NUTRICIÓN, RESPIRACIÓN 4

Respiración organísmica en algunos invertebrados

Esponjas

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Las esponjas se cuentan entre los animales más simples que conocemos. Son

criaturas que en su fase adulta son sésiles, es decir, se encuentran fijas contra el

sustrato del lecho marino de manera permanente, por lo cual no pueden buscar

alimento de manera activa.

Las esponjas no poseen órganos, ni siquiera un sistema de tejidos realmente

especializados, y de hecho la cantidad de tipos de células diferentes se pueden

contar con los dedos de una mano.

Las características evolutivas de las esponjas se encuentran adaptadas para obtener

todo lo que requieran a partir del agua, o mejor dicho a partir del filtrado de esta.

Como hemos mencionado anteriormente, la expresión respiración conlleva a

confusiones, aunque en ingles no lo es tanto ya que ellos utilizan el término (breath)

para la respiración organísmica, definida como el intercambio de gases entre un

organismo y su medio ambiente. Mientras que utilizan el termino (respiration) para

la respiración celular, proceso de reacciones metabólicas encaminadas a la

obtención de energía a partir de los alimentos y otras sustancias químicas como el

oxígeno molecular.

Las esponjas respiran celularmente igual que cualquier otro animal, pero no poseen

órganos especializados para realizar la respiración organísmica; y al igual que la

mayoría de los animales con tejidos pequeños o muy delgados, simplemente

respiran a través de su superficie por transporte pasivo a través de las membranas

celulares.

Cnidarios

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cnidarios.html

Las medusas, las hidras, las anémonas y los pólipos de coral; todos pertenecen al

gran grupo de los cnidarios o celenterados.

Estos animales se caracterizan por una simetría radial y por un tracto

gastrointestinal en forma de saco, donde la boca funciona al mismo tiempo como

ano.

Por lo general, los tejidos de los cnidarios son los bastante pequeños y delgados

como para realizar el intercambio de gases a través de la superficie de sus cuerpos

mediante el trasporte pasivo a través de la membrana.

No poseen un sistema de órganos especializado para el intercambio de gases,

aunque el tejido gástrico de la bolsa digestiva en ocasiones puede presentar

problemas. Muchas esponjas agotan el oxígeno contenido en su tracto gástrico, por

lo que deben regurgitar los restos de alimento aun cuando no haya terminado de ser

digerido.

Algunos tipos de esponjas son capaces de bombear agua desde y hacia las cavidades

gástricas y así controlar la cantidad de agua fresca en su interior.

Mientras que las esponjas que poseen endosimbiontes vegetales pueden

experimentar el problema opuesto, al producir demasiado oxigeno pueden

experimentar problemas de mutaciones inducidas por este. Por esa razón estas

esponjas producen una gran cantidad de antioxidantes para lidiar con él.

Platelmintos

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Los gusanos planos son animales arcaicos, con cuerpos blandos y pequeños, la

mayoría de ellos no están confinados, por lo que sus superficies pueden realizar el

intercambio de gases por transporte pasivo.

Es interesante anotar que, algunos gusanos planos pueden realizar todo el transporte

de sustancias que requieren a través de sus superficies como en el caso de los

cestodos parasíticos como las tenias.

Nemátodos

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nematodos.html

Los gusanos redondos son animales arcaicos, con cuerpos blandos y pequeños, la

mayoría de ellos no están confinados, por lo que sus superficies pueden realizar el

intercambio de gases por transporte pasivo.

Existen formas tanto de vida libre, simbióticas como parasíticas. Sin embargo hay

que recordar que son el grupo de animales con más especies en el planeta, por lo

que sus modos de vida son extremadamente diversos.

Anélidos

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anelidos.html

A pesar de que es algo muy similar a los otros dos tipos de gusanos, los anélidos

son animales más complejos, algunos incluso poseen un sistema circulatorio

cerrado con un pigmento transportador de oxígeno como la hemoglobina o la

clorocruorina. Esto implica que en este tipo de gusanos empezamos a ver una

separación entre la respiración externa (ventilación) y la respiración interna

(perfusión). El sistema circulatorio cerrado se encarga de la perfusión.

La ventilación por otro lado se lleva a cabo de maneras diversas dependiendo de

dónde vive el animal. En tierra, por ejemplo los gusanos segmentados llevan a cabo

su respiración organísmica a través de la superficie de la piel a través de transporte

pasivo. Pero los gusanos marinos pueden realizarlo a través de elongaciones

especializadas de su superficie (branquias) o a través del recto.

