Branchie: Le branchie sono organi respiratori specializzati presenti nella maggior parte degli animali acquatici, inclusi pesci, crostacei e molluschi. Le branchie sono composte da sottili filamenti o piastre che aumentano la superficie per un efficiente assorbimento dell'ossigeno. Quando l'acqua passa sopra le branchie, l'ossigeno si diffonde attraverso le membrane branchiali nel flusso sanguigno. Il sangue ossigenato viene quindi pompato in tutto il corpo, fornendo ossigeno a vari tessuti e organi.
Polmoni: Alcuni animali acquatici, come i pesci polmonati e alcune tartarughe, possiedono polmoni simili a quelli presenti nei vertebrati terrestri. Respirano l'ossigeno atmosferico emergendo periodicamente e aspirando aria nei polmoni. Questi animali possono trattenere temporaneamente il respiro o alternare l'uso delle branchie e dei polmoni, a seconda della disponibilità di ossigeno nell'acqua.
Pelle: Alcuni organismi acquatici, come alcuni anfibi (come le rane) e alcuni vermi acquatici, si affidano alla respirazione cutanea, dove l'ossigeno viene assorbito direttamente attraverso la pelle. La loro pelle è altamente vascolarizzata, consentendo all'ossigeno di diffondersi nel flusso sanguigno. Questo metodo di respirazione è spesso integrato da altri meccanismi respiratori, come branchie o polmoni.
Strutture respiratorie specializzate: Alcuni insetti acquatici e aracnidi hanno strutture respiratorie uniche per ottenere ossigeno. Ad esempio, le ninfe delle libellule hanno organi respiratori specializzati chiamati branchie tracheali, che si trovano sull'addome e consentono loro di assorbire l'ossigeno dall'acqua. Gli insetti acquatici e alcuni coleotteri utilizzano strutture simili a boccagli per accedere all'aria atmosferica rimanendo immersi sott'acqua.
Adattamenti allo scambio di ossigeno: Gli animali acquatici spesso hanno adattamenti per migliorare l’assorbimento di ossigeno e risparmiare energia. Questi adattamenti possono includere:
- Scambio controcorrente: Nelle branchie, la disposizione dei vasi sanguigni crea un sistema di scambio controcorrente. Mentre l'acqua ossigenata scorre sulle branchie in una direzione, il sangue deossigenato scorre nella direzione opposta. Ciò massimizza la diffusione dell'ossigeno nel flusso sanguigno riducendo al minimo la perdita di ossigeno nell'acqua.
- Area superficiale branchiale aumentata: Molti animali acquatici hanno sviluppato branchie con strutture complesse, come lamelle o filamenti, che aumentano la superficie disponibile per l'assorbimento dell'ossigeno.
- Riduzione del tasso metabolico: Alcuni animali acquatici, come le creature delle profondità marine che vivono in ambienti poveri di ossigeno, si sono evoluti per avere tassi metabolici più bassi. Questo adattamento conserva l'ossigeno in situazioni in cui la disponibilità di ossigeno è limitata.
Possedendo strutture respiratorie specializzate, meccanismi efficienti di scambio di ossigeno e adattamenti per conservare l'ossigeno, gli animali acquatici sono in grado di estrarre ossigeno dal loro ambiente acquatico e prosperare nei rispettivi ecosistemi.