Coordinación Nerviosa en Vertebrados

Peces

Comparándolos con otros vertebrados, los peces tienen generalmente un cerebro pequeño en relación al tamaño de su cuerpo, en torno a un quinceavo de la masa cerebral de aves o mamíferos de un tamaño similar. Sin embargo, algunos peces tienen un cerebro relativamente grande, como es el caso de los peces de la familia Mormyridae y los tiburones, cuyo cerebro tiene una proporción entre masa cerebral y corporal similar al de las aves y los marsupiales.

En este orden de ideas, el cerebro está dividido en varias regiones: en la parte frontal se encuentran los lóbulos olfativos, un par de estructuras que reciben y procesan señales de las narinas a través de dos nervios olfativos. Los lóbulos olfativos están más desarrollados en peces que cazan principalmente por el olor, como los mixinos, tiburones y peces gato. Tras los lóbulos olfativos se encuentra el telencéfalo o cerebro anterior, estructura bilobular que en los peces concierne sobre todo al olfato.

Asimismo, conectando el cerebro anterior al cerebro medio o mesencéfalo se encuentra el diencéfalo. El diencéfalo realiza varias funciones asociadas con las hormonas y la homeostasis. La glándula pineal se sitúa justo encima del diencéfalo. Esta estructura realiza muchas funciones diferentes, incluida la percepción de la luz, el mantenimiento del ritmo cardíaco y el control de los cambios de pigmentación. Por otra parte, el cerebro medio contiene los dos lóbulos ópticos, estos lóbulos son de mayor tamaño en especies que cazan con la vista, como la trucha arcoiris y los cíclidos.

Por otro lado, el metencéfalo está particularmente implicado en natación y equilibrio. El cerebelo es una estructura monolobular por lo general de gran tamaño y habitualmente la parte más grande del cerebro. Los mixinos y las lampreas tienen cerebelos relativamente pequeños, pero por el contrario el del pez elefante está muy desarrollado y aparentemente relacionado con su capacidad eléctrica.

Y, el mielencéfalo la parte más posterior del cerebro. Además de controlar las funciones de algunos músculos y órganos de cuerpo, en los peces óseos también se encarga de la respiración y la osmorregulación. No obstante, los tiburones tienen las ampollas de lorenzini que ayudan a detectar los campos eléctricos de organismos cercanos permitiéndole la caza.

Anfibios

El sistema nervioso de los anfibios es más desarrollado que el de los peces. El cerebro es pequeño, la unidad fundamental en el encéfalo es el téctum del mesencéfalo (parte que está sobre el cerebelo), del que destaca el gran desarrollo de los lóbulos ópticos.

El sistema nervioso periférico está caracterizado por la presencia de nervios compactos en las extremidades y la presencia de plexos nerviosos entre las extremidades y la médula espinal. El sistema nervioso autónomo ya se encuentra muy desarrollado dejando claras las divisiones del sistema nervioso simpático y parasimpático que continuarán hasta organismos más evolucionados, incluido el hombre. Y, los órganos de los sentidos, sirven para captar los estímulos externos e internos. Están por una parte los receptores externos, que captan estímulos externos, como la vista o el olfato, y los internos, como los propiorreceptores.

En este sentido, en los anfibios el sistema nervioso central está constituido por el encéfalo y la médula. En el encéfalo se puede distinguir tres partes: encéfalo anterior, encéfalo medio y encéfalo posterior, que se corresponden con el cerebro, cerebelo (muy poco desarrollado) y bulbo raquídeo de los vertebrados superiores.

Reptiles

El patrón básico del encéfalo de un reptil es semejante al de un anfibio, aunque el cerebro y el cerebelo son considerablemente más grandes comparados con el resto de la masa encefálica. Los reptiles que son activos durante el día, suelen poseer ojos complejos y pueden percibir bien los colores. Muchas serpientes tienen también un excelente sentido del olfato. Además de las fosas nasales, la mayoría de los reptiles tiene un par de órganos sensoriales en el paladar denominado órgano de Jacobson, los cuales pueden detectar la presencia de sustancias químicas cuando el reptil saca la lengua. Los reptiles tienen oídos simples con tímpano externo y un hueso único que conduce el sonido al oído interno. Las serpientes también pueden captar vibraciones del suelo. En comparación con muchos anfibios, los reptiles con patas tienden a tener extremidades más grandes y fuertes que les permiten caminar, correr, excavar, nadar o trepar. Además, las patas de algunos reptiles están más por debajo del cuerpo que en los anfibios, lo que les permite ser más pesados. Igual que en los anfibios, la espina dorsal de los reptiles ayuda a realizar gran parte del movimiento.

