Respiración de los anfibios

Los anfibios han desarrollado múltiples formas de respirar. Los anfibios jóvenes, como los renacuajos, utilizan branquias para respirar y no salen del agua. Algunos anfibios conservan las branquias de por vida. A medida que el renacuajo crece, las branquias desaparecen y crecen los pulmones. Estos pulmones son primitivos y no tan evolucionados como los de los mamíferos. Los anfibios adultos carecen de diafragma o lo tienen reducido, por lo que la respiración a través de los pulmones es forzada. El otro medio de respiración de los anfibios es la difusión a través de la piel. Para ayudar a esta difusión, la piel de los anfibios debe permanecer húmeda.

Respiración aviar

Las aves se enfrentan a un reto único con respecto a la respiración: vuelan. Volar consume una gran cantidad de energía; por lo tanto, las aves necesitan mucho oxígeno para ayudar a sus procesos metabólicos. Las aves han desarrollado un sistema respiratorio que les suministra el oxígeno necesario para poder volar. Al igual que los mamíferos, las aves tienen pulmones, que son órganos especializados en el intercambio de gases. El aire oxigenado, tomado durante la inhalación, se difunde a través de la superficie de los pulmones hacia el torrente sanguíneo, y el dióxido de carbono se difunde desde la sangre hacia los pulmones y se expulsa durante la exhalación. Los detalles de la respiración entre las aves y los mamíferos difieren sustancialmente.

Además de los pulmones, las aves tienen sacos de aire dentro de su cuerpo. El aire fluye en una dirección desde los sacos de aire posteriores hasta los pulmones y sale de los sacos de aire anteriores. El flujo de aire está en la dirección opuesta a la del flujo sanguíneo, y el intercambio de gases tiene lugar de forma mucho más eficiente. Este tipo de respiración permite a las aves obtener el oxígeno necesario, incluso a grandes alturas donde la concentración de oxígeno es baja. Esta direccionalidad del flujo de aire requiere dos ciclos de toma de aire y exhalación para sacar completamente el aire de los pulmones.

Aves: Respiración y vuelo

Las aves han desarrollado un sistema respiratorio que les permite volar. Volar es un proceso de alta energía y requiere mucho oxígeno. Además, muchas aves vuelan a gran altura, donde la concentración de oxígeno es baja. ¿Cómo evolucionaron las aves un sistema respiratorio tan único?

Décadas de investigación de los paleontólogos han demostrado que las aves evolucionaron a partir de los tópodos, los dinosaurios carnívoros (Figura 1). De hecho, las pruebas fósiles muestran que los dinosaurios carnívoros que vivieron hace más de 100 millones de años tenían un sistema respiratorio similar con pulmones y sacos de aire. El Archaeopteryx y el Xiaotingia, por ejemplo, eran dinosaurios voladores y se cree que son los primeros precursores de las aves.

La mayoría de nosotros consideramos que los dinosaurios están extintos. Sin embargo, las aves modernas son descendientes de los dinosaurios aviares. El sistema respiratorio de las aves modernas ha evolucionado durante cientos de millones de años.

Figura 1. Los dinosaurios, de los que descienden las aves, tienen huesos huecos similares y se cree que tenían un sistema respiratorio parecido. (crédito b: modificación del trabajo de Zina Deretsky, National Science Foundation)

Respiración de los mamíferos

Todos los mamíferos tienen pulmones que son los órganos principales para respirar. La capacidad pulmonar ha evolucionado para soportar las actividades del animal. Durante la inhalación, los pulmones se expanden con aire, y el oxígeno se difunde a través de la superficie del pulmón y entra en el torrente sanguíneo. Durante la espiración, los pulmones expulsan aire y el volumen pulmonar disminuye. En las próximas secciones, se explicará el proceso de la respiración humana.

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