¿Qué es la respiración cutánea?

Es un sistema en el que la piel actúa como principal órgano respiratorio. Lo usan algunos invertebrados acuáticos, planarias, lombrices de tierra y anfibios adultos.

¿Dónde se encuentran las branquias de los peces óseos?

Las branquias se localizan en las hendiduras branquiales y están protegidas por un recubrimiento llamado opérculo. En tiburones y rayas, en cambio, las hendiduras se abren al exterior de forma independiente.

¿Qué son los pulmones en libro?

Son pequeños pulmones situados en el abdomen de las arañas, que complementan su sistema traqueal. También se denominan filotráqueas.

Sistemas respiratorios de invertebrados: branquias internas, respiración cutánea y pulmones

Resumen

El documento describe cómo evolucionaron los sistemas respiratorios desde las branquias internas de moluscos, crustáceos y peces hasta la respiración cutánea de gusanos planos, lombrices y anfibios adultos. También explica los pulmones de caracoles, babosas y arañas. El estudiante comprenderá las adaptaciones necesarias para pasar del medio acuático al terrestre.

Puntos clave

Las branquias internas están protegidas dentro de una cavidad corporal y requieren una corriente de agua constante.
En el mejillón, las branquias se encuentran entre el manto y la masa visceral, y el movimiento del agua se favorece con cilios.
En peces óseos, las branquias están protegidas por un opérculo; en tiburones y rayas, las hendiduras se abren al exterior de forma independiente.
La respiración cutánea requiere una piel fina, permeable, húmeda, sin protección y con gran superficie en relación con el volumen.
Los anfibios adultos combinan respiración cutánea con pulmones, y sus crías poseen branquias externas.
Los pulmones de caracoles terrestres y babosas son cavidades protegidas comunicadas con el exterior por un orificio, y en arañas se llaman pulmones en libro o filotráqueas.

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Branquias Internas: Evolución y Eficiencia en Ambientes Acuáticos

Un paso crucial en la evolución de los sistemas respiratorios fue el desarrollo de branquias internas. Esta mejora evolutiva consiste en proteger las branquias dentro de una cavidad corporal o cubrirlas con alguna estructura. Para que este sistema funcione eficazmente, es necesario generar una corriente de agua constante que atraviese dicha cavidad. Las branquias internas son comunes en moluscos y crustáceos.

Por ejemplo, al abrir un mejillón, se observan expansiones laminares situadas entre la parte del manto (que se une a las valvas) y la masa visceral central: estas son las branquias. Para respirar, el mejillón entreabre las valvas, permitiendo que el agua fluya a través de las branquias. El movimiento del agua se ve favorecido por los cilios presentes en las células branquiales.

Las branquias de cangrejos y langostas están aún más protegidas, ya que se ubican dentro del caparazón. Estos animales, que viven fijos al sustrato o se desplazan lentamente por los fondos, suelen habitar en aguas agitadas o emplean mecanismos para mover el agua en su interior.

El funcionamiento de las branquias internas alcanza su máxima eficiencia cuando el propio desplazamiento del animal genera la corriente de agua en la cavidad branquial. Esto es lo que ocurre en sepias, calamares y, especialmente, en los peces. Las branquias internas alcanzan su mayor grado de eficacia en los peces, localizándose en las hendiduras branquiales.

En la mayoría de los peces, el agua entra por la boca y sale por estas hendiduras. En tiburones y rayas, las hendiduras se abren al exterior de forma independiente, mientras que, en los peces óseos, están protegidas por un recubrimiento llamado opérculo.

Respiración Cutánea: Adaptación a la Vida Terrestre

La transición al medio terrestre presentó un desafío respiratorio para los primeros animales que lo intentaron. Gusanos planos de cuerpo blando, al iniciar la invasión del medio terrestre, se enfrentaron a la necesidad de respirar aire. Esta nueva situación ofrecía una ventaja: el aire contiene una concentración de oxígeno significativamente mayor que el agua. Sin embargo, requería adaptaciones anatómicas específicas:

Una piel fina y permeable a los gases, siempre humedecida.
Un medio interno muy próximo a la superficie exterior.
Ausencia de protección en la superficie corporal.
Una superficie corporal amplia en relación con el volumen del animal.

La respiración cutánea implica que la piel actúa como el principal órgano respiratorio. Este sistema es utilizado por algunos invertebrados acuáticos y por algunos de los primeros animales terrestres, como planarias y lombrices de tierra. Entre los vertebrados, los anfibios adultos también presentan respiración cutánea.

Los anfibios, el primer grupo de vertebrados en conquistar los medios aéreos, muestran un paralelismo con los gusanos planos en cuanto a la respiración cutánea. Los anfibios adultos complementan su respiración cutánea con pulmones. Estos animales mantienen una fuerte dependencia de ambientes húmedos; de hecho, sus crías son acuáticas y poseen branquias externas.

Pulmones en Invertebrados: Una Solución para Ambientes Terrestres

Algunos invertebrados desarrollaron una estrategia diferente: limitaron su superficie de intercambio gaseoso al interior de una cavidad protegida dentro del cuerpo, comunicada con el exterior a través de un orificio. Esta cavidad debe mantener un cierto grado de humedad para facilitar el intercambio gaseoso y evitar la pérdida excesiva de agua. A diferencia de las tráqueas de los insectos, la superficie de intercambio en estos pulmones cede oxígeno a un sistema circulatorio, que lo distribuye a las células.

Este sistema pulmonar, aunque sencillo, es característico de caracoles terrestres y babosas. Las arañas también complementan su sistema traqueal con pequeños pulmones ubicados en el abdomen, denominados pulmones en libro o filotráqueas.