LA RESPIRACIÓN: PROCESO VITAL DE LOS SERES VIVOS

El oxígeno y la vida
La respiración es la encargada de aportar a las células el oxígeno que precisan para realizar la respiración celular. A veces, para evitar confusiones entre la respiración celular y la respiración, a este último proceso se le llama ventilación o intercambio de gases. Los animales emplean diversas estrategias para realizar la respiración.
Respiración sin estructuras
Los animales mas sencillos, como las medusas y las esponjas, no tienen aparato respiratorio; los gases se intercambian por toda la superficie del cuerpo. El oxígeno, que esta disuelto en el agua, atraviesa libremente el cuerpo del animal y va pasando de unas células a otras. Esto solo funciona en animales sencillos, en los cuales todas las células estan cerca de la superficie del cuerpo. Se da en las esponjas, las medusas y algunos gusanos.

Respiración cutanea

Es la que ocurre a través de la piel. En este caso, cerca de la piel hay numerosos vasos sanguíneos que captan el oxígeno y eliminan el dióxido de carbono. Este tipo de respiración requiere una piel fina y permeable a los gases, que ha de estar constantemente humedecida. La respiración solo resulta eficaz en animales que viven en ambientes muy húmedos o acuaticos, como los anélidos.


Respiración traqueal
Es el tipo de respiración que presentan los insectos. Las traqueas son unos tubos que se abren al exterior por unos orificios denominados estigmas. Desde ellos penetran hacia el interior ydisminuyen de diametro, al tiempo que sus paredes se hacen mas delgadas. Así, el oxígeno las atraviesa y llega a las células, al tiempo que el dióxido de carbono escapa de ellas.



Respiración branquial
Es el mecanismo mas general de respiración en los animales acuaticos. Las branquias son órganos con paredes muy delgadas que, por el exterior, estan en contacto con el agua, y por el interior, con multitud de capilares, que son los que realizan el intercambio: toman el oxígeno disuelto en el agua y ceden el dióxido de carbono.

Existen branquias en muchos tipos de animales acuaticos, con diferentes estructuras. Las encontramos en muchos anélidos marinos, en los moluscos acuaticos, en los crustaceos, en los peces y en las larvas de los anfibios.





Las branquias pueden ser proyectadas fuera del animal (branquias externas) o estar alojadas en una cavidad comunicada con el exterior (branquias internas). El agua que baña las branquias debe circular y renovarse continuamente. Las condiciones que deben cumplir las branquias para ser efectivas en el intercambio de gases son: poseer una amplia superficie, una epidermis fina y estar muy vascularizadas.

Respiración pulmonar
Muchos animales terrestres respiran mediante pulmones, que son cavidades internas en las que se encuentra la superficie respiratoria. Algunas arañas tienen pulmones en libro. Se trata de cavidades internas cuya pared esta muy replegada, formando laminas muy finas.



Los pulmones de los vertebrados terrestres son unoscavidades internas cuyas paredes estan llenas de capilares sanguíneos. Estos captan el oxígeno del aire y liberan el dióxido de carbono.

Los pulmones mas simples son los de los anfibios. En los reptiles estan tabicados, a fin de tener una mayor superficie. En los mamíferos tienen alvéolos, que aumentan aún mas la superficie. En las aves existen sacos aéreos, que actúan como reserva de aire y aumentan la eficiencia de la respiración.



La gran biodiversidad es el resultado de la evolución de la vida a través de millones de años, cada organismo tiene su forma particular de vida, la cual esta en perfecta relación con el medio que habita. El gran número de especies se calculan alrededor de 30 millones; esta cifra no es exacta debido a que no se conocen todas las especies existentes en nuestro planeta.

Tipos de Seres Vivos
1. Organismos Acuaticos: Son todos aquellos que viven y se desarrollan dentro del agua, ésta puede ser dulce o salada y se pueden encontrar en lagos, ríos, etc.
Organismos Terrestres: Son los que viven y se desarrollan en la superficie sólida de la tierra, ya sea dentro del suelo, sobre él o sobre otros organismos. Los de costumbres aéreas también se consideran terrestres.

2. Según el tipo de lugar donde viven los seres vivos se pueden clasificar en:
Organismos Autótrofos: Son aquellos que producen sus alimentos, aprovechan la energía del sol para transformarla en energía química y así producen sus alimentos. Lo integran todos los vegetales y algas.

OrganismosHeterótrofos: Son todos aquellos que no pueden fabricar sus propios alimentos. No pueden aprovechar la energía luminosa y por lo tanto obtienen la energía de los alimentos que consumen, es decir, de aquellos fabricados por los vegetales; entre ellos estan los hongos y todos los animales.