 

Aves

Al igual que los demás vertebrados, las aves tienen un sistema nervioso que es el centro de control del organismo, y está conformado por el encéfalo, la médula espinal y los nervios. Asimismo, el cráneo de las aves está en su mayoría ocupado por el cerebro y por los ojos; además, el sistema nervioso es grande en relación al tamaño del ave, cuya parte más desarrollada del encéfalo es la que controla las funciones relacionadas con el vuelo, mientras el cerebelo coordina el movimiento, y los hemisferios cerebrales controlan patrones de comportamiento, la orientación, el apareamiento y la construcción del nido.

Por otra parte, el sistema nervioso está bien desarrollado, el encéfalo dispone de un espacio reducido (el pico y los ojos predominan en la cabeza), por lo que el encéfalo se encuentra comprimido. Los hemisferios aparecen perfectamente definidos, con el cerebro presentando una forma bien definida.

Entre los órganos de los sentidos, el Ojo destaca por su gran agudeza, puesto que muestra una admirable adaptación telescópica para las diferentes distancias a que pueden encontrarse los objetos. El Oído también goza de gran eficacia, sobre todo en las especies de costumbres nocturnas, los oídos son simples orificios, sin pabellón externo, que están protegidos por las coberturas auriculares. El sentido del Olfato, salvo en algunas excepciones (como en las especies necrófagas), no está muy desarrollado en las aves. Las narinas se abren siempre en el pico, pero en algunas especies las aberturas nasales se encuentran en un abultamiento llamado cera.

Mamíferos

El sistema nervioso de los mamíferos se encarga de captar las señales tanto externas como internas, las procesa y actúa en consecuencia. Todo movimiento, proceso y función está mediado por el sistema nervioso. Sus funciones son:

*Regular y coordinar todas las funciones de los distintos sistemas.

*Informa al animal de lo que hay a su alrededor tanto interno como externo y elabora una respuesta.

*Establece comunicaciones: recibe un pensamiento, elabora una respuesta y la emite.

Para que todo funcione correctamente, el sistema nervioso en animales vertebrados mamíferos, se organiza en una serie de estructuras especializadas:

a) Los Receptores: Son estructuras que se especializan en captar una estímulo concreto, por ejemplo, los termorreceptores se encargan de captar cambios en la temperatura.

b) Los Nervios: Son las carreteras de paso tanto de la información captada en los receptores (aferentes) como la respuesta elaborada en consecuencia, viaja del centro nervioso a los órganos efectores (eferentes).

c) Centros Nerviosos: Pueden ser de distintas categorías y elaboran la respuesta en función de la información recibida de los receptores.

d) Órganos Efectores: Son los encargados de llevar a cabo la respuesta y son principalmente músculos y glándulas.

La Neurona, es la célula básica que forma el sistema nervioso en animales vertebrados mamíferos y está formado por:

*Cuerpo Celular: En él se encuentra el núcleo y los orgánulos necesarios para el funcionamiento de la célula.

*Dendritas: Ramificaciones por donde entran las señales, son cortos.

*Axones: Ramificaciones largas de salida y transmisión de señales.

De modo que el estímulo es captado en el extremo del receptor correspondiente y éste es transmitido vía axón a las dendritas de la siguiente célula. El contacto entre una neurona y otra se denomina sinapsis, en la que la parte final del axón de una neurona vierte sus neurotransmisores a una hendidura sináptica, donde contacta, bien con las dendritas, bien con el cuerpo celular de la siguiente, mediante receptores específicos, transmitiendo la información. El tejido nervioso está rodeado de otras células especializadas que le dan soporte, nutrición y protección, se denominan neuroglia o cédulas gliales.

