior por unos orificios a cada lado del cuerpo, denominados espiráculos. A medida que se ramifican, las tráqueas disminuyen su grosor hasta llegar a vasos muy finos, las traqueolas. Las traqueolas conducen directamente los gases a los tejidos, por lo que no es necesario el aparato circulatorio para el transporte de O₂ y CO₂. La ventilación se realiza mediante la contracción de los espiráculos.

Respiración Branquial

Característica de los animales acuáticos, diseñada para captar el O₂ disuelto en el agua. Las branquias son estructuras respiratorias compuestas por expansiones laminares o filamentosas con una amplia red de capilares en su interior. Pueden ser de dos tipos principales: internas o externas.

Branquias Externas

Son las más primitivas, formadas por evaginaciones de la superficie corporal. Carecen de un sistema de ventilación activo y están desprotegidas, lo que dificulta el desplazamiento y las hace muy llamativas para los depredadores. Las presentan, por ejemplo, los anélidos, crustáceos, moluscos y larvas de anfibios.

Branquias Internas

Se han replegado hacia el interior del cuerpo, lo que ha originado mecanismos de ventilación para asegurar la circulación constante del agua entre las branquias.

• Moluscos: Como los bivalvos y cefalópodos, tienen branquias protegidas en la cavidad paleal. Los bivalvos poseen cilios que baten el agua, mientras que los cefalópodos la hacen circular por la cavidad mediante sifones.
• Crustáceos: Tienen las branquias protegidas por cámaras del caparazón. El movimiento de algunos apéndices crea corrientes de agua que renuevan el medio.
• Peces:

  • Peces Cartilaginosos:

    El agua entra por la boca o por unos orificios denominados espiráculos y sale a través de cinco o siete hendiduras branquiales situadas a ambos lados de la cabeza. El oxígeno disuelto en el agua se difunde hacia los capilares de las branquias. No poseen mecanismos de ventilación activa, por lo que deben mantenerse en movimiento constante para asegurar el flujo de agua.

  • Peces Óseos:

    Las branquias están protegidas por una placa ósea llamada opérculo, que con sus movimientos de apertura y cierre permite la circulación del agua aunque el pez no se mueva. El agua entra por la boca y sale por las branquias. La sangre circula en las branquias en sentido contrario al del agua, mediante un mecanismo de contracorriente que hace que la difusión sea más eficiente.