LA RESPIRACIÓN DE LOS SERES VIVOS

La respiración permite el consumo de oxígeno (O2) por todas las células del cuerpo y con ello cada célula puede obtener mayor cantidad de energía para sus funciones vitales. El metabolismo celular oxigénico contribuye con el trabajo celular aportando la energía celular (ATP).

Por ello, la falta de oxígeno o los ambientes contaminados pobres en oxígeno, dificultan la vida, el desarrollo de los órganos y hasta causa la muerte de plantas y animales.

Ademas de la oxigenación, la respiración también tiene función excretora, pues elimina el dióxido de carbono (CO2) que es un desecho celular (del metabolismo) y así se mantiene las condiciones internas constantes (homeostasis) de entrada de nutrientes y salida de desechos.

La Respiración de las Plantas.
En las plantas, el intercambio gaseoso se realiza principalmente a través de estomas y/o lenticelas.

Estomas o pneumatodos.
Formados por un par de células epidérmicas modificadas (células estomaticas o células oclusivas) de forma arriñonada. Para el intercambio gaseoso forman un orificio denominado ostiolo que se cierra automaticamente en los caso de exceso de CO2 o de falta de agua.

Los estomas suelen localizarse en laparte inferior de la hoja, en la que no reciben la luzsolar directa, también se encuentran en tallos herbaceos.

Lenticelas
Se encuentran diseminadas en la corteza muerta de tallos y raíces. De modo típico, las lenticelas son de forma lenticular (lente biconvexa) en su contorno externo, de donde se les viene el nombre.

De ordinario estan orientadas vertical u horizontalmente sobre el tallo, según la especie y varían en tamaño, desde apenas visible a tan grande como de 1 cm o aún de 2 de largo. En arboles con corteza muy fisurada, las lenticelas se encuentran en el fondo de las fisuras. La función de las lenticelas es permitir un intercambio neto de gases entre los tejidos parenquimaticos internos y la atmósfera.


La Respiración de los Animales.
Evolución.
Los organismos unicelulares dependen por completo de la difusión, para el desplazamiento y el intercambio de gases, asociados con la respiración interna. Conforme aumenta la complejidad de los organismos unicelulares a pluricelulares, las células internas quedan cada vez mas lejos de la capa celular donde ocurre el intercambio gaseoso con el medio, lo que dificulta cada vez mas la posibilidad de que éstas obtengan y eliminen gases por difusión.

Es así como surgen, frente a este inconveniente, diversos modelos de aparatos respiratorios, como branquias y pulmones, surge asimismo la necesidad de un mecanismo de transporte que permita los gases llegar hasta los tejidos del animal, esta función la asume el sistema circulatorio.Estructuras de intercambio gaseoso.
Branquias.
Representan la adaptación típica de la respiración de un medio acuatico. Las branquias, en las cuales abundan los vasos sanguíneos donde se da el intercambio de gases, pueden ser desde prolongaciones sencillas de la superficie epitelial, como en algunos gusanos marinos, hasta las intricadas unidades repetitivas cubiertas por complejas estructuras protectoras que se observa en los peces óseos. Según su posición, las branquias pueden ser

Branquias Internas: Son órganos formados por numerosos filamentos branquiales que se ubican por ejemplo en las ventanas de la laringe de los peces óseos (comúnmente se le llaman agallas). Presentan elevada vascularización, de allí su color rojizo. Las branquias internas estan presentes también en el interior del manto de los pulpos y calamares.

Branquias externas: En aquellos vertebrados que presentan branquias externas, estas se presentan como filamentos ramificados muy vascularizados que emergen a cada lado del cuello del animal; en anfibios sin cola (sapos y ranas), sólo durante el estadio de renacuajo, en salamandras acuaticas en estadio adulto.

Las branquias son inadecuadas para la vida en el aire, ya que una vez que han sido sacadas del agua, los filamentos branquiales se doblan y se pegan entre si. Un pez fuera del agua se asfixia rapidamente a pesar de la abundancia de oxígeno a su alrededor; ademas en el medio aéreo las branquias ofrecen una amplia superficie que favorecería la pérdida de agua.Pulmones
Son estructuras especialmente adaptadas al medio terrestres y a la respiración aérea. Por ejemplo: en reptiles, aves y mamíferos.

Superficie del Cuerpo.
Muchos animales utilizan la superficie de su cuerpo, o sea sus tegumentos, para intercambiar gases, tal es el caso por ejemplo de los anélidos como la lombriz de tierra y unos cuantos vertebrados.

TIPOS DE RESPIRACIÓN
Respiración Directa.
La respiración directa se da cuando el intercambio de gases se realiza directamente entre el medio ambiente y las células del organismo, sin la intervención de un órgano respiratorio.

Debido a que en el medio externo la concentración de oxígeno es mayor que en el medio interno, este gas ingresa por simple difusión. La respiración directa se presenta en organismos como poríferos, celentéreos, platelmintos y nematodos.