Clasificación Estructural del Sistema Nervioso

*Sistema Nervioso Central (SNC): Sistema de control y coordinación superior. Encéfalo, médula espinal y meninges.

*Sistema Nervioso Periférico (SNP): Ganglios y Nervios.

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Excreción en Vertebrados

Peces

El sistema excretor de los peces está compuesto por el riñón y una colección de ductos que juegan un papel importante en la osmorregulación y la excreción, complementando así a las branquias en lo que refiere a estas funciones. Algunos catabolitos como amonio, urea, creatina y creatinina son excretados a través de la orina, aunque grandes cantidades de éstos se eliminan a través de las branquias.

No obstante, la unidad funcional de excreción se conoce como nefrona; y cada estructura de éstas consiste en un corpúsculo y un túbulo renal que se extiende hasta el conducto urinario. Además, cada corpúsculo renal está compuesto por una cápsula de Bowman y un glomérulo. Por otra parte, los peces de agua dulce cuentan con corpúsculos renales más grandes y numerosos, en consecuencia un riñón más grande. Mientras que, los peces de agua salada tienen menos corpúsculos, son más pequeños, aunque los túbulos son más largos.

Por otro lado, el riñón recibe sangre de dos fuentes distintas: sangre arterial a través de la arteria renal y sangre venosa del sistema porta renal. En este sentido, el agua, sal y otros desechos provenientes del flujo sanguíneo entran a la cápsula de Bowman y luego fluyen a través del túbulo renal para colectarse en el ducto urinario en donde son expelidas.

Por lo tanto, en el sistema excretor de los peces, los riñones mayoritariamente están clasificados como mesonefros. Estas estructuras son usualmente más grandes en machos que en hembras. Los elasmobranquios (tiburones y rayas) cuentan con mesonefros más largos y estrechos. Por su parte los teleósteos tienen órganos nefríticos más cortos y abultados. Algunos de los túbulos renales se adhieren a los testículos de los machos para formar los tubos eferentes. En muchos peces dichos túbulos junto con los tubos eferentes se abren en los conductos mesonefríticos, los cuales poseen una doble función de conductos excretores y sexuales.

La función de los riñones es de asegurar que la osmorregulación permanezca constante, esto quiere decir, que se requiere que los balances de sal y agua dentro de los organismos estén a los niveles que el individuo necesita para sobrevivir. En este sentido, en los peces los riñones están diseñados para participar en la interacción que tienen los fluidos internos con los externos. Es por ello, que la manera en que funcionan estos órganos para los peces de agua salada no es la misma en la que funcionan los de agua dulce.

Anfibios

El sistema excretor de los anfibios está formado por:

*Riñones: Órganos alargados y aplanados ubicados a cada lado de la columna vertebral. Los anfibios adultos tienen un par de riñones mesonéfricos, pero sólo uno es funcional.

*Conductos Excretores (uréteres): Se extienden por el borde lateral del riñón y desembocan en la cloaca. 

*Vejiga Urinaria: Es una bolsa donde el agua de la orina puede ser conservada y luego reabsorbida en caso de que la rana esté en tierra donde escasee el agua. 

La excreción viene dada por los riñones. Las larvas y los adultos acuáticos excretan generalmente amoniaco. La mayoría de los adultos terrestres excretan los desechos nitrogenados en forma de urea. La metamorfosis en la rana se acompaña de cambios en la fisiología del riñón y de pasar la excreción de forma de amoniaco a urea. La piel permeable permite una entrada masiva de agua en las especies dulceacuícolas. Por el contrario, estas especies expulsan orina muy diluida y absorben sales a nivel de túbulos renales. Además existe transporte activo de iones a nivel de la piel.

Reptiles

La orina se produce en los riñones y contiene amoniaco o ácido úrico, en algunos reptiles, la orina fluye a través de unos tubos directamente hacia una cloaca parecida a la de los anfibios, en otros casos, la vejiga urinaria almacena la orina antes de eliminarla por la cloaca. 

