Respiración traqueal: características y ejemplos de animales
La respiración traqueal es el tipo respiración más comúnmente utilizada por los insectos centípodos, garrapatas, parásitos y arañas. En estos insectos, los pigmentos respiratorios están ausentes de la sangre, pues el sistema traqueal se encarga de distribuir el O2 (aire) directamente a las células del cuerpo.
La respiración traqueal permite que se dé el proceso de intercambio gaseoso. De esta manera, una serie de tubos o tráqueas se encuentran localizadas de manera estratégica en el cuerpo de los insectos. Cada una de estas tráqueas cuenta con una obertura hacia el exterior que permite la entrada y salida de gases.
Como en los animales vertebrados, el proceso de expulsión de gases del cuerpo de los insectos depende del movimiento muscular de contracción que presiona todos los órganos internos del cuerpo, forzando al CO2 a salir del cuerpo.
Este tipo de respiración tiene lugar en la mayoría de insectos, incluyendo a aquellos que habitan medios acuáticos. Este tipo de insectos cuenta con cuerpos especialmente preparados para poder respirar mientras se encuentran sumergidos debajo del nivel del agua.
Partes del sistema de respiración traqueal
Tráquea
La tráquea es un sistema ampliamente ramificado con pequeños ductos por los que pasa el aire. Este sistema se encuentra localizado a lo largo de todo el cuerpo de los insectos.
La presencia de ductos en él es posible gracias a la existencia de paredes corporales alineadas internamente por una membrana conocida como ectodermo.
Un insecto tiene varias tráqueas o ductos que se abren al exterior de su cuerpo, permitiendo que se dé el proceso de intercambio gaseoso directamente en todas las células del cuerpo del insecto.
El área donde se encuentra una mayor concentración de ramificaciones suele ser el vientre del insecto, el cual presenta numerosos ductos que progresivamente dan paso al aire hasta el interior del cuerpo.
El sistema completo de tráqueas de un insecto está conformado por lo general por tres canales principales localizados de forma paralela y longitudinal con relación a su cuerpo. Otros pequeños ductos atraviesan las tráqueas principales, formando una red de tubos que abarca la totalidad del cuerpo del insecto.
Cada uno de los tubos que cuenta con una salida al exterior, termina en una célula denominada célula traqueal.
En esta célula, las tráqueas se alinean con una capa de proteína conocida como traqueina. De esta manera, el extremo exterior de cada tráquea es llenado por fluido traqueolar.
Espiráculos
El sistema de tráqueas se abre en el exterior por medio aberturas hendidas llamadas estigmas o espiráculos. En las cucarachas, existen dos pares de espiráculos localizados en la región torácica y ocho pares de espiráculos localizados en el primer segmento de la región abdominal.
Cada espiráculo se encuentra rodeado de un esclerito llamado peritrema y cuenta con cerdas que actúan como filtros, evitando que entren polvo y otras partículas al interior de las tráqueas.
Los espiráculos también se encuentran protegidos por válvulas unidas a los músculos oclusores y dilatadores que regulan la apertura de cada tubo.
Intercambio gaseoso
En estado de reposo, las tráqueas son llenadas por un fluido capilar gracias a la baja presión osmótica en las células del tejido corporal. De esta manera, el oxígeno que entra en los ductos se disuelve en el líquido traqueolar y el CO₂ se libera al aire.
El fluido traqueolar es absorbido por el tejido cuando el volumen de lactato aumenta una vez el insecto entra en fase de vuelo. De esta manera, el CO₂ es almacenado temporalmente como bicarbonato, enviando señales a los espiráculos para que se abran.
Sin embargo, la mayor cantidad de CO₂ es liberado por medio de una membrana conocida como cutícula.
Movimiento de ventilación
La ventilación del sistema traqueal se lleva a cabo cuando las paredes musculares del cuerpo del insecto se contraen.
La expiración del gas del cuerpo sucede cuando se contraen los músculos dorso-abdominales. De manera contraria, la inspiración de aire sucede cuando el cuerpo toma su forma regular.
Los insectos y algunos otros invertebrados realizan el intercambio gaseoso eliminando el CO2 a través de sus tejidos y tomando aire por medio de los tubos llamados tráqueas.
En los grillos y saltamontes, el primer y tercer segmento de su tórax cuenta con un espiráculo a cada lado. De igual manera, otros ocho pares de espiráculos se encuentran localizados de forma linear a cada lado del abdomen.
Los insectos más pequeños o menos activos realizan el proceso de intercambio gaseoso por difusión. Sin embargo, los insectos que respiran por medio de difusión pueden sufrir en climas más secos, ya que el vapor de agua no abunda en el ambiente y no podrá difundirse al interior del cuerpo del mismo.
Las moscas de la fruta evitan el riesgo de morir en ambientes secos al controlar el tamaño de la apertura de sus espiráculos, de tal manera que se adapten a la necesidad de oxígeno de los músculos durante la etapa de vuelo.
Cuando la demanda de oxígeno es menor, la mosca de fruta cierra sus espiráculos parcialmente con el objetivo de retener más agua en el cuerpo.
Los insectos más activos como los grillos o saltamontes, deben ventilar constantemente su sistema traqueal. De esta manera, deben contraer los músculos del abdomen y presionar los órganos internos para forzar la salida del aire de las tráqueas.
Los saltamontes cuentan con grandes sacos de aire unidos a ciertas secciones de las tráqueas de mayor tamaño, con el fin de incrementar la efectividad del proceso de intercambio gaseoso.
Insectos acuáticos: ejemplo de respiración traqueal
Los insectos acuáticos utilizan la respiración traqueal para llevar a cabo el proceso de intercambio gaseoso.
Algunos, como las larvas de mosquito, toman el aire al exponer un pequeño tubo respiratorio por fuera del nivel del agua, el cual se encuentra conectado a su sistema de tráqueas.
Algunos insectos que puede sumergirse en el agua por periodos prolongados de tiempo llevan consigo burbujas de aire de las cuales toman el O2 que necesitan para sobrevivir.
Por otro lado, algunos otros insectos cuentan con espiráculos localizados en la parte alta de su espalda. De esta manera, perforan las hojas que se encuentran suspendidas en el agua y se adhieren a ellas para poder respirar.
Referencias
- biology-pages. (24 de January de 2015). Obtenido de Tracheal Breathing: biology-pages.info.
- Stidworthy, J. (1989). Shooting Star Press.
- Yadav, M. (2003). Biology Of Insects. New Delhi: DPH.
- Yadav, M. (2003). Physiology of Insects. New Delhi: DPH.