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Los protozoos, esponjas, cnidarios y muchos gusanos respiran a través de una difusión de gases entre el organismo y el medio. Se ha notado que este tipo de respiración tegumentaria es inadecuado cuando los gases se deben difundir a través de más de 1 mm de tejido. La respiración tegumentaria suple a la respiración branquial o pulmonar en animales de mayor tamaño tales como los anfibios y los peces. Debajo de la piel, estos vertebrados tienen una red vascular debajo, que constituye un órgano de transporte especializado.

Respiración Branquial

Las branquias son los órganos respiratorias más efectivos para la vida en el agua. Pueden ser simples extensiones externas de la superficie corporal, tales como las papilas dérmicas o los penachos branquiales. Los más eficientes son las branquias internas de los peces y de los artrópodos. Las branquias de los peces son estructuras delgadas filamentosas bien vascularizadas y con los vasos sanguíneos dispuestos de tal forma que el flujo sanguíneo se opone al flujo del agua a través de la branquia. Esta disposición, denominada flujo de contracorriente, permite la máxima extracción posible de oxígeno a partir del agua. el agua fluye como una corriente continua, impulsada por una bomba branquial efectiva, y con frecuencia ayudada por el desplazamiento hacia adelante del cuerpo del pez a través del agua. Aunque su función primaria es el intercambio gaseoso, las branquias también sirven para otros fines. como la captura de partículas alimenticias, la excreción, el intercambio de iones y la osmorregulación. Las branquias deben tener una área superficial grande y el necesario que se mueva un gran volumen de agua a través de ellas en virtud de la baja concentración de oxígeno disuelto en ésta.

Respiración Pulmonar

Las branquias son inadecuadas para la vida en el aire, ya que, una vez que han sido sacadas del agua en donde flotan, los filamentos branquiales se doblan y se pegan entre si.Los pulmones, que se definen como invaginaciones de la superficie del cuerpo, son los órganos respiratorios de algunos invertebrados terrestres y de casi todos los vertebrados terrestres. Los pulmones de los invertebrados se conocen como pulmones de difusión, ya que la principal fuerza de movimiento gaseoso es la difusión, aunque los movimientos del cuerpo ayudan a efectuar la ventilación. Un grupo de moluscos, los caracoles pulmonados, han convertido su cavidad del manto en un pulmón.Los pulmones, que se definen como invaginaciones de la superficie del cuerpo, son los órganos respiratorios de algunos invertebrados terrestres y de casi todos los vertebrados terrestres.Los pulmones de los vertebrados se denominan pulmones de ventilación, ya que el aire entra y sale de ellos por la acción de bombeo de las partes adyacentes del cuerpo. Es probable que los pulmones hayan evolucionado como un órgano respiratorio secundario en los peces que habitaban lagunas en las que la tensión de oxígeno era baja o que se desecaban temporalmente. Aunque tienen branquias, los peces pulmonados africanos y sudamericanos obtienen la mayor parte de su oxígeno a través de los pulmones.

Los pulmones que pueden ser ventilados de forma más eficiente son característicos de los vertebrados terrestres, los peces pulmonados (dipnoos), lo anfibios, que al igual que los peces pulmonados, presentan unos pulmones simples sacciformes.

La ventilación de los pulmones es tan deficiente que durante la respiración normal sólo se renueva con cada inspiración aproximadamente la sexta parte del aire de los pulmones.

Respiración Traqueal

Los insectos y otros artrópodos terrestres han desarrollados un tipo muy especializado de sistema respiratorio; en muchos aspectos, es el sistema respiratorio más simple, directo y efectivo que se encuentra en los animales activos. Formado por un conjunto de tubos (tráqueas) que se bifurcan repetidamente y se extienden a todas las partes del cuerpo. Los canales ciegos de menor tamaño (traqueolas), desembocan en las membranas plasmáticas de las células corporales. El aire penetra en el sistema traqueal a través de aberturas valvulares (espiráculos) a ambos lados del cuerpo, y el oxígeno se difunde directamente a todas las células del cuerpo. El dióxido de carbono se difunde hacia afuera, en dirección opuesta.Hay una pequeña cantidad de líquido en el extremo de las traqueolas, en el cual se disuelven los gases. Los anillos cuticulares, llamados tenidios, refuerzan internamente las traqueas y las mantienen abiertas. Los insectos de mayor tamaño y más activos tienen un sistema de ventilación que incluye unos sacos aéreos, los cuales pueden ser comprimidos y expandidos por la acción de los músculos del cuerpo. Algunos insectos pueden ventilar el sistema traqueal con movimientos corporales. El sistema traqueal es simple porque no necesita de la sangre para transportar los gases respiratorios; las células presentan una tubería directa que las conecta con el exterior.

Unos cuantos insectos se han readaptado al medio acuático, pero acuden a la superficie a la superficie del agua a respirar, la traqueobranquia. En los sistemas traqueales suele haber una combinación de ventilación de la membrana respiratoria con la distribución de los gases hacia los tejidos y desde ellos. En estos casos la sangre no se utiliza para el transporte de gases.

Sistemas circulatorios: función

El principal mecanismo de transporte de materiales dentro de las células de difusión. Líquido intersticial es el que separa las células; hay mas agua extracelular, situada en el interior de los vasos sanguíneos (agua plasmática).

El problema del transporte interno es el movimiento de los materiales entre el líquido intersticial que baña las células y los sitios donde los mismos son absorbidos y eliminados por el cuerpo. La difusión es suficiente para los animales muy pequeños, pero en casi todos los animales de mayor tamaño es complementada por el flujo de líquidos a través de las cavidades del cuerpo o de un sistema circulatorio que transporta gases, alimento y otros materiales. Esto se conoce como flujo masivo. El grado de desarrollo y complejidad del sistema de transporte tiene mucha relación con el tamaño del animal y su tasa metabólica.

Los sistemas de transporte conducen materiales, pero lo hacen de tal manera que ayudan a mantener un ambiente interno constante, lo que se denomina homeostasis. Además del transporte de gases y de los nutrientes y producto de desecho de las células, los sistemas de transporte distribuyen también el calor emanado por los tejidos activos y lo llevan a todo el cuerpo. También transportan hormonas, que son mensajeros químicos.

Fluidos corporales

El líquido celómico, la sangre y la hemolinfa pueden transportar una pequeña cantidad de oxígeno y dióxido de carbono en solución física.

El dióxido de carbono reacciona químicamente con el agua, de modo que la mayor parte del mismo termina siendo transportada como ion bicarbonato y sales. El oxígeno y un poco de dióxido de carbono se fijan a los pigmentos respiratorios. La hemoglobina, que da su color rojo a la sangre, es el más conocido de esos pigmentos.

Los pigmentos respiratorios permiten a la sangre transportar mucho más oxígeno del que podría ser transportado en una solución simple; son importantes para casi todos los animales, ya que el transporte por solución simple sólo es adecuado para unos cuantos organismos que tienen pocas necesidades de oxígeno o áreas superficiales grandes para el intercambio de gases. En la mayoría de los artrópodos terrestres, el oxígeno es conducido por el sistema traqueal y no por la sangre.

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