Respirazione

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L’ambiente terrestre

L’ambiente subaereo presenta una percentuale di ossigeno del 21% sul totale dei gas: tale abbondanza sembra favorire l’attuazione degli scambi respiratori da parte degli organismi. D’altra parte, tale ambiente è anche relativamente secco, il che risulta invece uno svantaggio per la diffusione dell’ossigeno. A causa di tali condizioni, gli organismi che vivono nell’ambiente subaereo devono mantenere costantemente umide le loro superfici respiratorie. La soluzione a questo problema è quella di vivere in ambienti umidi e in prossimità dell’acqua (come nel caso degli anfibi); oppure di secernere un muco denso che ricopre tutto il corpo (ad esempio, nelle lumache); o ancora, di introflettere le superfici respiratorie all’interno del corpo, in modo da proteggerle dalla disidratazione (è il caso delle trachee degli insetti, dei polmoni degli aracnidi e dei vertebrati).

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La respirazione nei principali gruppi animali

Negli organismi unicellulari, quali protisti, alcune alghe e funghi, non esistono particolari apparati per la respirazione, ma l’ossigeno passa direttamente per diffusione attraverso la loro membrana cellulare. La concentrazione di ossigeno nell’organismo è più bassa che nell’aria o nell’acqua circostanti, mentre quella di anidride carbonica è maggiore; di conseguenza, l’ossigeno segue un gradiente di concentrazione e si diffonde all’interno dell’organismo, mentre l’anidride carbonica si muove in direzione opposta.

5.1

Echinodermi

Negli echinodermi, quali ricci e stelle di mare, la respirazione avviene mediante sottili strutture tubulari cave che si estroflettono sulla superficie corporea. In particolare, nelle stelle di mare tali tubuli sono detti branchie dermali e sono dotati di cellule ciliate, sia sulla superficie esterna sia su quella interna; le ciglia, muovendosi, creano un flusso in controcorrente tra l’acqua marina (che scorre sulla superficie esterna delle branchie dermali) e il fluido interno; ciò permette la continua diffusione degli scambi respiratori. Nei ricci di mare assumono funzione di branchie dermali i pedicelli ambulacrali, che fanno parte di un complesso sistema idraulico e svolgono anche funzione locomotoria.

5.2

Anellidi

Negli anellidi lo scambio dei gas respiratori avviene attraverso la superficie cutanea che, nel caso degli anellidi che vivono in mare (policheti), possiede espansioni filamentose mediante le quali la superficie corporea risulta molto ampliata. Gli anellidi possiedono un pigmento respiratorio, l’emoglobina, che, circolando nel sangue che scorre nei vasi del sistema circolatorio, facilita il legame dell’ossigeno e il trasporto del gas a tutto l’organismo.

5.3

Molluschi

Nei molluschi i processi respiratori avvengono a livello di organi branchiali specializzati, detti ctenidi, che sporgono nel lume della cavità palleale (o cavità del mantello) in modo da trovarsi immersi nell’acqua. Ciò si osserva nei cefalopodi, nei bivalvi (o lamellibranchi) e nei gasteropodi marini; nei gasteropodi polmonati (come chiocciole e lumache), vi è invece una sorta di polmone, formato dal tessuto del mantello, che si trova all’interno di una cavità corporea e in comunicazione con l’esterno mediante una piccola apertura (pneumostoma). Sia gli ctenidi sia il polmone, sono riccamente irrorati da un fluido circolante (emolinfa) nel quale è contenuto anche il pigmento respiratorio emocianina. Il polmone dei polmonati, al contrario di quello tipico dei mammiferi e dell’uomo, è un organo statico, nel quale lo scambio dei gas avviene per diffusione.