Respirazione tracheale negli animali

L'atto di respirare è qualcosa che tutti gli esseri viventi condividono, poiché questo scambio di gas tra l'ambiente e il corpo stesso permette la vita. Quando si parla di respirazione se ne differenziano diversi tipi, alcuni molto lontani dal tipico meccanismo polmonare. Ad esempio, possiamo menzionare la respirazione tracheale negli animali.

Questo tipo di respirazione non è molto conosciuto e, tuttavia, è uno dei più comuni nel regno animale, poiché è quello utilizzato dagli insetti (tra gli altri invertebrati). È tipico di animali molto piccoli, poiché ha i suoi limiti. Vediamo in cosa consiste questo sistema di respirazione, nonché le parti che lo compongono.

Cos'è la respirazione tracheale negli animali?

La respirazione tracheale negli animali avviene attraverso varie aperture presenti nel loro corpo. Chi lo pratica non ha un grande apparato respiratorio, come quando si respira attraverso i polmoni, ma si può respirare lungo la sua superficie. Ciò fornisce un grande vantaggio, poiché facilita notevolmente l'arrivo dell'ossigeno a tutte le cellule del corpo.

Quando si tratta di piccoli invertebrati -o di quelli che si trovano in un momento di scarsa attività in cui il bisogno di ossigeno è minore-, questo gas entrerà nell'organismo dell'animale attraverso la sua pelle per diffusione. Il meccanismo è considerato un sistema passivo.

Al contrario, se l'invertebrato è grande o ha bisogno di più aria -per esempio quando vola-, l'animale dovrà ventilare in modo che l'aria passi nel suo corpo attraverso gli spiracoli (pori) che si trovano in la loro pelle. Questo sistema è attivo, a differenza del precedente.

Sistema respiratorio tracheale negli animali

Per comprendere meglio il sistema respiratorio tracheale negli animali, l'ideale è conoscere i 3 elementi fondamentali che lo compongono e la sua missione o funzionamento. Andiamo al punto.

In primo luogo ci sono gli spiracoli -noti anche come stigmi-, pori rotondi che hanno più di un sistema di chiusura e possono essere distribuiti in modi diversi in tutto il corpo. Attraverso di loro l'aria entra nel corpo.

L'elemento successivo è la trachea, che consiste in un tubo cavo attraverso il quale passa l'aria. L'intera trachea ha un tessuto permeabile ai gas e può avere piccole camere in cui immagazzinare l'ossigeno, qualcosa di veramente utile per il volo.

Infine, l'aria viaggia lungo la trachea fino alla sua estremità, da cui originano le tracheole. Questi sono rami sottili che permettono ai gas di essere trasportati alle cellule del corpo.

Scambio di gas nella respirazione tracheale

La respirazione degli artropodi con trachea, tra cui gli insetti, è in molti casi un meccanismo discontinuo. Ciò implica che i pori attraverso i quali questi esseri respirano sono chiusi, in modo che solo l'aria che si trova nel sistema tracheolare sia quella che subirà lo scambio di gas.

Naturalmente, l'aria limitata all'interno dell'animale diminuirà con l'aumentare dell'anidride carbonica. Ad un certo punto, gli spiracoli iniziano ad aprirsi e chiudersi continuamente, il che provoca il rilascio di CO2 in modo fluttuante. Quindi si apriranno completamente, consentendo la completa fuoriuscita dell'anidride carbonica e recuperando ossigeno.

Limitazioni della respirazione tracheale

Il limite principale della respirazione tracheale è dato dalle dimensioni del corpo dell'animale, poiché deve essere piccolo. Questo perché la mancanza di organi grandi e potenti -come i polmoni- non permette l'assorbimento di grandi quantità di ossigeno.

Di conseguenza, se gli insetti o altri animali che respirano trachea crescessero, non sarebbero in grado di ottenere tutta l'aria di cui hanno bisogno per vivere e potrebbero morire. L'unico modo per sopravvivere sarebbe se vivessero in atmosfere dove la quantità di ossigeno era maggiore.

Adattamenti della respirazione tracheale negli insetti acquatici

Negli insetti terrestri la respirazione tracheale è abbastanza semplice. Ma cosa succede con gli esseri acquatici che usano questo meccanismo? Non possono lasciare che i loro spiracoli si aprano sott'acqua, poiché il liquido entrerebbe nel loro corpo e in molti casi morirebbero.

La risposta sta negli studi degli esperti, che evidenziano le diverse strutture che consentono ad alcuni invertebrati acquatici di scambiare gas con l'ambiente. Questi sono i principali.

spiracoli funzionali

Sono presenti nel corpo delle larve di zanzara, per esempio.Sono pori che possono essere aperti o chiusi, a seconda della necessità. In questo esempio specifico, ciò che fanno le larve è portare in superficie la parte finale del loro addome, aprire i pori in quella zona, ottenere ossigeno e immergersi nuovamente.

Branchie tracheali

Sono simili nel loro funzionamento alle branchie dei pesci. Attraverso le branchie tracheali entra l'acqua, ma solo l'ossigeno in essa contenuto si fa strada verso il sistema tracheolare e da lì verso le cellule. A livello fisico, queste branchie si trovano solitamente nella parte posteriore dell'addome dell'animale.

Bubble Gill

Nella respirazione tracheale degli insetti acquatici troviamo anche la branchia a bolle. In questa possibilità si possono distinguere 2 tipologie:

  • Incomprimibile o piastrone: l'animale viene in superficie e ottiene una bolla d'aria che fungerà da trachea, permettendogli di prendere ossigeno dall'acqua grazie ad essa. Tale bolla può essere illimitata, poiché rimane costantemente della stessa dimensione.
  • Comprimibile: in questo caso, la bolla che l'animale raccoglie in superficie diminuirà di dimensioni se scende troppo in profondità o nuota troppo lontano, il che significherà risalire in superficie per ottenere una nuova bolla

Nella variante incomprimibile, l'animale ha milioni di peli idrofobi in una zona molto determinata e piccola del suo corpo, in cui quella bolla rimarrà racchiusa. Lo stesso non vale per la branchia comprimibile.

Esempi di respirazione tracheale negli animali

Alcuni degli animali che usano la respirazione tracheale per sopravvivere sono:

  • Aracnidi: zecche, scorpioni, ragni o acari ne sono esempi. Possono avere trachea e fillotrachea.
  • Insetti: questi comuni animali invertebrati, come formiche, scarafaggi, api o vespe, che hanno 6 zampe e possono vivere sia in ecosistemi terrestri che acquatici, usano anche la respirazione tracheale.
  • Miriapodi: simili agli insetti ma con molte più zampe. Esempi sono sinfili, pauropodi, millepiedi o centopiedi.
  • Onicofori: conosciuti come vermi di velluto, hanno numerose paia di zampe, così come artigli, e sono di forma allungata.

Come avrai visto, la respirazione tracheale è la prova evolutiva che anche gli esseri viventi più “apparentemente semplici” sono portatori di sistemi molto complessi. Grazie ad esso, molti invertebrati sono in grado di trasportare ossigeno alle loro cellule e sopravvivere.

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