Es de acotar, que los reptiles que viven principalmente en el agua, como los cocodrilos y caimanes, excretan la mayor parte de sus desechos nitrogenados en forma de amoniaco, un compuesto tóxico. Los caimanes y cocodrilos beben mucha agua, y esto diluye el amoniaco de la orina y ayuda a expulsarlo. En contraste, muchos otros reptiles, sobre todo los que viven exclusivamente en tierra firme, no excretan amoniaco directamente, sino que convierten el amoniaco en un compuesto llamado ácido úrico. 

En este sentido, el ácido úrico es mucho menos tóxico que el amoniaco, así que no hace falta diluirlo mucho. En estos reptiles, el exceso de agua se absorbe en la cloaca y convierte la orina en cristales de ácido úrico que forman un sólido blanco y pastoso. Y, como eliminan desechos que contienen poco líquido, los reptiles pueden conservar agua.

Aves

Los riñones son pares, metanéfricos y relativamente grandes, están sujetos a la pared dorsal del abdomen, en una depresión contra las vértebras sacras y la pelvis. El riñón está compuesto de muchos miles de nefronas, cada una de las cuales consta de un corpúsculo renal y un túbulo renal. La orina se forma corrientemente a través de una filtración glomerular, seguida de modificación selectiva del filtrado en el túbulo, luego la orina pasa a la cloaca a través de los uréteres sin que exista vejiga urinaria. Cabe resaltar, que las aves excretan desechos nitrogenado en forma de ácido úrico dentro de la  coloca donde se combinan materias fecales.

Mamíferos

En los mamíferos, sus órganos mas importantes en la excreción son los riñones metanéfricos, puesto que estos se encargan de filtrar la sangre extrayendo los desechos procedentes de las células a los que se disuelven en gran cantidad de liquido formando la orina producida por los riñones; no obstante, la orina es conducida por órganos tabulares, los uréteres, hasta la vejiga para su almacenamiento, mediante la uretra la orina es eliminada el exterior. Cabe mencionar, que en los animales macho se le llama orificio urogenital y en las hembras orificio urinario.

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Digestión en Vertebrados

Peces

En los peces, el alimento es ingerido por la boca y sufre un principio de trituración en el esófago. La trituración de los alimentos se hace esencialmente en el estómago y en numerosas especies, en divertículos en forma de dedo. Estos divertículos secretan enzimas digestivas y comienzan la absorción de los nutrientes. Órganos como el hígado y el páncreas aportan nuevas enzimas digestivas a medida que el alimento progresa en el tubo digestivo. Los intestinos completan el proceso de digestión y de absorción de los nutrientes, y el material restante es excretado por el ano.

Anfibios

El aparato digestivo de los anfibios adulto es corto pero completo y está formado por la boca carente de dientes, sin embargo, cuando existen sobre los premaxilares, maxilares y vómeres son utilizados para evitar que la presa escape. No obstante, atrapan las presas en movimiento con su lengua extensible, que se ancla en el borde anterior de la boca y que tiene su extremo posterior libre, el cual es altamente glandular y produce una secreción viscosa que se adhiere a la presa.

Luego se encuentra la faringe compartida con el aparato respiratorio, los órganos musculosos son el esófago, el estómago, intestino delgado, intestino grueso y termina en la cloaca. Además, poseen glándulas anexas, como el hígado, vesícula biliar, páncreas destinados a la producción de jugos digestivos ricos en enzimas digestivas. 

Por otro lado, el aparato digestivo de los estados larvarios tiene un tracto digestivo relativamente largo, puesto que su comida debe ser sometida a una fermentación prolongada antes de que se puedan absorber los productos útiles que contiene.

Reptiles

El sistema digestivo de los reptiles está muy desarrollado y lo componen:

Una cavidad bucal formada por dientes, lengua, labios y unas glándulas salivares que comunican con la faringe, siendo el tubo muscular que comunica con el aparato respiratorio evitando la entrada de alimento en él. Un esófago, siendo el encargado de mover por contracciones musculares el alimento en la dirección del estómago. El estómago es el encargado de almacenar los diferentes alimentos antes de ser enviados al intestino. El intestino está dividido por uno grueso y otro delgado. El intestino delgado está formado por el yeyuno, duodeno e íleon; y el grueso termina en la cloaca, que es por donde defeca el animal. Además de las glándulas añejas siendo el hígado y el páncreas.

