La Respirazione degli Esseri Viventi

 

LA RESPIRAZIONE DEGLI ESSERI VIVENTI

RESPIRAZIONE CON LE BRANCHIE

I PESCI respirano come gli animali terrestri, ma devono utilizzare l’ossigeno contenuto nel mezzo in cui vivono, l’acqua, invece di prenderlo direttamente dall’atmosfera, come gas. Gli organi della respirazione dei pesci sono le branchie, protette sotto l’opercolo. Le branchie sono tessuti simili a lamine disposte ai lati della testa e ricopre i minuscoli tubicini in cui scorre il sangue.

Le Branchie sono altamente efficienti: si è calcolato che possono estrarre circa 80% dell’ossigeno disciolto nell’acqua.
Le branchie dello Squalo non sono coperte dall’opercolo.

Le Razze hanno cinque aperture branchiali, all’interno della camera branchiale.
I pesci piatti hanno un opercolo inferiore e un opercolo superiore.

 

Rispetto ai mammiferi, gli uccelli sono capaci di sostenere livelli estremamente alti di attività metaboliche

 per periodi più lunghi e ad altitudini molto più elevate dove i mammiferi non sono capaci di sopravvivere a causa del basso contenuto di ossigeno nell’aria. Nonostante ciò, i polmoni degli uccelli sono piuttosto piccoli persino rispetto a quelli di un mammifero di dimensioni confrontabili.

Gli uccelli sono provvisti oltre che dei polmoni anche di sacche aeree situate in diversi punti del corpo. Queste sacche sono strutture reciprocamente connesse e collegate con i polmoni e con cavità aeree situate all’interno di alcune ossa. Sebbene le sacche aere ricevono l’aria ispiirata esattamente come i polmoni, esse non costituiscono superfici di scambio per i gas respiratori. Come negli altri animali terrestri, anche negli uccelli l’aria entra ed esce dal sistema respiratorio attraverso la trachea che si suddivide in condotti aerei di calibro progressivamente minore, detti bronchi. I bronchi distribuiscono l’aria alle sacche aeree e ai polmoni. All’interno dei polmoni i bronchi si suddividono in condotti aerei, detti parabronchi che conducono l’aria attraverso i polmoni seguendo un flusso unidirezionale. Tra i parabronchi si trovano capillari aerei. Di conseguenza, sebbene il flusso dell’aria attraverso i parabronchi sia unidirezionale, l’aria può passare da un parabronco all’altro attraverso i capillari aerei che costituiscono le superfici dove avviene lo scambio gassoso.

 

RESPIRAZIONE CON LA PELLE

Tutti gli animali respirano; molti però possiedono apparati respiratori molto differenti da quello umano. Le ragioni di queste differenze sono la diversa storia evolutiva e l’adattamento alle diverse condizioni ambientali.

Negli animali più semplici e di dimensioni ridotte, non esiste un sistema respiratorio specializzato e gli scambi avvengono attraverso la superficie corporea; è il caso di animali come le meduse, ma anche dei lombrichi.

Gli anfibi costituiscono una classe di vertebrati. Il nome significa letteralmente “doppia vita”. Il riferimento è legato al fatto che questi animali vivono parte della loro vita in acqua e parte sulla terraferma. Essi infatti subiscono una vera e propria trasformazione, o meglio metamorfosi, durante il loro sviluppo. Per la maggior parte allo stato adulto sono in grado di vivere autonomamente sulla terraferma, ma rimangono comunque legati all’ambiente acquatico, dove depongono le loro uova.
Dall’uovo deposto in acqua, nasce il girino, primo stadio larvare, molto simile a un piccolo pesce, dotato di coda e privo di zampe. Esso respira attraverso branchie. In seguito a processi di metamorfosi le branchie scompaiono e si sviluppano polmoni, per la respirazione sulla terra, e arti per la locomozione. Il ciclo vitale è diverso a seconda delle specie anfibie considerate: lo sviluppo dallo stadio larvale a quello adulto può infatti portare a destini anche molto differenti tra le varie specie.

Nell’adulto la respirazione viene facilitata dalla presenza di una pelle traspirante, caratterizzata da uno strato fortemente idratato che permette l’assorbimento dell’ossigeno. La pelle può essere sia liscia che ruvida, a seconda delle specie e delle loro abitudini: un rivestimento ruvido permette di resistere maggiormente alla disidratazione e, di conseguenza, è tipica di anfibi prevalentemente terrestri; una pelle liscia, invece, costringe l’animale adulto a vivere necessariamente nei pressi di zone acquose.

RESPIRAZIONE DELLE PIANTE

Le piante sono esseri viventi caratterizzati da un ciclo vitale. Nascono, crescono, si riproducono e muoiono. La funzione principale delle piante è la fotosintesi clorofilliana, mediante la quale producono glucosio, a partire da acqua e anidride carbonica, liberando ossigeno sotto forma di gas.

La fotosintesi avviene nelle foglie e in tutte le parti verdi della pianta, ad opera della clorofilla che, catturando l’energia solare, consente la produzione di sostaze organiche, prevalentemente carboidrati.

La fotosintesi avviene all’interno di corpuscoli verdi, i cloroplasti, in presenza di luce. In assenza di luce, ma anche durante il giorno, in ogni cellula delle piante avviene il processo inverso della fotosintesi, la respirazione delle piante o respirazione cellulare.

La respirazione delle piante avviene nei mitocondri in presenza di ossigeno. Durante la respirazione le molecole organiche sono distrutte per liberare l’energia accumulata nei legami molecolari.

Tale energia è necessaria alle piante per svolgere tutte le sue funzioni, contemporaneamente vengono liberate anidride carbonica e acqua sotto forma di gas.

 

RESPIRAZIONE CON GLI STIGMI

Gli insetti non hanno polmoni: l’ossigenazione dei tessuti è diretta, senza intermediari, ed avviene tramite una serie di tubi detti trachee che ramificandosi giungono ad ogni parte dell’animaletto. L’apertura sull’esterno dell’insetto è detta stigma (o spiracolo) tracheale, tali aperture sono poste ai lati del corpo e sono in numero variabile (il caso tipico è due paia nel torace e otto paia nell’addome); dallo stigma parte un tronco tracheale (solo negli insetti meno evoluti un tronco soltanto ossigena ogni parte dell’insetto, in quelli più evoluti le trachee sono collegate).

Sono presenti anche sacchi aerei, che svolgono ruoli di riserva di ossigeno e regolazione del volume (come nella muta, durante la quale l’insetto respira e gonfia i sacchi per rompere il vecchio tegumento).

Il transito di gas è facilitato soprattutto nelle tracheole, i tubi di diametro minore, sia dotati di un solo strato di cuticolina sia contenenti un liquido acquoso che svolge il ruolo di superficie di scambio tra ambiente esterno ed interno. Il sistema di trachee è soggetto a muta, le tracheole no ma del resto sono strutture labili (possono formarsene di nuove in ogni momento).

L’atto respiratorio è all’inverso del nostro: l’espirazione comporta uno sforzo attivo (compressione delle trachee), l’inspirazione avviene passivamente. Diversi insetticidi agiscono paralizzando i muscoli respiratori, ma sono già comparsi insetti specializzati nell’apnea. Negli insetti buoni volatori invece l’aria entra dagli spiracoli del torace ed esce da quelli dell’addome, il movimento dovuto allo spostamento dell’insetto durante il volo (e, entrando nel torace, l’ossigeno è subito disponibile ai muscoli del volo). Insetti acquatici o endoparassiti invece possono essere dotati di tracheobranchie o strutture simili.