Quali sono le differenze tra il sistema respiratorio degli animali acquatici e quello non acquatico?

Gli animali acquatici, come pesci e insetti acquatici, scambiano gas con l'acqua in cui vivono, mentre gli animali non acquatici, come mammiferi, uccelli e rettili, respirano aria. Ecco le principali differenze tra i loro sistemi respiratori:

Animali acquatici:

1. Branchie: Gli animali acquatici possiedono strutture specializzate chiamate branchie, che sono altamente vascolarizzate e densamente ricche di capillari (piccoli vasi sanguigni).

- Le branchie sono solitamente presenti in coppia su entrambi i lati del corpo dell'animale.

- L'acqua passa sopra le branchie e l'ossigeno presente nell'acqua viene assorbito nel sangue attraverso le pareti dei capillari.

- Il sangue trasporta quindi l'ossigeno alle cellule dell'animale.

2. Sistema di scambio controcorrente: Gli animali acquatici hanno nelle branchie un sistema di scambio controcorrente.

- Il flusso sanguigno nei capillari e il flusso d'acqua sulle branchie sono in direzioni opposte, il che massimizza l'assorbimento di ossigeno.

3. Pigmenti respiratori: Gli animali acquatici di solito hanno pigmenti respiratori, come l'emoglobina, che si legano all'ossigeno e ne migliorano il trasporto nel flusso sanguigno.

4. Diffusione dei gas: L'ossigeno e l'anidride carbonica vengono scambiati per diffusione attraverso le superfici branchiali a causa dei gradienti di concentrazione tra l'acqua e il sangue.

5. Polmoni meno sviluppati: Alcuni animali acquatici, come i pesci, non hanno polmoni ben sviluppati o strutture simili ai polmoni.

Animali non acquatici:

1. Polmoni: Gli animali non acquatici possiedono polmoni, strutture interne altamente ramificate che facilitano lo scambio di gas.

- I polmoni sono adattati per assorbire ossigeno e rilasciare anidride carbonica dall'aria.

2. Trachea e bronchi: L'aria entra nei polmoni attraverso una trachea (negli insetti) o trachea (nei mammiferi e altri vertebrati). La trachea poi si ramifica in bronchi più piccoli che trasportano l'aria in diverse regioni dei polmoni.

3. Alveoli: Le strutture più piccole responsabili dello scambio di gas nei polmoni sono chiamate alveoli.

- Gli alveoli sono minuscole strutture simili a palloncini con un'ampia superficie per un efficiente scambio di gas.

4. Sistema polmonare: Gli animali non acquatici hanno un sistema polmonare ben sviluppato, compresi passaggi aerei, polmoni e strutture associate che consentono la ventilazione dell'aria.

5. Inspirazione ed espirazione: Gli animali non acquatici inspirano attivamente l'aria nei polmoni e la espirano, facilitando lo scambio di ossigeno e anidride carbonica.

6. Ventilazione: I muscoli respiratori sono responsabili della ventilazione polmonare, che comporta l’espansione e il ritiro dei polmoni per introdurre ed espellere l’aria.

Queste differenze nei sistemi respiratori riflettono l'adattamento degli animali acquatici e non acquatici ai rispettivi ambienti di vita e l'efficiente acquisizione e utilizzo dell'ossigeno.