Los poríferos y celentéreos toman el oxígeno disuelto en el agua, a su vez expulsan el CO2. En organismos parasitos como tenias (platelmintos) y oxiuros (nematodos), se requiere poco oxígeno para su metabolismo, por lo que se les denomina microaerófilos.
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Respiración Indirecta
Este tipo de respiración es característico en animales de gran tamaño, por lo que es necesaria la presencia de un órgano respiratorio, capaz de transportar los gases desde el medio ambiente hacia el sistema circulatorio y viceversa.
El órgano respiratorio se caracteriza por presentar un epitelio delgado y muy vascularizado (muchos vasos sanguíneos). Ademas el epitelio debe ser húmedo paracapturar gases.

Moluscos: Los caracoles terrestres (gasterópodos) presentan una invaginación del manto, situado en la joroba visceral, llamada cavidad paleal. Esta cavidad paleal esta muy vascularizada, por lo que actúa como pulmón. Ademas presenta una abertura de comunicación con el exterior llamada neumostoma.

En los moluscos de vida acuatica, como calamares, ostras, almejas, el intercambio gaseoso se da por unos pliegues epidérmicos llamados branquias.



Anélidos: En los anélidos, el intercambio de gases tiene lugar a través de la superficie del cuerpo, el que esta humedecido con mucus, como ocurre en la lombriz de tierra, de actividad nocturna, que vive en galerías subterraneas húmedas.

Artrópodos: El intercambio gaseoso en los insectos se realiza mediante las traqueas. Las traqueas son tubitos quitinosos que se ramifican por todo el cuerpo del insecto. Estas ramificaciones microscópicas se denominan traqueolas, las cuales estan humedecidas y son tan numerosas que las células se oxigenan de ella.


Las arañas respiran mediante el pulmón en libro, que se ubica en la región abdominal. Los crustaceos, como los cangrejos, respiran por branquias.

Equinodermos: En las estrellas de mar la dermis origina papulas (branquias dermales) sobre la superficie corporal las cuales son utilizadas para el intercambio de gases. Ademas también utilizan los pies ambulacrales. Cada papula de paredes finas, es una prolongación del celoma, por lo que los gases son intercambiados automaticamente entre ellíquido celómico y el agua.

Cordados.
Peces: La respiración se efectúa mediante branquias. En los peces cartilaginosos se presenta las hendiduras branquiales, siendo la primera pequeña denominada espiraculo.

En los peces óseos la respiración se da por 4 pares de branquias, sostenidas por cuatro arcos branquiales. Cada branquia tiene una hilera doble de filamentos branquiales, de color rojo, debido a la presencia de muchos capilares. Las branquias de estos peces presentan una estructura protectora llamada opérculo.


Anfibios: En los sapos y ranas, el intercambio gaseoso se realiza por la piel, el pulmón y la bucofaringe.

La piel es el principal órgano respiratorio debido a su gran superficie. Los pulmones son pequeños y tiene forma de saco simple, por lo que no son eficientes. En las larvas de anfibios, debido a su vida acuatica, tienen 3 pares de branquias que sobresalen del cuerpo.


Reptiles: En todos los reptiles la respiración es pulmonar. Los pulmones presentan tabiques o septos los que ofrecen una mayor superficie de intercambio gaseoso y una mayor eficiencia. Los ofidios, como las serpientes, presentan sólo el pulmón derecho funcional, el pulmón izquierdo se halla atrofiado. Las tortugas marinas, ademas de respiración pulmonar, presentan respiración cloacal, para ello por su cloaca vascularizada toma el O2 que se halla disuelto en el agua.



Aves: El intercambio gaseoso se realiza mediante 2 pequeños pero eficientes pulmones. El aire inhalado es llevado por latraquea a los bronquios, y de ahí a los pulmones, donde se encuentran los parabronquios, con capilares para la hematosis, los cuales realizan el intercambio gaseoso en la inspiración y exhalación. Las aves presentan sacos aéreos que actúan también como refrigerantes, disminuyendo el calor excesivo del cuerpo. A nivel de la división de la traquea en bronquios se encuentra un órgano fonador llamado siringe, el cual permite el canto característico.


Mamíferos: Todos los mamíferos presentan respiración pulmonar, hasta los acuaticos como las ballenas.

Se caracterizan por ser lobulados. Los pulmones se alojan en la cavidad pleural, limitados por el diafragma, que es un músculo que interviene en la entrada y salida de gases. El intercambio de gases (hematosis) se realiza a nivel de los alvéolos que estan rodeados de capilares sanguíneos. La emisión de sonidos es posible por la presencia de cuerdas vocales que se ubican en la laringe.



REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

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TAURO DEL PINO, J. Ciencias Naturales, Primer Grado de Secundaria. Editorial Colegio Militar Leoncio Prado, Lima. 1982

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