Cos'è la respirazione tracheale?

Negli insetti e in altri artropodi terrestri (aracnidi e miriapodi), la respirazione esterna è aerea. Cioè, avviene lo scambio di gas con l'aria. Questo scambio di gas avviene attraverso un sistema di condotti interni chiamati trachee ed è chiamato respirazione tracheale. In questa lezione di un INSEGNANTE scoprirai cos'è la respirazione tracheale e gli esempi di animali? che utilizzano questo tipo di respirazione esterna.

Indice

1. La respirazione tracheale, un tipo di respirazione animale animal
2. Quali animali usano la respirazione tracheale? Artropodi
3. Esempi di animali con respirazione tracheale
4. Com'è la respirazione tracheale?
5. Funzionamento della respirazione tracheale
6. Respirazione negli insetti più grandi

Il respirazione è un processo metabolico che avviene nei mitocondri della cellula ecucariotica. Consiste nell'utilizzo di O2 (ossigeno) per ottenere energia e produce CO2 (anidride carbonica) come sostanza di scarto. A livello fisiologico (a livello dell'animale nel suo insieme) il processo di respirazione cellulare si riflette nella

Sebbene la respirazione cellulare sia la stessa nelle cellule di tutti gli organismi che svolgono il respirazione aerobica (che utilizza l'ossigeno dall'aria), ce ne sono diversi tipi di respiri esterniNei vertebrati terrestri lo scambio di gas avviene attraverso i polmoni, nel caso dei pesci che effettuano la respirazione acquatica si utilizzano le branchie. In entrambi i casi il sistema respiratorio richiede alcuni elementi essenziali:

1. Esistenza di un tessuto specializzato nello scambio gassoso, che si chiama tessuto respiratorio. Nel caso dei vertebrati terrestri, il tessuto respiratorio è ciò che forma i polmoni, nel caso dei pesci questo tessuto è ciò che costituisce le branchie.
2. Presenza di un pigmento respiratorio: sono i pigmenti utilizzati per trasportare l'ossigeno dal tessuto respiratorio ai tessuti. Un esempio di pigmento respiratorio è l'emoglobina, che si lega all'ossigeno per trasportarlo nel sangue e gli conferisce il caratteristico colore rosso.

Tuttavia, il sistema respiratorio degli insetti terrestri e di altri artropodi è totalmente diverso. Questi organismi usano il sistema tracheale, un sistema molto semplice che non richiede né la presenza di un pigmento respiratorio né la presenza di un tessuto specializzato nel lo scambio di gas.

Immagine: Educaplay

Come abbiamo già evidenziato nella sezione precedente, gli organismi che utilizzano la respirazione tracheale sono artropodi terrestri.

Il artropodi sono il gruppo di animali più abbondante, sia per numero di specie che per numero di individui. L'80% di tutte le specie animali conosciute sono artropodi. Queste cifre sono un riflesso del suo grande successo evolutivo.

Gli artropodi sono invertebrati, cioè non hanno uno scheletro interno articolato. lo so caratterizzare per:

• Essere dotato di a esoscheletro o cuticola (rivestimento esterno) con appendici mobili articolate (arti). L'esoscheletro è costituito da chitina e altre proteine. La chitina è una sostanza dura, impermeabile ed estremamente leggera.
• Siate organismi segmentato. Cioè, sono costituiti da segmenti che sono unità funzionali.
• Hanno un sistema di circolazione aperta dove il emolinfa.
• Crescono attraverso silenzioso rinnovando completamente i loro esoscheletri.

Immagine: ABC Colore

All'interno degli artropodi terrestri ci sono i miriapodi, gli aracnidi e gli insetti. Pertanto, gli esempi di animali con respirazione tracheale sono i seguenti:

• Insetti: Hanno il corpo diviso in tre parti (testa, torace e addome), tre paia di zampe. Hanno un paio di antenne. Esempi: api, formiche, scarafaggi, cavallette, mosche, zanzare, libellule, cimici dei letti, pulci e farfalle.
• Aracnidi: Hanno un corpo diviso in due parti (prosoma e opistosoma), quattro paia di zampe, mancano di antenne e al posto delle mascelle hanno due appendici chiamate cheliceri su entrambi i lati della bocca. Esempi: ragni, scorpioni, zecche e opilioni.
• Miriapodi: Hanno un paio di antenne e un tronco formato da numerosi segmenti. Esempi: Millepiedi e millepiedi come scolopendra.

