Actualizado 9 diciembre, 2021
¿Por qué animales como los peces y los cangrejos pueden respirar bajo el agua pero tú no? Los organismos acuáticos tienen un órgano especial llamado branquias, que les permite respirar oxígeno en el agua. ¡Algunas branquias incluso están adaptadas para permitir que los animales respiren en tierra!. Siga leyendo para obtener más información.
¿Qué es la respiración con branquias?
Las branquias y los pulmones son las dos estructuras comúnmente utilizadas por los animales para la respiración. La diferencia entre ellos es que las primeras involucran partes externas de la superficie del cuerpo, mientras que los segundos poseen pliegues internos. Las branquias han evolucionado de forma independiente varias veces en una variedad de grupos de animales.
Entre los anélidos, ciertas especies de gusanos terrestres tienen branquias largas, delgadas y ramificadas que se extienden por todo el cuerpo. Los cangrejos herradura poseen estructuras conocidas como branquias de libros, que en realidad son apéndices modificados que funcionan en el intercambio de gases. Los crustáceos también tienen branquias que se han modificado a partir de apéndices torácicos o abdominales. Las estructuras branquiales son muy diversas entre los crustáceos y, generalmente, aquellos más acuáticos tienen branquias más elaboradas, mientras que las especies más terrestres se caracterizan por branquias simplificadas. Eso es consecuencia de la mayor disponibilidad de oxígeno en la tierra, del aire, que en el agua.
En los equinodermos, el grupo que incluye las estrellas de mar, la gran superficie proporcionada por los numerosos apéndices y los pies tubulares se utilizan en el intercambio de gases. Sin embargo, algunas especies los complementan con branquias alrededor de la cavidad bucal. Los moluscos poseen branquias dentro de sus mantos, los cuales están orientados para enfrentar la corriente de agua. Los vertebrados como las salamandras también se caracterizan por tener branquias externas, que en su caso son estructuras filamentosas que se extienden desde la región de la cabeza. Otras especies como las larvas acuáticas también tienen branquias. Sin embargo, hay muchas otras que permanecen acuáticas durante toda su vida pero que conservan las branquias hasta la edad adulta.
Los peces también usan branquias en el intercambio de gases, las cuales están sostenidas por una serie de arcos branquiales óseos. Estos últimos se encuentran entre las hendiduras branquiales, a través de las cuales fluye el agua oxigenada. Los arcos branquiales sostienen el tejido que incluye los diminutos vasos sanguíneos que transportan la sangre desoxigenada y transportan la sangre oxigenada, así como los filamentos branquiales, donde realmente ocurre el intercambio de gases. Cada uno de los filamentos branquiales tiene numerosas laminillas branquiales secundarias que aumentan aún más el área de superficie disponible para el intercambio de gases.
Los peces que tienen altas demandas de energía, como los que nadan rápidamente, tienen más superficie asociada a sus branquias. El opérculo de los peces óseos es una cubierta que protege toda el área de las branquias. También cubre la cámara del opérculo, que es esencial para el proceso de bombeo de agua sobre las branquias. El intercambio de gases a través de las branquias ocurre en lo que se describe como una forma contracorriente. Este es un modo muy eficiente de intercambio de gases porque el agua fluye en una dirección y la sangre fluye en la otra. La consecuencia del flujo en contracorriente es que la sangre bien oxigenada se encuentra con agua bien oxigenada y es capaz de extraer más oxígeno del agua, mientras que la sangre menos oxigenada se encuentra con agua menos oxigenada. La oxigenación ocurre así a lo largo de toda la vía donde se yuxtaponen el agua y la sangre.
Tipos de branquias
La mayoría de los peces dependen de las branquias para absorber oxígeno. Las branquias pueden cubrirse con solapas, ocultarse debajo de las hendiduras o llevarse externamente. Eche un vistazo a los tipos de branquias existentes:
- Branquias cubiertas / internas: Las branquias están ubicadas en cámaras parcialmente cerradas que brindan protección a estas delicadas estructuras. Los peces típicos cubren sus branquias con una solapa llamada opérculo, dejando una abertura en la solapa a cada lado de la cabeza del pez.