En otro orden de ideas, la mayor parte de los reptiles son carnívoros y poseen un tracto digestivo sencillo y corto, debido a que la carne es bastante simple de descomponer y digerir. La digestión es más lenta que en los mamíferos, lo que refleja su lento metabolismo durante el reposo y su incapacidad para dividir y masticar sus alimentos. Este metabolismo tiene requerimientos de energía muy bajos, permitiendo que los grandes reptiles, como los cocodrilos y las grandes serpientes constrictoras, puedan vivir de una comida grande por meses, digiriendo lentamente una presa de gran tamaño.

Por otro lado, los reptiles herbívoros, en cambio, tienen los mismos problemas de masticación de los mamíferos herbívoros, pero, a falta de los dientes complejos que poseen éstos últimos, los reptiles tragan rocas y piedras (llamados gastrolitos) para facilitar la digestión: las rocas se lavan en el estómago, ayudando a moler la materia vegetal. Las tortugas marinas, cocodrilos e iguanas marinas también utilizan los gastrolitos como lastre, lo cual les sirve de ayuda para la inmersión.

Aves

En general, el sistema digestivo de las aves se compone del pico o boca, esófago, buche, estómago (dividido en dos partes), intestinos, ciego, colon y cloaca. También, se puede encontrar hígado, páncreas, conductos pancreáticos, duodeno, vesícula biliar y conductos biliares.

En este orden de ideas, como las aves no tienen dientes, ingieren el alimento sin masticar y es el estómago el encargado de triturarlo; no obstante, el estómago de las aves está divido en dos cavidades: una glandular o proventrículo, que es la encargada de secretar ácidos, y una muscular o molleja, cuyas paredes musculosas trituran lo ingerido. En general el proceso es muy rápido, puesto que el vuelo reclama mucha energía y deben reponerla pronto; asimismo, el aparato termina en la cloaca, orificio excretor que comparte con el sistema urinario. Cabe mencionar que hay dos tipos de mollejas las cuales son:

a) De Aves Granívoras: Poseen mollejas con paredes musculares gruesas y fuerte mucosa o piel interior para romper la dureza de las semillas.

b) De Aves Carnívoras: Sus mollejas tienen paredes musculares delgadas, debido a que la digestión se hace en el proventrículo.

Recorrido del Alimento

1. Almacenamiento: Algunas aves cuentan con un buche que les permite almacenar el alimento y luego digerirlo; así se exponen menos a los predadores.

2. Secreción de Jugos: En el proventrículo secreta los jugos gástricos que comienzan la digestión

3. Trituramiento: En la molleja, bolsa fuerte y musculosa, los alimentos son triturados con ayuda de piedras o arena tragada por el ave; esto funciona como sustitutos de los dientes.

4. Asimilación de Agua: Este proceso se realiza en el intestino delgado y por lo general la extraen de los alimentos.

5. Excreción: Las cloaca expulsa las heces mezcladas con la orina proveniente del sistema excretor.

Mamíferos

El sistema digestivo de los mamíferos, está formado por una boca, con dientes, labios y lengua, en la que desembocan las glándulas salivales; una faringe corta; un esófago que atraviesa el diafragma; un estómago en forma de saco y en el que desembocan las glándulas gástricas; un intestino delgado muy largo, dividido en tres partes (duodeno, yeyuno e íleon) y en el que se produce parte de la absorción de la sustancias alimenticias, y un intestino terminal, que comprende el ciego (muy desarrollado en herbívoros), el grueso y el recto, que desemboca al exterior por el ano.

Además existen una serie de glándulas anexas, entre la que hay que destacar el hígado, muy voluminoso y provisto de una vesícula biliar, y el páncreas, que vierte su secreción en el duodeno. El aparato digestivo de los mamíferos se encuentra adaptado y especializado a las dietas específicas de cada animal. 

