Actul de a respira este ceva pe care toate ființele vii îl împărtășesc, deoarece acest schimb de gaze între mediu și organismul însuși permite viață. Când vorbim despre respirație, se diferențiază mai multe tipuri, unele foarte departe de mecanismul pulmonar tipic. De exemplu, putem aminti respirația traheală la animale.
Acest tip de respirație nu este foarte cunoscut și, cu toate acestea, este unul dintre cele mai frecvente din regnul animal, întrucât este cel folosit de insecte (printre alte nevertebrate). Este tipic pentru animalele foarte mici, deoarece are limitările sale. Să vedem în ce constă acest sistem de respirație, precum și părțile care îl compun.
Ce este respirația traheală la animale?
Respirația traheală la animale se face prin diverse orificii găsite în corpul lor. Cei care o practică nu au un sistem respirator mare, ca atunci când respiră prin plămâni, dar respirația poate fi efectuată de-a lungul suprafeței sale. Acest lucru oferă un mare avantaj, deoarece facilitează foarte mult sosirea oxigenului în toate celulele corpului.
Când vine vorba de nevertebrate mici -sau cele care se află într-un moment de activitate redusă în care necesarul de oxigen este mai mic-, acest gaz va pătrunde în organismul animalului prin piele prin difuzie. Mecanismul este considerat un sistem pasiv.
Dimpotrivă, dacă nevertebratul este mare sau necesită mai mult aer -de exemplu, atunci când zboară-, animalul va trebui să aerisească astfel încât aerul să treacă în corpul său prin spiraculii (porii) care se află în pielea lor. Acest sistem este activ, spre deosebire de cel precedent.
Sistemul respirator traheal la animale
Pentru a înțelege mai bine sistemul respirator traheal la animale, idealul este să cunoaștem cele 3 elemente fundamentale care îl compun și misiunea sau funcționarea acestuia. Să ajungem la asta.
În primul rând sunt spiraculii -cunoscuți și sub denumirea de stigmate-, pori rotunzi care au mai multe sisteme de închidere și pot fi distribuite în diferite moduri pe tot corpul. Prin ele intră aerul în corp.
Următorul element este traheea, care constă dintr-un tub gol prin care trece aerul. Întreaga trahee are un țesut permeabil la gaze și poate avea camere mici în care să depoziteze oxigenul, ceva cu adevărat util pentru zbor.
În sfârșit, aerul călătorește prin trahee până la capătul ei, din care iau traheolele. Acestea sunt ramuri fine care permit transportarea gazelor către celulele corpului.
Schimbul gazos în respirația traheală
Respirația artropodelor cu trahee, printre care se numără insectele, este un mecanism discontinuu în multe cazuri. Aceasta implică faptul că porii prin care respiră aceste ființe sunt închiși, astfel încât doar aerul găsit în sistemul traheolar este cel care se va confrunta cu schimbul de gaze.
Desigur, aerul limitat din interiorul animalului va scădea pe măsură ce dioxidul de carbon crește. La un anumit moment, spiraculii încep să se deschidă și să se închidă continuu, ceea ce provoacă eliberarea de CO2 fluctuant. Apoi se vor deschide complet, permițând evacuarea completă a dioxidului de carbon și recuperarea oxigenului.
Limitări ale respirației traheale
Principala limitare a respirației traheale este dată de dimensiunea corpului animalului, deoarece acesta trebuie să fie mic. Acest lucru se datorează faptului că lipsa organelor mari și puternice -cum ar fi plămânii- nu permite absorbția unor cantități mari de oxigen.
În consecință, dacă insectele sau alte animale cu respirație traheală ar crește, nu ar putea obține tot aerul de care au nevoie pentru a trăi și ar putea muri. Singura modalitate de a supraviețui ar fi dacă ar trăi în atmosfere în care cantitatea de oxigen era mai mare.
Adaptări ale respirației traheale la insectele acvatice
La insectele de pământ respirația traheală este destul de simplă. Dar, ce se întâmplă cu ființele acvatice care folosesc acest mecanism? Nu își pot lăsa spiraculii să se deschidă sub apă, deoarece lichidul ar intra în corpul lor și, în multe cazuri, ar muri.
Răspunsul se află în studiile de specialitate, care evidențiază diferitele structuri care permit unor nevertebrate acvatice să facă schimb de gaze cu mediul. Acestea sunt principalele.
Spiracole funcționale
Sunt prezente în corpul larvelor de țânțari, de exemplu.Sunt pori care pot fi deschisi sau inchisi, in functie de necesitate. În acest exemplu specific, ceea ce fac larvele este să-și aducă la suprafață partea finală a abdomenului, să deschidă porii din acea zonă, să obțină oxigen și să se scufunde din nou.
Branhii traheale
Sunt asemănătoare în funcționarea lor cu branhiile peștilor. Prin branhiile traheale intră apa, dar doar oxigenul pe care îl conține își face drum spre sistemul traheolar și de acolo către celule. La nivel fizic, aceste branhii sunt de obicei situate pe spatele abdomenului animalului.
Bubble Gill
În respirația traheală la insectele acvatice, găsim și branhiile cu bule. În această posibilitate se pot distinge 2 tipuri:
- Incompresibil sau plastron: animalul iese la suprafață și obține o bulă de aer care va acționa ca o trahee, permițându-i să ia oxigen din apă datorită acesteia. O astfel de bulă poate fi nelimitată, deoarece rămâne constant de aceeași dimensiune.
- Compresibil: în acest caz, bula pe care animalul o ridică de la suprafață va scădea în dimensiune dacă coboară prea adânc sau înoată prea departe, ceea ce va însemna să urcăm din nou la suprafață pentru a obține o nouă bulă. .
În varianta incompresibilă, animalul are milioane de fire de păr hidrofobe într-o zonă foarte determinată și mică a corpului său, în care acea bula va rămâne închisă. Nu același lucru este valabil și pentru branhiile cu bule compresibile.
Exemple de respirație traheală la animale
Unele dintre animalele care folosesc respirația traheală pentru a supraviețui sunt:
- Arahnide: căpușe, scorpioni, păianjeni sau acarieni sunt exemple ale acestora. Pot avea trahee și filotrahee.
- Insecte: aceste animale nevertebrate obișnuite, cum ar fi furnicile, gândacii, albinele sau viespile, care au 6 picioare și pot trăi atât în ecosistemele terestre, cât și în cele acvatice, folosesc și respirația traheală.
- Miriapode: asemănătoare cu insectele, dar cu mult mai multe picioare. Exemple sunt symphyla, pauropods, milipede sau centipedes.
- Onicofore: cunoscuți sub numele de viermi de catifea, au numeroase perechi de picioare, precum și gheare și au formă alungită.
După cum probabil ați văzut, respirația traheală este dovada evolutivă că chiar și cele mai „aparent simple” ființe vii poartă sisteme foarte complicate. Datorită acesteia, multe nevertebrate sunt capabile să transporte oxigen în celulele lor și să supraviețuiască.