Il sistema tracheale è costituito da un sistema di tubi pieni di aria che penetra dalla superficie corporea alle cellule. Il tracheasono invaginazioni (pieghe interne) della superficie corporea che si ramificano e si interconnettono in tutto il corpo. Le sue pareti hanno una composizione simile alla cuticola (esoscheletro di insetti) e sono piuttosto rigide.

tracheole sono i rami più piccoli delle trachee, sono chiusi all'estremità e terminano a diretto contatto con singole cellule, fornendo ossigeno in aree molto vicine ai mitocondri (organelli responsabili della respirazione mobile). L'area totale delle tracheole è molto ampia.

In generale, i tessuti più attivi (come i muscoli che gli insetti usano per volare) hanno più tracheole.

Il sistema respiratorio attraverso la trachea

Liquido tracheolare riempie l'estremità delle tracheole tranne che in alcune specie. I gas si diffondono attraverso questo liquido.

Sacchi d'aria sono allargamenti dei tubi tracheali che compaiono a vari intervalli. Questi allargamenti aumentano il volume tracheale aumentando la quantità di ossigeno disponibile.

spiracoli proteggono gli ingressi tracheali, tranne nelle forme più primitive di insetti. La presenza di spiracoli ha diverse funzioni:

1. Regola il flusso d'aria nelle trachee.

2. Evitano la perdita d'acqua.

3. Proteggono il sistema tracheale dalle particelle di polvere.

Attraverso l'aria, O2 e CO2 si diffondono molto rapidamente dalle aree in cui la sua concentrazione è maggiore alle aree a minore concentrazione. Grazie alla rapida propagazione, questi gas si muovono molto velocemente nel rete di tubi del sistema tracheale. Il rapido movimento di ossigeno e anidride carbonica attraverso il sistema tracheale evita la necessità di un sistema circolatorio per il trasporto dei gas.

I tracheoli sono molto abbondanti tanto che, solo raramente, si trovano più di tre cellule intorno a un tracheolo.

Ossigeno dall'aria che è entrato nel sistema tracheale viaggia attraverso la rete di tubi alle tracheole. Lì l'O2 viene trasferito dall'aria ai tessuti attraverso le sottilissime pareti delle tracheole, raggiungendo l'interno delle cellule a breve distanza.

In direzione opposta, la CO2 generata dalle cellule durante la respirazione si diffonde attraverso le membrane cellulari e la parete della tracheola fino a raggiungerne l'interno da dove scorrerà per trasmissione fino a quando non viene espulso all'esterno attraverso gli spiracoli.

Insetti più grandi in genere avere meccanismi per generare un flusso d'aria nei tubi più grandi del sistema tracheale. Così, si evita la stagnazione dell'aria che supporrebbe la diminuzione della concentrazione di ossigeno e l'aumento della concentrazione di CO2.

In molti casi, le trachee e le sacche d'aria possono essere compresse permettendo al volume tracheale di variare. La ventilazione dei tubi del sistema tracheale viene effettuata mediante espansioni e compressioni alternative dell'esoscheletro, in particolare dell'addome. I diversi spiracoli possono essere aperti o chiusi durante le diverse fasi di espansione e compressione del ciclo respiratorio, controllando così la direzione del flusso d'aria.

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• Eckert D. Randall; W. Burgen; K. Francese; r. Fernald (col.). (1998)Fisiologia animale. Meccanismi e adattamenti. Madrid: McGraw-Hill / Interamericana
• Riccardo C. Brusca, Gary J. Brusca; con illustrazioni di Nancy Haver; Edizione spagnola di Fernando Pardos Martínez (2005) invertebrati Madrid: McGraw-Hill Interamericana