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Circulación en Vertebrados

Peces

La sangre circula dentro de un sistema cerrado y en ella van transportadas sustancias nutritivas, hormonas, residuos metabólicos, oxígeno y gas carbónico. La impulsión de la sangre por el sistema circulatorio se realiza mediante el corazón. Este se divide en dos partes, una aurícula y un ventrículo, siendo este último de paredes gruesas y contrayéndose regularmente al recibir la sangre de la aorta central, la cual se subdivide y aprovisiona a las branquias, que es donde se oxigena la sangre. Una vez oxigenada la sangre se distribuye a los diferentes órganos, siendo principalmente transportada a través de la aorta dorsal desde la cabeza hasta la cola.

En la cabeza existe un sistema autónomo de arterias carótidas. Una vez que la sangre atraviesa los órganos, musculatura, etc. donde se desprende del oxígeno, retorna a la aurícula por el sistema venoso. El retorno al corazón se realiza por venas cardinales pares, anteriores y posteriores, las cuales forman antes de llegar al corazón una cámara denominada canal de Cuvier, tanto a la derecha como a la izquierda. La sangre desprovista del oxígeno y retornada a la aurícula, pasa al ventrículo, donde comienza de nuevo el proceso, y es por esto, que la circulación es simple.

Anfibios

El corazón en renacuajos funciona como el corazón de un pez. En anfibios adultos está tabicado, formando tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo. La sangre proviene de los tejidos llena de CO₂ y entra en el corazón por la aurícula derecha, pasa al ventrículo y se expulsa fuera del corazón; luego, la sangre que va a los pulmones se oxigena y vuelve por las arterias pulmonares de nuevo al corazón, entrando por la aurícula izquierda. No obstante, en el único ventrículo se produce la mezcla de sangre oxigenada y carboxilada, por lo que el sistema es poco eficaz, al bombear sangre carboxilada a los pulmones y sangre oxigenada a las células del cuerpo. En este sentido, el tipo de circulación de este grupo de animales es doble incompleta.

Reptiles

Los reptiles poseen un eficaz sistema circulatorio de doble circuito. Una de las vías lleva y recoge sangre de los pulmones. La otra vía lleva y recoge sangre del resto del cuerpo. El corazón de los reptiles contiene dos aurículas y uno o dos ventrículos. La mayoría de los reptiles tienen un ventrículo único con un septo parcial; permite separar la sangre oxigenada de la sangre no oxigenada durante el ciclo de bombeo. Los cocodrilos y caimanes tienen los corazones mejor desarrollados entre los reptiles modernos, pues están compuestos de dos aurículas y dos ventrículos, conformación que también existe en aves y mamíferos. En este sentido, el tipo de circulación de este grupo de animales es doble incompleta.

Aves

Las aves poseen un corazón tetracameral grande y con paredes ventriculares fuertes. Anatómicamente dividido en compartimientos izquierdos y derechos dándose así una separación total de la circulación respiratoria con la circulación sistémica, el lado derecho recibe la sangre desoxigenada de los tejidos sistémicos y la bombea hacia el circuito pulmonar, el lado izquierdo bombea la sangre oxigenada que procede de los pulmones hacia el circuito sistémico. El cayado aórtico conduce a la aorta dorsal. Las dos venas yugulares del cuello esta conectadas por una vena transversa, esta es un adaptación para desviar la sangre de una yugular a otra a medida que se gira la cabeza. Las arterias branquiales y pectorales de las alas y el pecho son muy grandes. El seno venoso esta reducido a una pequeña zona bien diferenciada y el cono arterial solo aparece como una cámara durante el desarrollo embrionario y a partir de él se forman el tronco pulmonar y el único tronco aórtico.

Por otro lado, la tasa de latidos cardíacos es muy rápida; hay una relación inversa entre frecuencia cardíaca y peso corporal; además, la presión sanguínea en las aves es aproximadamente equivalente a la de los mamíferos de tallas similares. Por otra parte, la sangre de las aves contiene eritrocitos nucleados biconvexos que son ligeramente más grandes que los de los mamíferos. Los fagocitos o células ameboides móviles de la sangre son increíblemente activos y eficientes para la reparación de heridas así como ara la destrucción de microbios. Es de acotar, que el tipo de circulación que poseen es doble completa.

