En la diversidad de la fauna, existen muchas especies que tienen métodos de supervivencia diferentes, la misma evolución ha hecho que cada una de ellas se adapte al medio ambiente en donde vive, los animales marinos por ejemplo, tienen una vida totalmente diferente a los terrestres.
El método de alimentación, reproducción e incluso respiración son algunos factores que determinan la evolución del animal. La respiración branquial por ejemplo, es algo de suma importancia para el desarrollo de los peces y demás animales acuáticos, debido a esto, quisimos darte toda la información que necesitas y mereces saber acerca del sistema respiratorio de los peces y demás animales marinos que respiran a través de sus branquias.
¿Qué son las branquias?
Son órganos externos o aberturas especializadas que permiten a peces y algunos animales marinos hacer el proceso de absorción de oxígeno del agua. Entendemos que la composición química del agua es H2O, por lo tanto, la branquia es capaz de extraer el O2 del agua y así llevarlo a los demás órganos del cuerpo del animal para que este lo expulse como CO2 al medio.
Las branquias suelen estar formadas por finos filamentos y lamelas (laminillas) muy delgadas con una enorme superficie plegada. Esta gran superficie es esencial porque el oxígeno disuelto en el agua se encuentra en menor concentración que en el aire, por lo que el animal necesita una zona de intercambio amplia para obtener la cantidad suficiente de gas.
Los animales que tienen este órgano en su cuerpo son capaces de hacer llegar el oxígeno que este absorbe hacia los demás órganos corporales para evitar alguna intoxicación y mantener sus procesos vitales. La respiración celular se hace mediante la respiración branquial del animal y el trabajo de las mitocondrias, orgánulos celulares que transforman el oxígeno y los nutrientes en energía utilizable.
Muchos animales acuáticos microscópicos, y algunos más grandes pero poco activos, pueden absorber suficiente oxígeno a través de toda la superficie de su cuerpo sin desarrollar branquias. Sin embargo, en los organismos acuáticos más complejos o activos, las branquias proporcionan una superficie respiratoria especializada muy vascularizada por la que circula la sangre o la hemolinfa.
Características de las branquias
- A diferencia de los pulmones, las branquias son órganos externos o se comunican al exterior mediante hendiduras branquiales.
- Son apropiadas para el movimiento constante en el agua, un medio mucho más denso y viscoso que el aire.
- Tienen dos formas principales: una similar a un apéndice ramificado (común en moluscos, larvas, salamandras y tritones) y otra organizada en arcos o dentro de la faringe, como en los peces.
- Están íntimamente relacionadas con el aparato circulatorio, que lleva hasta ellas el líquido cargado de CO2 y lo devuelve oxigenado.
- Presentan una capa de tejido muy delicado y fino en contacto directo con el agua, lo que facilita el intercambio gaseoso por difusión.
- La presencia de numerosas lamelas y pliegues incrementa la relación superficie/volumen, clave para captar oxígeno en un medio donde este gas es poco abundante.
Tipos de branquias
Gracias a la evolución de las especies, podemos encontrar animales con branquias externas e internas. Según las necesidades de cada especie, sus ancestros desarrollaron una u otra estrategia y distintos mecanismos para renovar el agua que pasa por ellas.
Por ejemplo, muchos moluscos y tritones presentan branquias externas en forma de apéndices o penachos, a menudo alojadas en una cavidad parcialmente cerrada que permite controlar el flujo de agua. En los moluscos bivalvos, las branquias suelen situarse dentro de la cavidad del manto y el agua entra y sale mediante sifones, lo que permite filtrar alimento además de tomar oxígeno.
Las branquias internas son las habituales en la mayoría de los peces y en muchos vertebrados acuáticos. Estas se organizan en arcos branquiales debajo de la faringe y se abren al exterior por hendiduras branquiales; en peces óseos se encuentran dentro de una cámara branquial cubierta por el opérculo, mientras que en tiburones y rayas el agua circula por hendiduras visibles detrás de la cabeza.
Branquias externas
Están compuestas por grandes láminas o penachos en la superficie del cuerpo. Según las teorías evolutivas, son formas antiguas del mundo marino y se encuentran en gusanos marinos, crustáceos, moluscos y larvas de anfibios.
Su desventaja es la mayor exposición: hacen al animal más visible ante depredadores y aumentan el riesgo de lesiones. Por ello, en muchos grupos estas estructuras embrionarias se reabsorben o cambian durante la metamorfosis; en renacuajos, por ejemplo, las branquias externas suelen desaparecer en la etapa adulta, salvo en especies neoténicas como el ajolote.
