ESTUDO DIRIGIDO - RESPIRAÇÃO - FISIOLOGIA ANIMAL COMPARADA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CAMPUS I - CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
FISIOLOGIA ANIMAL COMPARADA - ANDRÉ LUIZ M. PESSANHA
RAFAEL DA SILVA NASCIMENTO - 192110829
ESTUDO DIRIGIDO - 4
RESPIRAÇÃO
CAMPINA GRANDE-PB
2021
QUESTÕES
1-Relacione a definição do termo respiração com a importância da realização das trocas
gasosas para todos os animais.
R: A respiração pode ser entendida como o processo pelo qual um organismo vivo troca
oxigênio e dióxido de carbono com o seu meio ambiente através da superfície do corpo ou de
estruturas especializadas, como pulmões, brânquias ou traquéias. Neste caso a respiração é
tida como aeróbica justamente por envolver a presença do oxigênio. Essa troca de gases que
ocorre nos seres vivos é importante para que ocorra o metabolismo celular nas mitocôndrias e
a consequente produção de energia para a realização de todos os processos vitais necessários à
sobrevivência dos organismos.
2-Discorra sobre as principais estratégias respiratórias utilizadas pelos animais.
R: A diversidade de animais, vivendo em diferentes ambientes, requer uma série de
estratégias respiratórias para que possam realizar trocas gasosas por meio da respiração
externa. Dentre as estratégias existentes tem-se a difusão, o fluxo de massa, difusão e
transporte de gases, a ventilação e o transporte de gases e a respiração através de via cutânea,
traqueal ou filotraqueal, branquial e pulmonar. A respiração por difusão é um processo pelo
qual o oxigênio passa de um ambiente em que ele está em maior concentração (ambiente
externo)para um em que ele está em menor concentração (interior do corpo). Outra estratégia
é o fluxo de massa que está associada a difusão onde há uma força motriz que movimenta os
gases respiratórios para o interior do organismo seja na água onde esta é empurrada para
dentro do organismo para o interior de cavidades internas permitindo a difusão do oxigênio
para o interior das células do organismo e o dióxido de carbono é colocado para fora do
ambiente. Em animais terrestres como os insetos há a presença de túbulos ocos ao longo de
todo o corpo chamado de traqueias ou filotraquéias por onde o ar se move através desses
tubos tanto por difusão quanto por fluxo de massa; e nos tecidos o oxigênio do ar se dissolve
no líquido extracelular e então passa a mitocôndria e o dióxido de carbono se difunde para
fora das células e para dentro da traquéia onde se desloca para o meio externo por difusão ou
fluxo de massa a depender da espécie. Estratégia de difusão e transporte de gases ocorre de
forma combinada onde os gases passam para dentro do organismo por via cutânea e por meio
da existência de um sistema de transporte de gases como sistema circulatório o que leva o
oxigênio ao longo de todo o corpo ao passo em que também traz o dióxido de carbono para
que por difusão este seja difundido para fora do corpo do animal. O processo de ventilação e
transporte de gases ocorre com a combinação do fluxo de massa e da difusão. Nos animais
que se utilizam dessa estratégia a respiração ocorre seguindo quatro etapas: o fluxo de massa
de gás do meio pela superfície respiratória, a difusão através da superfície, transporte de gases
no sistema circulatório e a difusão deste para os tecidos do corpo. A respiração branquial é
aquela que ocorre em animais que possuem brânquias, estruturas finas em forma de lâminas e
bastante vascularizadas. As brânquias permitem que a troca gasosa ocorra entre o sangue do
animal e o ambiente aquático, sendo, portanto, uma estrutura presente apenas em animais que
vivem na água. Na respiração pulmonar, que ocorre em animais que possuem estruturas
denominadas de pulmões, dois órgãos esponjosos situados no interior da caixa torácica, o ar
entra nas cavidades nasais e segue em direção aos pulmões até atingir pequenas estruturas
saculiformes denominadas de alvéolos. Cada alvéolo apresenta uma grande quantidade de
capilares ao seu redor, o que possibilita a troca entre gases. Ao atingir os alvéolos, o oxigênio
do ar passa para o interior dos capilares, e o gás carbônico presente nos capilares passa para o
interior dos alvéolos. O gás carbônico é então lançado para fora do corpo pelas cavidades
nasais ou boca, e o oxigênio é levado para os tecidos do corpo. A respiração pulmonar ocorre
em mamíferos, aves, répteis e anfíbios. Nesse último grupo, a respiração pulmonar ocorre
juntamente à respiração cutânea. A respiração cutânea ocorre através da superfície do corpo
do animal por meio da pele. Nesse caso, as trocas gasosas ocorrem por difusão e é importante
que a pele sempre esteja umedecida para que esse processo aconteça de maneira adequada. A
respiração cutânea é encontrada, por exemplo, em platelmintos, nematódeos, anelídeos e
anfíbios. A respiração traqueal ocorre em animais dotados de um órgão respiratório
denominado de traqueia, que apresenta tubos ocos e quitinosos. Esse órgão é responsável por
levar o oxigênio do meio até os tecidos para que nessa região ocorrem as trocas gasosas. Nos
tecidos, o oxigênio é passado diretamente para as células, e o gás carbônico entra para o
interior das traqueias, onde segue o caminho inverso até ser eliminado. A respiração traqueal
ocorre em alguns artrópodes, tais como insetos, quilópodes, diplópodes e algumas espécies de
aranhas. No caso dos aracnídeos há a presença de adaptações de acordo com o ambiente e a
estrutura corporal, cujos pulmões foliáceos caracterizam a respiração filotraqueal.