Mamíferos

Poseen una circulación doble y completa. La sangre entra carboxilada en el corazón por la aurícula derecha y atraviesa la válvula tricúspide para entrar en el ventrículo derecho. Emerge del corazón por las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde se oxigena y vuelve al corazón por las venas pulmonares. Entra por la aurícula izquierda y atraviesa la válvula mitral para entrar en el ventrículo izquierdo. Sale del corazón hacia los tejidos corporales transportando el oxígeno necesario para el funcionamiento aerobio de las células. El dióxido de carbono es vertido a la sangre y vuelve por las venas hacia el corazón, para entrar de nuevo, por la aurícula derecha.

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Respiración en Vertebrados

Peces

Las branquias de los peces están compuestas de finos filamentos cubiertos por una delgada membrana epidérmica que esta legada repetidamente en lamelas aplanadas y ricamente provistas de vasos sanguíneos. No obstante, las branquias están localizadas en el interior de la cavidad faríngea y cubiertas por una placa ósea móvil denominada opérculo; en este sentido, esta estructura proporciona una excelente protección a los delicados filamentos branquiales, hace hidrodinámico el cuerpo y posibilita un sistema de bombeo para mover el agua a través de la boca y las branquias el exterior por el opérculo. Por otra parte, en vez de placas operculares como en los peces óseos, pero los elasmobranquios tienen una serie de hendiduras branquiales a través de las cuales el agua fluye hacia afuera.

En relación a todo lo mencionado, tanto en los elasmobranquios como en los peces óseos, el mecanismo branquial está dispuesto para bombear suave y continuamente agua sobre las branquias; además, la corriente de agua es opuesta a la del flujo sanguíneo, puesto que es más eficaz para extraer la mayor cantidad posible de oxígeno del agua.

Anfibios

Los anfibios presentan diferentes tipos de respiración, en edad larvaria, al llevar vida acuática respiran por branquias, en edad adulta pierden las branquias y mediante el desarrollo de sus pulmones se produce la respiración pulmonar; entre las características de los anfibios es de destacar que también disponen de respiración cutánea, gracias a su piel fina y húmeda se produce el intercambio gaseoso, de esa manera pueden completar sus necesidades respiratorias.

Reptiles

Los pulmones de los reptiles son esponjosos y tienen mayor superficie para intercambio de gases que los anfibios, esto es debido a que la mayoría de los reptiles no puede intercambiar gases a través de la piel porque esta es seca y gruesa; a diferencia de la mayoría de los anfibios de piel húmeda. Muchos reptiles tienen músculos que rodean las costillas y expanden la cavidad torácica para inhalar, o colapsan la cavidad para exhalar. Varias especies de cocodrilos también poseen repliegues cutáneos que separan la boca de los conductos nasales; así respiran por las fosas nasales mientras tienen la boca abierta. Para intercambiar gases con el medio ambiente, los reptiles poseen dos pulmones funcionales, en el caso de ciertas especies de serpientes, solo uno.

Asimismo, sus pulmones están un poco más desarrollados que los de los anfibios, debido a que presentan tabiques o septos los que ofrecen una mayor superficie de intercambio gaseoso y una mayor eficiencia. Los ofidios, como las serpientes, presentan sólo el pulmón derecho funcional, el pulmón izquierdo se halla atrofiado. Las tortugas marinas, además de respiración pulmonar, presentan respiración cloacal  para ello por su cloaca vascularizada toma el O₂ que se halla disuelto en el agua.

En relación a lo mencionado anteriormente, durante la respiración cloacal, las tortugas bombean agua a través de sus aberturas cloacales hacia dos órganos en forma de saco conocidos como bursas, que actúan como pulmones acuáticos, según explicó a Live Science Craig Franklin, fisiólogo de la fauna salvaje de la Universidad de Queensland (Australia) que ha estudiado ampliamente la respiración cloacal. El oxígeno del agua se difunde entonces a través de las papilas, pequeñas estructuras que recubren las paredes de las bursas, y llega al torrente sanguíneo de la tortuga. Leer más.

Aves

A causa de la alta tasa metabólica requerida para el vuelo, las aves tienen una alta demanda de oxígeno. El desarrollo de un eficiente sistema respiratorio permitió la evolución del vuelo de las aves. En este sentido, cuando el ave inspira, el aire es atraído directamente desde los bronquios hasta los sacos aéreos posteriores, donde se almacena el aire, y al expirar los sacos aéreos posteriores se deshinchan, esto hace que el aire pase a los pulmones, donde se absorbe el oxígeno.

