Le branchie

Forme adattative

• negli ambienti acquatici troviamo le branchie, estensioni della superficie corporea a contatto con l'acqua.
• negli animali terrestri le superfici respiratorie sono ripiegate all'interno in sacche e in contatto con l'esterno attraverso un sistema di tubi. Questo è un adattamento per conservare l'umidità sufficiente a mantenere vive e umide le cellule dell' epitelio respiratorio.

Nei vertebrati gli scambi respiratori si realizzano nella cute, branchie e polmoni.

Che cosa hanno in comune? gli scambi avvengono sempre attraverso un epitelio umido.

Le branchie sono organi specializzati per gli scambi gassosi nell’ambiente acquatico
Sono ripiegamenti esterni o interni della superficie corporea che assorbono l’O2 disciolto nell’acqua. La loro superficie respiratoria è molto più estesa rispetto al resto della superficie del corpo.

NB: le branchie avvertano la funzione iniziale di filtrazione cibo, la funzione respiratoria è stata un adattamento è prevalso ed è diventato esclusivo.

I meccanismi alla base degli scambi gassosi

Gli animali di piccole dimensioni si scambiano in casa attraverso la pelle come ad esempio il lombrico, che ha l'intera superficie corporea umida, ma nella maggior parte degli animali il rapporto fra superficie e volume è tale che l'ossigeno non può raggiungere direttamente per diffusione delle cellule dell'organismo.
Ma la maggior parte degli organismi ha dimensioni tali da non permettere questa diffusione a tutte le cellule, per cui negli animali di grandi dimensioni alcune parti del corpo si sono trasformate in superfici respiratorie, dove:

• lo scambio di gas respiratori tra organismo e ambiente avviene per diffusione attraverso una sottile pellicola d'acqua.
• le superfici di scambio devono essere sufficientemente estese e sempre umide sia negli animali acquatici che nei terrestri.
• la diffusione dei in casa avviene attraverso uno strato di cellule sottili mantenuto umido.

Nei vertebrati lo scambio di gas avviene in tre fasi, sia con i polmoni che con le branchie:

1. diffusione dei gas respiratori cioè respirazione esterna, dove si espone il mezzo esterno ricco di ossigeno (a o aria) ad una superficie estesa umida
2. trasporto cioè la fase circolatoria
3. Scambio dei gas cioè la diffusione dell'ossigeno delle cellule, l'ossigeno arriva alle cellule dove è utilizzato per trasformare le molecole organiche in energia.
   

Gli animali scambiano i gas respiratori attraverso superfici umide. Le superfici respiratorie hanno delle caratteristiche comuni per poter svolgere alla loro funzione di scambio di gas per diffusione passiva:

• superficie estesa
• membrane sottili e permeabili(elevata permeabilità ai gas respiratori)
• ricca vascolarizzazione
• il ricambio continuo di aria o acqua
• le membrane cellulari devono essere umide perché avvenga la diffusione
  

La superficie di scambio ha tre aggettivi: estesa , sottile , sempre umida . Questo garantisce alla sua efficienza!!!

La respirazione esterna... i meccanismi alla base degli scambi gassosi

Tu sai che non possiamo vivere senza respirare. Al massimo puoi tenere il respiro pochi minuti, dopo di che sei spinto a respirare nuovamente. Dove va l'ossigeno che entra nel tuo corpo attraverso i polmoni? E soprattutto, che fine fa? A che cosa serve l'ossigeno introdotto con la respirazione?

E' iniziata l'ora di educazione fisica. State tutti correndo attorno alla palestra. L'insegnante vi ripete di respirare profondamente, mentre fate esercizi faticosi. Tu ogni volta che respiri immetti aria nei polmoni e poi ne emetti dell’altra. Cerca di descrivere la strada che l’aria percorre fino ai polmoni.

Tutti i vertebrati hanno dimensioni tali che impediscono a ciascuna cellula di poter interagire direttamente con l’ambiente.

Gli animali di grossa taglia non possono mantenere lo scambio gassoso per diffusione attraverso la superficie corporea.

Essi hanno evoluto organi e apparati specializzati per gli scambi gassosi, dotati di una particolare conformazione che consente un imponente sviluppo superficiale.