3-Explique a importância dos principais mecanismos de ventilação utilizados pelos
animais e do fluxo do meio externo (ar ou água) e do fluxo de sangue para a eficiência
das trocas gasosas.
R: A ventilação ativa pode ser unidirecional, bidirecional ou não direcional. Na ventilação
unidirecional, o meio entra em contato com a membrana de troca gasosa apenas em uma
direção, esse tipo de ventilação ocorre na respiração de peixes. Na ventilação bidirecional, o
meio flui para a membrana e da membrana de troca através da mesma passagem,
caracterizando duas direções de movimento. Esse tipo de ventilação ocorre nos pulmões de
mamíferos. A ventilação é não direcional se o meio flui pela membrana de troca sem uma
direção definida; esse tipo de ventilação ocorre em animais com brânquias externas, como os
girinos, que movimentam as brânquias na água para ventilar esse órgão. O oxigênio sempre
atravessa a membrana de troca gasosa por difusão. Para que isso ocorra, é necessário que a
pressão parcial de O2 do ambiente externo à membrana de troca seja maior do que a pressão
parcial de O2 no sangue. A diferença de pressão entre o meio externo e o sangue determina a
eficiência de uma respiração, ou seja, quanto maior a diferença de pressão mantida durante a
troca gasosa entre meio e sangue, mais eficiente será a troca. As diferenças anatômicas e
funcionais dos órgãos respiratórios refletem em diferentes pressões parciais de O2 que esses
órgãos conseguem trocar entre sangue e meio e, consequentemente, refletem em distintas
eficiências respiratórias. Em órgãos com ventilação bidirecional, o meio em contato com a
membrana de troca gasosa nunca é renovado. Isso ocorre porque nesse tipo de respiração, o
órgão nunca se esvazia completamente durante as respirações. Então, quando o animal inala,
o meio novo se mistura com o meio que já estava no órgão desde o último ciclo respiratório.
Devido a essa mistura, a pressão parcial do O2 na cavidade respiratória próxima a membrana
de troca de gás é menor do que a pressão parcial de O2 do meio externo. A pressão parcial do
O2 no sangue que deixa o órgão respiratório é ainda menor. Quando a ventilação é
unidirecional, três relações podem existir entre o fluxo de meio e o fluxo de sangue:
concorrente, contracorrente ou cruzado. No sistema concorrente, o meio flui na membrana de
troca gasosa no mesmo sentido do sangue e no sistema contracorrente, o meio e o sangue
fluem em direções opostas, o que torna a captação de oxigênio 90% mais eficiente. No fluxoconcorrente, quando o sangue pobre de O2 chega à membrana de trocas gasosas, encontra um
meio novo. Então, à medida que o sangue e o meio fluem pela membrana de troca gasosa na
mesma direção, eles gradualmente atingem o equilíbrio. A pressão parcial de O2 atingida é a
pressão intermediária entre as pressões parciais de O2 iniciais desses dois ambientes. Na troca
de gás concorrente, assim como na ventilação bidirecional, a pressão parcial de O2 no sangue
deixando o órgão respiratório não pode ser superior à pressão parcial do meio exalado, sendo
cerca de 50% menos eficiente. Na troca de gás contracorrente, quando o sangue pobre de O2
atinge a membrana de troca gasosa, ele inicialmente encontra um meio que foi
substancialmente desoxigenado. Entretanto, à medida que o sangue flui através da superfície
da membrana de troca gasosa na direção oposta em que o meio flui, ele constantemente
encontra um meio com pressões parciais de O2 cada vez maiores. Dessa forma, mesmo que o
sangue absorva o O2 e sua pressão parcial no sangue aumente, um gradiente de pressão
parcial é mantido, favorecendo a captura de O2 pelo sangue. Essa diferença de pressão é
mantida à medida que o sangue atravessa a membrana de troca gasosa. O último meio que o
sangue entra em contato antes de ir para os tecidos é o meio que recém atingiu a membrana e
com alta pressão parcial de O2 . O sistema de troca gasosa contracorrente é mais efetivo na
troca de gases do que o bidirecional ou o concorrente. A pressão parcial de O2 no sangue que
deixa o órgão respiratório pode até alcançar a pressão parcial do meio inalado. No fluxo de
corrente cruzada o fluxo é dividido em várias correntes que se cruzam cada um sofrendo
trocas gasosas com o meio, onde os capilares se intercruzam com o meio, sendo ligados por
um vaso eferente.