No obstante, el aire consumido (que contiene Dióxido de carbono perjudicial para el organismo) se aloja a continuación en los sacos aéreos anteriores, y el animal inhala de nuevo aire fresco para enviar a los sacos aéreos posteriores. Después expira expulsado el aire consumido de los sacos anteriores (al exterior) y llevando aire fresco de los sacos aéreos posteriores a los pulmones. Por lo tanto, el flujo de aire es un bucle unidireccional, lo que permite que:

*Los pulmones estén siempre en contacto con aire fresco rico en oxígeno.

*No se produzca un intercambio de gases (oxígeno y dióxido de carbono) durante el proceso de respiración.

Órganos que Intervienen en el Proceso de Respiración

a) Bronquio: Cada uno de los dos conductos fibrocartilaginosos en que se bifurca la tráquea y que entran en los pulmones. La tráquea de las aves se divide en dos bronquios principales (mesobronquios), que se dirigen a los sacos aéreos posteriores (no a los pulmones) y se dividen sucesivamente en bronquios cada vez menores con muchas conexiones entre ellos hasta acabar en los mencionados parabronquios de los pulmones.

b) Pulmones: Órgano de los animales que viven o pueden vivir fuera del agua. Son de estructura esponjosa, blanda y flexible, que se comprime y dilata. Ocupan una parte de la cavidad torácica y allí se realiza el intercambio gaseoso

c) Sacos Aéreos: Son órganos únicos de las aves, y son cámaras comunicadas con los pulmones, que actúan como una prolongación de éstos y penetra en los huesos aligerando el peso del ave. En total son 9 que se dividen en un grupo anterior, formado por los sacos interclavicular, los cervicales y los torácicos anteriores, y un grupo posterior, formado por los torácicos posteriores y abdominales. Todos son pares menos el interclavicular, que sólo hay uno.

Sus funciones son aumentar la ligereza del ave, ayudar en la respiración y evitar un aumento excesivo de la temperatura ocasionado por el vuelo; por otro lado, los sacos aéreos tienen paredes finas con epitelio escamoso, rodeadas de algunos vasos sanguíneos. Además, son dilataciones de la membrana bronquial que se distribuyen por el cuerpo como una especie de prolongación de los pulmones y penetran algunos huesos y órganos; no obstante, unos tubos delgados son los que unen a los sacos aéreos con los pulmones. Por otra parte, se puede distinguir 9 sacos aéreos: uno interclavicular, dos cervicales, dos en la zona anterior del tórax, dos en la posterior y dos abdominales.

Mamíferos

Es pulmonar, los pulmones muestran gran desarrollo de su superficie interna, puesto que desarrolla una serie de tubos ramificados que transportan el aire a los sacos alveolares, compuestos por pequeñas cámaras, llamadas alveolos, que son los lugares donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre.

  

Mecanismo de bombeo

El movimiento de las pleuras crea una cámara de vacío en su interior, provocan, mediante una serie de cambios de presiones, que el aire pase pasivamente al pulmón o se expulse:

*Durante la Inspiración: Los músculos intercostales y el diafragma se contraen tirando de la pleura y aumentando el espacio de la cavidad torácica. Esto crea una fuerza de succión o una presión negativa hacia el interior del pulmón, permitiendo la entrada de aire.

*Durante la Espiración: Se distienden los músculos intercostales y el diafragma, disminuyendo la cavidad torácica y empujando el aire hacia fuera.

Entre las adaptaciones de algunos animales acuáticos con pulmones están la posesión de cavidades internas, en donde almacenan el oxígeno necesario para pasar algún tiempo en el agua. Otros salen e inhalan por temporadas. Los mamíferos acuáticos o marinos son el caso más conocido de animales acuáticos con pulmones. Aquí encontramos cetáceos (ballenas y delfines), pinnípedos (focas, morsas, leones marinos, lobos y osos), sirenios (como los manatíes), roedores (como los castores) y paquidermos (como hipopótamos).

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