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La respiración traqueal: ejemplos en animales

 
Por Francesca Balada. 23 diciembre 2020
La respiración traqueal: ejemplos en animales

En los insectos y otros artrópodos terrestres (arácnidos y miriápodos), la respiración externa es aérea. Es decir, se produce el intercambio de gases con el aire. Este intercambio de gases se realiza a través de un sistema de conductos internos llamados tráqueas y recibe el nombre de respiración traqueal. En esta lección de unPROFESOR descubrirás en qué consiste la respiración traqueal y ejemplos de animales que utilizan este tipo de respiración externa.

La respiración traqueal, un tipo de respiración animal

La respiración es un proceso metabólico que se produce en las mitocondrias de la célula ecucariota. Consiste en la utilización de O2 (oxígeno) para la obtención de energía y produce CO2 (dióxido de carbono) como sustancia de deshecho. A nivel fisiológico (a nivel del animal en su conjunto) el proceso de respiración celular se ve reflejado en la respiración externa que consiste en el intercambio de gases que se produce entre el organismo y el medio ambiente.

Aunque la respiración celular es igual en las células de todos los organismos que realizan la respiración aerobia (que utiliza el oxígeno del aire), existen varios tipos de respiraciones externas, en los vertebrados terrestres, el intercambio de gases se realiza mediante los pulmones, en el caso de los peces que realizan respiración acuática utilizan branquias. En ambos casos el sistema respiratorio precisa de varios elementos imprescindibles:

  1. Existencia de un tejido especializado en el intercambio de gases, que recibe el nombre de tejido respiratorio. En el caso delos vertebrados terrestres el tejido respiratorio es el que forma los pulmones, en el caso de los peces este tejido es el que constituye las branquias.
  2. Presencia de un pigmento respiratorio: se trata de los pigmentos utilizados para transportar oxígeno desde el tejido respiratorio a los tejidos. Un ejemplo de pigmento respiratorio es la hemoglobina, que se une al oxígeno para transportarlo en la sangre y que le da el color rojo característico.

Sin embargo, el sistema respiratorio de los insectos terrestres y otros artrópodos es totalmente distinto. Estos organismos utilizan el sistema de tráqueas, un sistema muy simple que no requiere ni la presencia de un pigmento respiratorio ni la presencia de un tejido especializado en el intercambio de gases.

La respiración traqueal: ejemplos en animales - La respiración traqueal, un tipo de respiración animal
Imagen: Educaplay

¿Qué animales utilizan la respiración traqueal? Los artrópodos

Como ya hemos apuntado en el apartado anterior, los organismos que utilizan la respiración traqueal son los artrópodos terrestres.

Los artrópodos son el grupo más abundante de animales, tanto en número de especies como en número de individuos. El 80% del total de especies animales conocidas son artrópodos. Estas cifras son el reflejo de su gran éxito evolutivo.

Los artrópodos son invertebrados, es decir, no poseen un esqueleto interno articulado. Se caracterizan por:

  • Estar dotados de un exoesqueleto o cutícula (cubierta externa) con apéndices articulados móviles (extremidades) . El exoesqueleto está formado por quitina y otras proteínas. La quitina es una sustancia dura, impermeable y extremadamente ligera.
  • Ser organismos segmentados. Es decir, están formados por segmentos que son unidades funcionales.
  • Tienen un sistema de circulación abierta por donde circula la hemolinfa.
  • Crecen mediante mudas renovando por completo sus exoesqueletos.

La respiración traqueal: ejemplos en animales - ¿Qué animales utilizan la respiración traqueal? Los artrópodos
Imagen: ABC Color

Ejemplos de animales con respiración traqueal

Dentro de los artrópodos terrestres están los miriápodos, los arácnidos y los insectos. Por tanto, los ejemplos de animales con respiración traqueal son los siguientes:

  • Insectos: Tienen el cuerpo divido en tres partes (cabeza, tórax y abdomen), tres pares de patas. Poseen un par de antenas. Ejemplos: Abejas, hormigas, escarabajos, saltamontes, moscas, mosquitos, libélulas, chinches, pulgas y mariposas.
  • Arácnidos: Tienen el cuerpo dividido en dos partes (prosoma y opistosoma), cuatro pares de patas, carecen de antenas y en lugar de mandíbulas tienen ambos lados de la boca dos apéndices llamados quelíceros. Ejemplos: Arañas, escorpiones, garrapatas y opiliones.
  • Miriápodos: Poseen un par de antenas y un tronco formado por numerosos segmentos. Ejemplos: Milpies y cienpies como las escolopendras.
La respiración traqueal: ejemplos en animales - Ejemplos de animales con respiración traqueal