Moluscos

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moluscos.html

La mayoría de los moluscos poseen solo un par de branquias, y algunos solo poseen

una. Por lo general, las branquias poseen forma de pluma, aunque en algunas

especies los filamentos de esta “pluma” solo se encuentran a un lado.

Cada pluma posee un vaso sanguíneo capilar que está conectado al hemócelo y una

vía hacia el corazón.

Respiración organísmica enen los artrópodos

Branquias y su relación con las alas

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alas.html

Las branquias pueden ser definidas como elongaciones de tejido especializado en el

intercambio de gases mediante una gran inervación de capilares sanguíneos.

Sin embargo, las branquias y los genes que las construyen son mucho más flexibles

en los crustáceos de lo que uno podría esperarse. Por ejemplo, en este artículo de

investigación (enlace →) se demuestra que, los genes que construyen las branquias

en los artrópodos acuáticos, también están relacionados con la formación de las alas

en los insectos alados, esto es, que las branquias se modificaron de forma tal para

formar las alas.

Sin embargo, este no es el fin de la historia, en el mismo artículo también se ha

realizado el análisis para las branquias de los quelicerados y se ha encontrado que

los genes que controlan la formación de las branquias en forma de libro en el

cangrejo de herradura regulan la formación de los pulmones en libro, la tráquea

tubular lateral y los espineretes, todas estructuras aparentemente nuevas que utilizan

las arañas para respirar o para tejer sus redes.

El sistema de tráqueas y la limitación del tamaño de los artrópodos

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limitacion.html

En tierra, los artrópodos no pueden utilizar las branquias, debido a que estas

colapsan sin el efecto de flotabilidad del agua. Es por esta razón que han generado

una interesante adaptación.

A diferencia de los mamíferos que respiramos por sistemas asociados a nuestros

tractos gastrointestinales, el aparato respiratorio de los artrópodos terrestres está

asociado a su coraza, se trata de una serie de tubos huecos que penetran hasta lo

más profundo del cuerpo del animal, proveyendo un intercambio de gases.

En cierto sentido el proceso recuerda a los estomas de las plantas, pero en este caso,

los orificios de entrada y salida se llamarán espiráculos.

Los gases fluyen a través de las tráqueas y salen o ingresan por los espiráculos sin

ninguna ayuda muscular en la mayoría de los casos. Esto quiere decir que los

artrópodos terrestres no pueden forzar la entrada o salida de gases y que dependen

de la difusión normal de los gases para respirar.

Lo anterior posee importantes consecuencias, la primera es que si el artrópodo

quiere hacerse más grande, la tubería (tráqueas) debe hacerse más grande aun. La

relación volumen, área y tamaño pronto hace que el tamaño de las tráqueas limite el

espacio para los músculos lo que a su vez empieza a limitar la movilidad del

animal.

Lo anterior impone una restricción al tamaño de los artrópodos.

Sin embargo, existe una manera elemental de que los artrópodos se hagan más

grandes con su sistema de tráqueas, y es simplemente una mayor disponibilidad de

oxígeno.

Pulmones en libro y sacos aéreos

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Los sacos aéreos en los insectos cumplen su función durante la muda (ecdisis), en

este momento, los espiráculos de cierran y el insecto corre el riesgo de ahogarse con

si piel vieja. En estos momentos los sacos aéreos, los cuales son elongaciones y

ensanchamientos internos de las tráqueas se llenan de aire, como si fueran

pulmones, permitiéndole al insecto realizar sus necesidades metabólicas mientras

realiza la muda.

Por otro lado, tenemos los pulmones en libro, un órgano respiratorio especial de los

arácnidos terrestres como las arañas y los escorpiones. Cada uno de estos órganos

es encontrado en el interior de la zona ventral del abdomen en una cavidad llena de

aire llamada atrio y se conecta al exterior a través de un pequeño orificio o

espiráculo.

A pesar de su nombre, los pulmones en libro no están relacionados con los

pulmones de los vertebrados terrestres, su nombre describe su estructura. Se trata de

una cámara con elongaciones de tejidos ordenadas como si fueran las hojas de un

libro llenas de hemolinfa donde ocurre el intercambio de gases.

Sin embargo es bueno anotar que algunas especies de arañan también dependen del

sistema de tráqueas, de manera parcial o incluso de manera total.