Los animales logran respirar bajo el agua a través de las branquias, órganos especializados que se encuentran en los peces.
Existen reptiles –como las tortugas–, mamíferos –como las ballenas o delfines–, algunos tipos de aves y anfibios, que pasan una parte de su vida bajo el agua. En el caso de los mamíferos y tortugas, deben ascender a la superficie para respirar.
Estas especies han desarrollado mecanismos de adaptación al entorno. Por ello, es importante explicar cómo estos seres vivos funcionan en el medio donde viven.
En función del tipo de animal analizaremos cómo es la respiración de estas especies que logran sobrevivir bajo condiciones especiales.
Respiración de los peces
Los peces pueden vivir en una forma particular de agua. Por ejemplo, un pez que vive en agua salada en el océano no sería capaz de vivir en el agua fresca de un lago. Como otros seres vivos, los peces respiran oxígeno. En lugar de obtener oxígeno del aire que los rodea, ellos absorben oxígeno del agua a través de las branquias.
Las branquias son los órganos respiratorios de los animales acuáticos formados por láminas que protegen su cuerpo y algunos órganos internos.
Estos órganos permiten tomar el oxígeno del agua, la cual ingresa a través de la boca, y los vasos sanguíneos en las branquias transportan el oxígeno hacia la sangre. Los anfibios realizan el proceso de metamorfosis, en el cual respiran también a través de los pulmones.
Ahora bien, existen diferencias entre las formas de respiración por medio de pulmones y branquias. Por ejemplo, las ballenas y delfines tienen pulmones como los humanos, pero suben a la superficie a respirar porque lo hacen a través de los orificios nasales (espiráculos) ubicados en el tope de sus cabezas.
En el caso de los peces, estos tienen branquias y la respiración ocurre cuando el pez abre y cierra su boca: al abrir la boca, el agua entra, mientras que al cerrarla, empuja el agua hacia las branquias.
Los mamíferos acuáticos deben realizar el proceso de tomar el oxígeno de la superficie constantemente, para poder vivir en el medio que los rodea. Los peces toman del agua –dulce o salada– el oxígeno captado por las branquias, que pasa por difusión a la sangre, y esta lo transporta al resto del cuerpo.
Con respecto a la función de las branquias internas de los peces, el proceso ocurre así: cuando el pez respira, toma un sorbo de agua en intervalos regulares. Esta se desplaza hacia los lados de la garganta, forzando el agua a través de las aberturas branquiales, de modo que pase sobre las branquias del exterior.
De esta manera, los peces pueden realizar la respiración de forma continua, usando las branquias externas e internas de manera periódica.
Respiración de los insectos acuáticos
Algunos insectos pasan las primeras etapas de su desarrollo en el agua. Existen especies que pasan a vivir en el aire.
Algunos ejemplos de este tipo de animales son las libélulas, ninfas y demás especies que nacen siendo larvas acuáticas.
Como todos los animales, estos insectos también necesitan convertir el oxígeno en dióxido de carbono para sobrevivir. El proceso de respiración en este caso ocurre a través de unos agujeros que se encuentran en los laterales de sus cuerpos, denominados espiráculos.
Los espiráculos son aberturas de una serie de tubos del cuerpo del insecto que transporta oxígeno hacia los órganos más importantes. En los insectos acuáticos ha ocurrido una adaptación en este sistema para poder pasar parte de su vida bajo el agua.
Sobre la inmersión de mamíferos acuáticos
Un punto fascinante en cuanto a la respiración de los mamíferos acuáticos, es la forma en que los vertebrados marinos se adaptan a la presión existente sobre sus cuerpos cuando están sumergidos, muy contraria a la de los invertebrados del agua.
Si bien estos animales no respiran bajo el agua, son capaces de aguantar la respiración por períodos prolongados, lo cual es un tema de estudio para los científicos e investigadores.
Evidentemente, los pulmones y demás órganos involucrados en la respiración, así como otros órganos susceptibles, se ven afectados por la inmersión en grandes profundidades, quedando “aplastados” bajo semejantes presiones.
Sin embargo, la capacidad de adaptación a estas condiciones evita el colapso pulmonar y los daños a otros órganos, gracias a que la cavidad torácica y, en especial, el oído medio de estas especies marinas, poseen una fisiología especializada que los protege y les otorga la capacidad de permanecer largo tiempo bajo el agua.
Las paredes torácicas de los mamíferos marinos son capaces de soportar un colapso pulmonar completo.
Por otro lado, las estructuras especializadas de sus pulmones permiten que los alvéolos (pequeños sacos que forman parte del sistema respiratorio y donde ocurre el intercambio de gases entre el aire respirado y la sangre) se colapsen primero, seguidos de las vías aéreas terminales.
Dichas estructuras también pueden ayudar en la re-inflación del pulmón después de la inmersión por medio de sustancias químicas llamadas surfactantes.
Con respecto al oído medio, estos mamíferos poseen senos cavernosos especializados en este órgano, de los cuales se presume que quedan sumergidos en sangre mientras está ocurriendo la inmersión, llenándose de esta manera el espacio aéreo.
Resulta sorprendente la forma en la que las diversas especies son capaces de desenvolverse en sus propios medios, en especial con respecto al proceso de respiración –inhalación de oxígeno y exhalación de dióxido de carbono– en ambientes tan distintos como el aire y el agua.
Referencias
- Animals I. Fur, Fins, Feathers and More. Teacher’s Guide. Recuperado de eclkc.ohs.acf.hhs.gov.
- Native Ecosystems. Recuperado de gw.govt.nz.