- Branquias expuestas / externas: Se trata de estructuras simples y primitivas que se desarrollan como evaginaciones huecas de la pared corporal. En los equinodermos, este tipo de branquias varían en apariencia. Un gran ejemplo de este tipo de branquias es el Polypterus delhezi, quienes de jóvenes muestran branquias externas que se pierden a medida que el pez madura.
- Hendiduras branquiales descubiertas: Un ejemplo clásico es el tiburón nodriza gris (Carcharias taurus), quien muestra estas hendiduras branquiales descubiertas al igual que la raya. Aunque los tiburones pueden tener más hendiduras branquiales, la mayoría de ellos tienen cinco.
Debajo del opérculo o aleta que cubre las branquias de los peces, se pueden ver tanto las branquias (estructura blanca en forma de peine) como los filamentos branquiales adheridos (franja roja). Ambos están unidos a la estructura ósea del pez por el arco branquial óseo. El agua entra por la boca del pez, las partículas son filtradas por las branquias, pasa por los filamentos branquiales donde el oxígeno fluye hacia el sistema circulatorio como en nuestros pulmones, y pasa al exterior a través de la aleta branquial.
10 Ejemplos de animales que respiran por las branquias
1. Rana
Como otros anfibios, la rana exhibe respiración branquial en las primeras etapas de su ciclo de vida. Las branquias te permiten respirar el agua durante tu período como larva y renacuajo. Cuando llegan a la edad adulta, las mismas desaparecen, luego tienen una respiración cutánea y pulmonar.
2. Pulpo
El pulpo es un molusco cefalópodo que tiene respiración branquial. Dos de sus tres corazones están alojados cerca de la base de las branquias y son los encargados de dirigir la sangre hacia las branquias donde se produce el intercambio de gases.
3. Almeja
La almeja presenta dos pares de branquias, que son estructuras muy delicadas formadas por láminas ciliadas que permiten el intercambio de gases de manera eficiente. Una característica particular de estos animales es que las branquias también realizan funciones de regulación osmótica, excreción y digestión.
4. Tiburón
El aparato respiratorio del tiburón está formado por branquias de tejido cartilaginoso de las que se desprenden los filamentos branquiales. Estos se abren y cierran para permitir el paso del agua y realizar el intercambio de gases.
5. Manta raya
Las mantarrayas y los tiburones tienen una estructura branquial cartilaginosa. Este se encuentra en la parte inferior del cuerpo, cerca de la base de sus aletas dorsales.
6. Calliostoma annulatum
Este caracol de mar característico por la belleza de su caparazón habita en los bosques de algas de los arrecifes. La branquia se encuentra en la cavidad del manto frente al corazón.
7. Liebre de mar
Es un molusco que puede llegar a medir hasta 20 cm. Su cuerpo es alargado y musculoso y de él se desprenden unos pliegues que lo bordean por completo. Las branquias están en el lado derecho de la cabeza.
8. Carpa
La carpa es un pez de agua dulce originario de Asia, pero actualmente se encuentra disperso por la mayor parte del mundo. Como otros peces, es branquial.
9. Pez pulmonado australiano
Es un pez perteneciente al grupo de los peces pulmonados. Estos son peces que tienen pulmones además de branquias y que bajo ciertas condiciones ambientales pueden sobrevivir fuera del agua respirando el oxígeno que hay en el aire. El cuerpo del pez pulmonado australiano es alargado, su cabeza es pequeña y aplanada y la terminación de la cola es puntiaguda.
10. Protoptero o pez pulmonado africano
Este pez, al igual que el pulmonado australiano, tiene la capacidad de sobrevivir largos periodos fuera del agua gracias a su doble sistema respiratorio: branquial y pulmonar. Es un pez de cuerpo alargado y musculoso y con una cabeza pequeña y puntiaguda. Sobrevive a los meses secos enterrándose en el barro, donde permanece envuelto en una capa de moco que segrega.