4-Discorra e exemplifique quais os tipos de respiração utilizados pelos animais,
especificando também a presença ou ausência do sistema respiratório e as superfícies
respiratórias utilizadas (incluindo difusão e hematose). Complemente sua resposta
associando com a imagem abaixo.
R: Os sistemas respiratórios 1 e 2 são do tipo por difusão cutânea, sendo a 1 uma forma direta
e a 2 de forma indireta. A respiração cutânea direta ocorre sem a participação do sistema
circulatório. Assim, as células abaixo do epitélio de revestimento trocam gases diretamente e
atingem camadas de células mais profundas por meio de difusão, como ocorre nos poríferos e
planárias. A respiração Cutânea Indireta ocorre com a participação do sistema circulatório
onde logo abaixo da superfície do epitélio de revestimento, encontram-se vasos sanguíneos
que capturam e transportam os gases para todas as partes do organismo por meio do processo
de hematose, como ocorre nos anelídeos e anfíbios. A imagem 3 trata da representação de um
sistema respiratório traqueal onde há estruturas tubulares chamadas de traqueias, que se abrem
para o exterior do corpo do animal. Essas traqueias ramificam-se por todo o corpo, atingindo
praticamente a superfície de todas as células. Nas pontas das suas ramificações, percebe-se
um epitélio úmido, que permite as trocas gasosas com as células. Nesses animais, não se
observa o envolvimento do sistema circulatório no transporte de gases. Desse modo, o gás
oxigênio é transportado até a célula e o gás carbônico é retirado, através de difusão simples. A
imagem 4 ilustra um sistema de respiração pulmonar que ocorre em animais que possuem
pulmões, dois órgãos esponjosos situados no interior da caixa torácica. Nesse tipo de
respiração, o ar entra nas cavidades nasais e segue em direção aos pulmões até atingir
pequenas estruturas saculiformes denominadas de alvéolos. Cada alvéolo apresenta uma
grande quantidade de capilares ao seu redor, o que possibilita a troca entre gases. Ao atingir
os alvéolos, o oxigênio do ar passa para o interior dos capilares por processo de hematose, e o
gás carbônico presente nos capilares passa para o interior dos alvéolos. O gás carbônico é
então lançado para fora do corpo pelas cavidades nasais ou boca, e o oxigênio é levado para
os tecidos do corpo. A respiração pulmonar ocorre em mamíferos, aves, répteis e anfíbios.
Nesse último grupo, a respiração pulmonar ocorre juntamente à respiração cutânea.
5-Disserte sucintamente sobre como acontece o processo de respiração para cada grupo
animal estudado (Poríferos, Cnidários, Platelmintos, Nematelmintos, Moluscos,
Anelídeos, Equinodermos, Artrópodes e Peixes).
R: Os poríferos não apresentam sistema respiratório, sendo que suas trocas gasosas ocorrem
por difusão direta entre as células e o meio circundante, onde a superfície corporal é a
superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema circulatório
interno. No corpo dos poríferos a água entra por estruturas corpóreas denominadas porócitos e
saem por outra abertura denominada de ósculo. Ao entrar no corpo, a água passará pela
espongiocele onde há coanócitos, células flageladas que impulsionam a entrada e a saída da
água por fluxo de massa pelo ósculo e fazendo com que as trocas gasosas ocorram por
difusão. Os cnidários não apresentam sistema respiratório, sendo que as trocas gasosas
ocorrem por difusão direta por difusão simples através do epitélio, sendo a superfície corporal
a superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema
circulatório interno. Contrações musculares movem a água da boca para dentro da cavidade
gastrovascular. À medida que a água flui, o oxigênio se difunde para as células e o dióxido de
carbono se difunde para o exterior. Os platelmintos não apresentam sistema respiratório,
sendo que suas trocas gasosas ocorrem por difusão direta (em algumas espécies parasitas a
respiração ocorre de forma anaeróbia) entre as células e o meio circundante, onde a superfície
corporal é a superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema
circulatório interno. Os nematelmintos não apresentam sistema respiratório, sendo que suas
trocas gasosas ocorrem por difusão direta (em algumas espécies parasitas a respiração ocorre
de forma anaeróbica) entre as células e o meio circundante, onde a superfície corporal é a
superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema circulatório
interno. Os moluscos já apresentam sistema respiratório e a respiração a depender do grupo
pode ocorrer através de forma cutânea, branquial ou pulmonar, sendo as superfícies corporais
a pele, as brânquias ou os pulmões. A respiração cutânea ocorre nas lesmas e ocorre por
difusão direta entre as células e o meio circundante, onde a superfície corporal é a superfície
respiratória e a água auxilia para que esse processo de difusão ocorra. Nestes animais começa
a aparecer a ventilação, sendo esta unidirecional e com fluxo contracorrente. Estes animais
ventilam suas brânquias usando cílios que criam fluxo de massa para criar corrente de água.
