Evolução do sistema respiratório: Trocas gasosas nos animais invertebrados e vertebrados

Evolução do sistema respiratório

A maioria dos organismos obtém a energia necessária à manutenção do metabolismo por meio da respiração celular. Nesse processo, as moléculas orgânicas de alimentos reagem com o oxigénio, produzindo água e o dióxido de carbono, além de energia.

O local do corpo onde se efectua o movimento dos gases respiratórios entre o meio externo e o meio interno é chamado superfície respiratória.

Em alguns animais a superfície respiratória é o próprio revestimento corporal, em outros, ela localiza-se em regiões específicas do corpo, formando órgãos especializados em absorver oxigénio e em eliminar o dióxido de carbono.

Há diversas formas de trocas gasosas entre as células e o ambiente: respiração por difusão, respiração cutânea, traqueal, branquial e pulmonar.

Trocas gasosas nos animais invertebrados e vertebrados

Respiração por difusão

Os protozoários efectuam as trocas gasosas directamente com o meio externo, por difusão. Poríferos, Celenterados, Platelmintas e Nematelmintas, também respiram por difusão, tipo de respiração facilitado pela forma do corpo dos animais onde todas as células estão próximas da superfície corporal.

Animais que apresentam este tipo de respiração são geralmente pequenos, cilíndricos ou achatados.

Fig. 6 – Diferentes trocas gasosas nos invertebrados

Respiração cutânea

A respiração cutânea pode estar presente tanto em animais aquáticos (poríferos, celenterados e platelmintas aquáticos) como em animais terrestres ( platelmintas terrestres, minhocas e anfíbios). O ambiente húmido é fundamental para a respiração cutânea, uma vez que a superfície do corpo deve estar humedecida para permitir a difusão de gases. Nos anfíbios a respiração cutânea constitui um suplemento a respiração pulmonar.

Fig. 7 – Respiração da minhoca

Respiração branquial

A maioria dos animais aquáticos respiram através de brânquias. Estas são órgãos respiratórios formados a partir de expansões externas da superfície do corpo que entram em contacto directo com o meio aquático de onde absorvem o oxigénio e onde eliminam o dióxido de carbono. A estrutura das brânquias variam em complexidade e diferentes localizações. Nas estrelas do mar, as brânquias são pequenas papilas distribuídas por toda a superfície corporal. Moluscos e peixes têm brânquias formadas por finas projecções epiteliais.

A água ao passar entre os filamentos branquiais, troca gases com o sangue que circula pelos capilares.

Os peixes apresentam brânquias alojadas em cavidades designadas cavidades branquiais, protegidas por umas estruturas designadas opérculos. A inclusão das brânquias numa cavidade não só protege, como facilita o mecanismo de ventilação.

Fig. 8 – Brânquias nas estrelas do mar A, moluscos e peixes

Respiração traqueal

Diversos artrópodes, tais como insectos, possuem um sistema respiratório conhecido por sistema traqueal. Esse sistema é constituído por uma rede de traqueias que são tubos por onde circula o ar e por onde se ramificam em canais cada vez mais finos ao longo do carpo de animal, os espetáculos.

Em animais com respiração traqueal o sistema respiratório não tem função de transportar gases respiratórios. As traqueias possibilitam a todas as células a entrada em contacto directo com o ar. Este facto favorece a oxigenação eficiente das células.

Fig. 9 – Sistema traqueal nos insectos

Respiração pulmonar

Diversos animais terrestres, tais como caracóis, algumas aranhas e vertebrados, respiram por meio de pulmões. Estes são bolsas de ar localizadas no interior do corpo.

Os caracóis e as aranhas não apresentam nenhum mecanismo especial para forçar a entrada e saída do ar dos pulmões. A renovação dos gases ocorre por simples difusão. Já os vertebrados despõem de mecanismos de ventilação pulmonar que garantem a troca constante de renovação do ar nos pulmões.

Os pulmões dos anfíbios são lisos com pequenas áreas de trocas gasosas.

A oxigenação do sangue é complementada pela pele na respiração cutânea. Nos répteis a superfície total dos pulmões para as trocas gasosas é maior que nos anfíbios, pois encontram-se subdivididos em numerosos compartimentos que se ligam entre si.

Os pulmões mais complexos são os dos mamíferos. Eles apresentam uma grande área interna e são constituídos por unidades de trocas gasosas, denominadas alvéolos. Nas aves, os pulmões não possuem alvéolos, mas túbulos denominados parabranquíolos, nos quais decorrem as trocas gasosas.

Filogeneticamente o sistema respiratório dos anfíbios répteis e mamíferos pode verificar-se:

• Um aumento de compartimentação dos pulmões, o que faz aumentar a área de superfície respiratória;
• Uma maior especialização do sistema de ventilação;
• Um aumento de eficiência na circulação sanguínea.

Fig. 10 – Pulmões de alguns vertebrados A (Anfíbios); B (Répteis); C (Mamíferos)

Referências bibliográficas

• MINEDH. Módulo 6 de Biologia: Fisiologia Animal – Evolução dos Sistemas Respiratório, Digestivo, Circulatório e Excrector. Instituto De Educação Aberta e à Distância (IEDA), Moçambique, s/d.