O sistema respiratório sofreu muitas adaptações ao longo da evolução das espécies e apresenta grande eficiência nos mecanismos de trocas gasosas com o ambiente.
A transição dos répteis da vida aquática para a terrestre representou uma revolução na maneira como esses animais realizam suas trocas gasosas, já que o ar é mais rico em oxigênio que a água.
Neste artigo iremos reconhecer comparativamente os diversos tipos de respiração dos animais.
Respiração por difusão simples
Os poríferos e os cnidários não têm órgãos especializados para a respiração e realizam, portanto, as trocas gasosas entre as células e o meio por difusão simples, processo pelo qual recebem oxigênio e eliminam gás carbônico diretamente para o ambiente na superfície corporal.
Platelmintos e nematódeos, mesmo sendo em sua maioria anaeróbios, também realizam suas trocas gasosas por meio da difusão simples. Em animais com maior atividade metabólica ou de maior tamanho, o processo de difusão simples não é capaz de atender à demanda energética por ser um processo muito lento.
Respiração cutânea
Os anelídeos apresentaram as primeiras estruturas respiratórias. Esses animais fazem suas trocas gasosas por meio da respiração cutânea, que difere da difusão simples por utilizar o sangue como veículo de transporte para os gases associado aos pigmentos sanguíneos, como a hemoglobina.
Respiração traqueal
No filo dos artrópodes, os insetos têm corpos revestidos por quitina, substância com função impermeabilizante que impede a difusão de gases pela superfície corpórea e, por isso, a respiração é traqueal. Assim, a comunicação com o exterior é feita por meio dos espiráculos, tornando a respiração independente do sistema circulatório, uma vez que permite o contato direto do ar atmosférico com as células sem a presença de pigmentos, o que torna esse processo mais eficiente.
Alguns animais que fazem parte desse grupo apresentam adaptações de acordo com o ambiente e a estrutura corporal, como é o caso dos aracnídeos, cujos pulmões foliáceos caracterizam a respiração filotraqueal. Já os crustáceos, por serem animais aquáticos, apresentam brânquias, o que caracteriza a respiração branquial com transporte de gases no sangue.
Respiração branquial
A maioria dos moluscos realiza respiração branquial, com exceção de alguns gastrópodes terrestres (lesmas e caracóis), que, ao se adaptarem ao ambiente terrestre, tiveram a cavidade de seu manto transformada em saco pulmonar, tipo primitivo de pulmão. São considerados primitivos porque não contam com mecanismos de renovação do ar interior. Moluscos bivalves, como os mexilhões, têm brânquias revestidas de muco que servem como mecanismo de captura de alimentos, além de realizarem trocas gasosas. Nesses animais desprovidos de pigmentos respiratórios, os gases são dissolvidos no sangue.
Os equinodermos respiram por meio de brânquias dérmicas ou pápulas – pequenas e delicadas projeções para fora do corpo, entre os espinhos. As pápulas são estruturas do sistema hidrovascular, também chamado de ambulacral, formado por conjuntos de canais por onde circula a água com função de trocas gasosas e locomoção; as pápulas também são responsáveis pela excreção.
As brânquias são formadas por uma grande quantidade de filamentos permeáveis aos gases, os filamentos branquiais, que permitem as trocas gasosas em ambientes aquáticos e, em alguns casos, também a respiração aérea, por estarem localizados em cavidades recobertas, que evitam a desidratação. As brânquias estão presentes em animais como poliquetas, tatuzinhos-de-jardim e crustáceos. São recobertas por opérculos, nos peixes ósseos, e por câmaras branquiais, nos caranguejos.
Nos peixes, a água com oxigênio entra pela boca, passa pelas brânquias e sai pelo opérculo. O sangue e a água fluem em sentidos opostos para permitir melhor oxigenação, o que é chamado de mecanismo contracorrente. Fora da água, os peixes morrem asfixiados porque os filamentos branquiais se aglutinam, impossibilitando as trocas gasosas.
A maioria dos peixes tem uma estrutura anexa chamada bexiga natatória, formada de uma evaginação do trato digestivo, responsável por armazenar gases provenientes do sistema respiratório para promover sua flutuabilidade na coluna de água.
Respiração pulmonar
Os pulmões são encontrados em anfíbios adultos, répteis, aves e mamíferos. São cavidades internas, para as quais o O2 é lançado. Nos vertebrados pulmonados existe um tubo condutor de ar, a traqueia, dotado de um mecanismo valvular, a glote. A presença de narinas possibilita que os animais respirem com a boca fechada.
Os anfíbios adultos têm pulmões simples, com pequena superfície interna, que emergem diretamente da faringe. Nesses animais, as trocas gasosas também ocorrem intensamente através da pele, que é delgada e bastante vascularizada – respiração cutânea. A participação relativa da respiração pulmonar e da respiração cutânea na oxigenação do sangue dos anfíbios depende de fatores ambientais e aumenta com a elevação da temperatura e da umidade relativa do ar.
Os répteis dependem exclusivamente da respiração pulmonar, com exceção dos quelônios (tartarugas, cágados e jabutis), cuja cloaca é ricamente vascularizada e contribui para o processo de trocas gasosas. Os pulmões deles são internamente segmentados e maiores que os pulmões lisos dos anfíbios.
As aves apresentam pulmões desprovidos de alvéolos e formados por milhões de parabronquíolos – túbulos pelos quais o ar circula e onde são realizadas as trocas gasosas. Em mamíferos, a área de troca gasosa é ampliada pela presença de milhões de alvéolos pulmonares, localizados nos sacos aéreos anteriores e posteriores.
Evolutivamente, desde a bexiga natatória dos peixes até o pulmão alveolado dos mamíferos, houve expansões de superfície dessas estruturas e aumento na eficiência das trocas gasosas. Os pulmões dos vertebrados podem encher e esvaziar, renovando o ar interior, por isso são chamados de pulmões de ventilação. Esse processo elimina o ar saturado de CO2 e obtém o ar rico em O2, que os torna mais eficazes que os pulmões de difusão dos gastrópodes terrestres.
Por: Wilson Teixeira Moutinho
