Artrópodos acuáticos
El pulmón libro es un tipo de órgano respiratorio utilizado para el intercambio de gases atmosféricos que está presente en muchos arácnidos, como los escorpiones y las arañas. Cada uno de estos órganos se encuentra en el interior de una cavidad abdominal ventral abierta y llena de aire (atrio) y se conecta con el entorno a través de una pequeña abertura con el fin de respirar.
Los pulmones libro no están relacionados con los pulmones de los vertebrados terrestres modernos. Su nombre describe su estructura y propósito. Las pilas de bolsas de aire alternas y el tejido lleno de hemolinfa[a] les dan un aspecto similar al de un libro “doblado”[1].
Su número varía desde un solo par en la mayoría de las arañas hasta cuatro pares en los escorpiones. Las “páginas” (placas) desplegadas del pulmón del libro están llenas de hemolinfa. Los pliegues maximizan la superficie expuesta al aire y, por lo tanto, la cantidad de gas que se intercambia con el entorno. En la mayoría de las especies, no es necesario el movimiento de las placas para facilitar este tipo de respiración.
A veces, los pulmones en forma de libro pueden estar ausentes y, en su lugar, el intercambio de gases lo realizan las finas paredes del interior de la cavidad, cuya superficie aumenta al ramificarse en el cuerpo como finos tubos llamados tráqueas. Es posible que estas tráqueas hayan evolucionado directamente a partir de los pulmones de libro, ya que las tráqueas de algunas arañas tienen un pequeño número de cámaras muy alargadas. Muchos arácnidos, como los ácaros y los cosechadores (Opiliones), no tienen rastros de pulmones de libro y respiran a través de las tráqueas o sólo a través de la superficie del cuerpo.
Excreción en artrópodos
Figura 1. La célula del alga unicelular Ventricaria ventricosa es una de las más grandes que se conocen, alcanzando de uno a cinco centímetros de diámetro. Como todos los organismos unicelulares, V. ventricosa intercambia gases a través de la membrana celular.
Todos los organismos aeróbicos necesitan oxígeno para llevar a cabo sus funciones metabólicas. A lo largo del árbol evolutivo, los distintos organismos han ideado diferentes medios para obtener oxígeno de la atmósfera circundante. El entorno en el que vive el animal determina en gran medida la forma de respirar. La complejidad del sistema respiratorio está relacionada con el tamaño del organismo. A medida que aumenta el tamaño del animal, aumentan las distancias de difusión y disminuye la relación entre la superficie y el volumen. En los organismos unicelulares, la difusión a través de la membrana celular es suficiente para suministrar oxígeno a la célula (Figura 1).
La difusión es un proceso de transporte lento y pasivo. Para que la difusión sea un medio factible de suministrar oxígeno a la célula, la tasa de absorción de oxígeno debe coincidir con la tasa de difusión a través de la membrana. En otras palabras, si la célula fuera muy grande o gruesa, la difusión no podría proporcionar oxígeno con la suficiente rapidez al interior de la célula. Por lo tanto, la dependencia de la difusión como medio para obtener oxígeno y eliminar el dióxido de carbono sólo es factible para los organismos pequeños o con cuerpos muy aplanados, como muchos platelmintos. Los organismos más grandes tuvieron que desarrollar tejidos respiratorios especializados, como branquias, pulmones y conductos respiratorios acompañados de un complejo sistema circulatorio, para transportar el oxígeno por todo su cuerpo.
La respiración en los moluscos
Las branquias (/ɡɪl/ (escuchar)) son un órgano respiratorio que muchos organismos acuáticos utilizan para extraer el oxígeno disuelto del agua y excretar el dióxido de carbono. Las branquias de algunas especies, como los cangrejos ermitaños, se han adaptado para permitir la respiración en tierra siempre que se mantengan húmedas. La estructura microscópica de las branquias presenta una gran superficie al medio externo. Branchia (pl. branchiae) es el nombre zoológico de las branquias (del griego antiguo βράγχια).
A excepción de algunos insectos acuáticos, los filamentos y las láminas (pliegues) contienen sangre o líquido celómico, del que se intercambian gases a través de las finas paredes. La sangre transporta el oxígeno a otras partes del cuerpo. El dióxido de carbono pasa de la sangre al agua a través del fino tejido branquial. Las branquias o los órganos similares a las branquias, situados en diferentes partes del cuerpo, se encuentran en varios grupos de animales acuáticos, como moluscos, crustáceos, insectos, peces y anfibios. Los animales marinos semiterrestres, como los cangrejos y los saltamontes, tienen cámaras branquiales en las que almacenan agua, lo que les permite utilizar el oxígeno disuelto cuando están en tierra.
Sistema circulatorio de los artrópodos
ResumenLas branquias sólo se encuentran en cuatro filos de invertebrados: anélidos, artrópodos, equinodermos y moluscos. En algunos hemicordados y en los protocordados hay hendiduras branquiales, pero no branquias. El término “branquia” puede aplicarse a cualquier excrecencia de la pared corporal que tenga como función principal aumentar la captación de oxígeno del entorno, e incluye en este contexto no sólo las branquias repetidas en serie de los anélidos, artrópodos y ciertos moluscos y los ctenidios de las clases superiores de moluscos, sino también las vainas respiratorias de los equinoideos irregulares y las pápulas de los asteroideos. Se ha sugerido que se limite a aquellas estructuras que absorben más oxígeno por unidad de superficie que la superficie general del cuerpo. Podría preguntarse en este punto si el aumento de la superficie o el aumento de la captación de oxígeno por unidad de superficie fue lo primero, pero dado que esto puede variar en diferentes animales parece más lógico considerar la función primaria de un órgano, más que el curso por el que se ha logrado esta función. Desde el punto de vista de la eficiencia de un animal, no importa si se desarrolla una branquia pequeña que capta efectivamente más oxígeno por unidad de superficie o si se desarrolla una branquia más grande cuyo consumo de oxígeno por unidad de superficie es el mismo que el de la superficie general del cuerpo.