Cómo es la respiración traqueal

El sistema traqueal consiste en un sistema de tubos llenos de aire que penetra desde la superficie corporal hasta las células. Las tráqueas son invaginaciones (repliegues hacia el interior) de la superficie corporal que se ramifican y se interconectan por todas las partes del organismo. Sus paredes tienen una composición similar a la cutícula (exoesqueleto de los insectos) y son bastante rígidas.

Las traquéolas son las ramificaciones más pequeñas de las tráqueas, están cerradas en extremo y finalizan en contacto directo con las células individuales, suministrando oxígeno en áreas muy cercanas a las mitocondrias (orgánulos encargados de la respiración celular). La superficie total de las traquéolas es muy grande.

En general los tejidos más activos (como por ejemplo los músculos que los insectos utilizan para volar) tienen más traquéolas.

El sistema de la respiración por la tráquea

El líquido traqueolar llena el extremo de las traquéolas excepto en unas pocas especies. A través de este líquido se difunden los gases.

Los sacos aéreos son ensanchamientos de los tubos traqueales que aparecen a diversos intervalos. Estos ensanchamientos agrandan el volumen traqueal aumentando la cantidad de oxígeno disponible.

Los espiráculos protegen las entradas traqueales, excepto en las formas de insecto más primitivas. La presencia de espiráculos tiene varias funciones:

1. Regular el flujo de aire en las tráqueas.

2. Evitan la pérdida de agua.

3. Protegen el sistema traqueal de las partículas de polvo.

La respiración traqueal: ejemplos en animales - Cómo es la respiración traqueal

Funcionamiento de la respiración traqueal

A través del aire, el O2 y el CO2 se propagan muy rápidamente desde las zonas donde su concentración es mayor hasta las zonas de menor concentración. Gracias a la rápida propagación, estos gases se mueven muy rápido en la red de tubos del sistema traqueal. El rápido movimiento del oxígeno y el dióxido de carbono por el sistema traqueal, evita la necesidad de un sistema circulatorio para el transporte de gases.

Las traquéolas son muy abundantes de forma que, solo raras veces, más de tres células se hallan alrededor de una traquéola.

El oxígeno del aire que se ha introducido en sistema traqueal viaja por la red de tubos hasta las traquéolas. Allí el O2 se transfiere desde el aire a los tejidos a través de las delgadísimas paredes de las traquéolas, alcanzando el interior de las células que se encuentran a poca distancia.

En sentido contrario, el CO2 generado por las células durante la respiración difunde a través de las membranas celulares y la pared de la traquéola hasta alcanzar el interior de esta desde donde se desplazará por difusión hasta ser expulsado al exterior a través de los espiráculos.

La respiración en los insectos más grandes

Los insectos de mayor tamaño generalmente poseen mecanismos para generar un flujo de aire en los tubos más grandes del sistema traqueal. De esta forma, se evita el estancamiento del aire que supondría la disminución en la concentración de oxígeno y el aumento de la concentración de CO2.

En muchos casos, las tráqueas y los sacos aéreos se pueden comprimir permitiendo la variación del volumen traqueal. La ventilación de los tubos del sistema traqueal se lleva a cabo mediante expansiones y compresiones alternativas del exoesqueleto, particularmente la del abdomen. Los diferentes espiráculos pueden abrirse o cerrarse durante las distintas fases de expansión y compresión del ciclo respiratorio, controlando así la dirección del flujo de aire.

La respiración traqueal: ejemplos en animales - La respiración en los insectos más grandes

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Bibliografía
  • Eckert D. Randall; W.Burggen; K. French; R. Fernald (Col.). (1998)Fisiología animal. Mecanismos y adaptaciones. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana
  • Richard C. Brusca, Gary J. Brusca ; con ilustraciones de Nancy Haver ; edición española a cargo de Fernando Pardos Martínez (2005) Invertebrados Madrid: McGraw-Hill Interamericana
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