Branquias internas
Son más complejas y eficientes, asociadas a animales que requieren mayor rendimiento respiratorio, como los peces capaces de nadar activamente. En peces óseos, los arcos branquiales sostienen filamentos y lamelas donde se produce el intercambio gaseoso; en muchos casos se aplica un sistema de intercambio por contracorriente entre el agua y la sangre para maximizar la captación de oxígeno.
Los vertebrados acuáticos usan estas branquias para moverse con dinamismo; el opérculo en peces óseos regula la presión dentro de la cavidad branquial, mientras que en tiburones y rayas el agua circula por las hendiduras branquiales, a veces ayudada por un espiráculo en especies bentónicas.
¿Qué es la respiración branquial y cómo funciona?
La respiración branquial consiste en el intercambio de gases que se da a través de las branquias: entrada de agua rica en oxígeno, paso del O2 desde el agua a la sangre o hemolinfa y expulsión del dióxido de carbono al medio.
Así como el ser humano respira por pulmones y aire, el animal con branquias debe renovar constantemente el agua que baña sus superficies respiratorias. Esto puede lograrse por la corriente marina, por el movimiento activo del animal al nadar, o mediante órganos y mecanismos como el opérculo, los sifones o el batido de cilios en invertebrados filtradores.
Muchos peces usan la denominada bomba buco-opercular: abren la boca para aspirar agua hacia la cavidad bucofaríngea y luego cierran la boca y abren el opérculo, generando una corriente unidireccional que pasa por las branquias. En las lamelas, los vasos sanguíneos extraen el oxígeno y liberan CO2 al agua que será expulsada.
En muchas especies, el sistema de contracorriente entre agua y sangre permite una extracción muy eficiente del oxígeno disuelto —en algunos casos hasta un 80 % o más—. El oxígeno absorbido es transportado por la sangre o la hemolinfa hasta las células, donde las mitocondrias lo utilizan en la respiración celular para producir energía. El CO2 generado se elimina al medio para evitar toxicidad y conservar el equilibrio interno.
Respiración branquial en diferentes grupos de animales
La forma y el mecanismo de ventilación varían según el grupo zoológico. En los peces óseos, las branquias están en una cámara branquial cubierta por el opérculo; en los peces cartilaginosos (tiburones, rayas) el agua entra por hendiduras branquiales y a veces por un espiráculo. En los moluscos bivalvos, el agua es bombeada por sifones y las branquias también filtran alimento. En muchos crustáceos, las branquias son apéndices modificados ventilados por el movimiento de patas o estructuras especializadas.
Algunos insectos acuáticos tienen branquias traqueales o adaptaciones como branquias rectales (larvas de libélula) y otros métodos para difundir oxígeno desde el agua hacia sus tráqueas. Las larvas de anfibios (renacuajos) respiran mediante branquias hasta que, tras la metamorfosis, desarrollan pulmones y respiración cutánea.
Animales con respiración branquial
- Ranas (larvas/renacuajos)
- Pulpo
- Almeja
- Tiburón
- Manta raya
- Liebre de mar
- Carpa
- Larvas acuáticas (diversos insectos y anfibios)
- Tritones
- Numerosos peces óseos y cartilaginosos, moluscos, crustáceos y gusanos marinos
Además de estos ejemplos, respiran a través de branquias muchos grupos diversos: peces óseos y cartilaginosos, moluscos (bivalvos, cefalópodos y algunos gasterópodos), crustáceos (camarones, cangrejos, langostas), gusanos marinos (poliquetos con parapodios branquiales) y varios insectos acuáticos en sus fases larvarias. Algunos anfibios como el ajolote conservan branquias externas en su etapa adulta.
En el caso de las ranas y muchos anfibios, las larvas usan branquias y, tras la metamorfosis, desarrollan otros tipos de respiración, lo que demuestra la relación entre el tipo de respiración y el medio en que viven en cada etapa del ciclo vital.
Las especies marinas deben ser cuidadas por el ser humano; cada una tiene una razón de ser y de existir. Si no hay diversidad en la fauna, los procesos ecológicos y evolutivos que sostienen la vida en el planeta podrían verse alterados. Los ecosistemas acuáticos dependen de redes complejas donde participan peces, invertebrados, algas y microorganismos, todos influidos por la correcta función de las branquias.
Es por ello que debemos tener consciencia sobre los residuos que son lanzados al mar: la contaminación química, la contaminación térmica y la disminución del oxígeno disuelto afectan directamente a las branquias y sus funciones. Reducir estas agresiones preserva la vida marina y evita alteraciones en las delicadas estructuras branquiales, como la hiperplasia del epitelio o daños en las lamelas.
Comprender cómo funciona la respiración branquial, la variedad de formas que adoptan las branquias y su relación con el medio natural ayuda no solo a aprender biología, sino también a valorar el papel de cada organismo en el equilibrio del planeta y a tomar decisiones más responsables respecto a ríos, mares y océanos.