Em algumas espécies o manto serve como uma superfície respiratória. Em caracóis aquáticos
as brânquias simples e finas serão ventiladas por ação de cílios. Em moluscos lamelibrânquios
há a presença de brânquias modificadas com poros e canais internos e os cílios auxiliarão na
movimentação da água através das brânquias por fluxo de massa. Os cefalópodes ventilam
suas brânquias usando contrações musculares da cavidade do manto. Caracóis terrestres
apresentam um pulmão primitivo onde o ar chega por meio de um poro respiratório. O ar
entra nesse pulmão por meio do poro chega no pulmão onde será realizada às trocas gasosas
que já terão contato com sistemas circulatórios que receberão o oxigênio por difusão. Os
anelídeos apresentam sistema respiratório (em alguns está ausente) e a respiração a depender
do grupo pode ocorrer através de forma cutânea ou branquial, sendo as superfícies corporais a
pele ou brânquias. Tanto oligoquetas quanto hirudíneos apresentam respiração cutânea onde
próximos de sua epiderme há vasos sanguíneos e através de difusão indireta o oxigênio se
difundirá atravésda pele chegando ao sistema circulatório que levará os gases para todo o
corpo do animal. Os poliquetas vão apresentar estruturas denominadas de tufos branquiais e
outras estruturas que também funcionam como brânquias pelos quais ocorrerão as trocas
gasosas. Os equinodermos também apresentam sistema respiratório com a presença de
sistemas respiratórios do tipo branquial ou pulmonar e as superfícies respiratórias serão as
brânquias ou os pulmões. As estrelas do mar apresentam respiração branquial e se utilizam de
seus pés ambulacrais para que ocorram as trocas gasosas. Nesses pés ambulacrais há a
presença de estruturas denominadas de pápulas respiratórias que funcionam como brânquias
externas: o oxigênio entra pelas pápulas brânquias e sai por meio de difusão pelos pés
ambulacrais. Em ofiuróides há presença de invaginações do corpo denominadas bursas, que se
abrem para o meio externo por fendas ciliadas e que ocorrem ao longo das margens dos
braços na superfície oral do disco. A água circula através das bursas pelos cílios ou, em
alguns casos, por bombeamento muscular dos sacos bursais internos. A troca é realizada entre
a água que entra e o fluido celomático (que é reduzido, comparado aos outros equinodermos)
presente no animal. Em ouriços-do-mar regulares, existem cinco pares de brânquias
peristomiais. Essas brânquias eram associadas às trocas gasosas diretamente, porém, estudos
evidenciaram uma função diferente para ela. A pressão dentro da brânquias é manipulada pela
movimentação da lanterna de Aristóteles durante a alimentação. Isso se dá para que seja
fornecido um suprimento de oxigênio imediato para os músculos associados à lanterna. Em
ouriços irregulares e em bolachas-da-praia são encontradas petalóides aborais, que são a fusão
das cinco regiões ambulacrais. A parte externa desse petalóide é fina, e atua como a principal
superfície de troca gasosa. Em holoturóides durante as trocas gasosas, a água é bombeada
para dentro e fora do intestino posterior e para ramos da árvore respiratória, que é onde ocorre
a hematose entre a água, o celoma e o sistema hemal. Também existe troca gasosa através dos
pés. Hemoglobina é comum nos celomócitos de holotúrias. Os artrópodes podem apresentar
respiração traqueal filotraqueal ou branquial, sendo as traqueias, filotraquéias e as brânquias
as superfícies respiratórias. A respiração traqueal é o tipo de respiração em que as trocas
gasosas ocorrem através das traqueias. Esse tipo de respiração ocorre em insetos, alguns
carrapatos, aranhas e centopeias. As traquéias são tubos finos, espiralados e ocos, com
reforços quitinosos. Eles se abrem diretamente na superfície do corpo, ao longo do tórax e
abdômen, em poros chamados de espiráculos. As traquéias formam um sistema altamente
ramificado, permitindo a oxigenação em todas as partes do corpo do animal. Esse tipo de
respiração não possui nenhuma relação com o sistema circulatório. As traquéias garantem a
troca gasosa diretamente com a célula. O ar atmosférico entra no corpo do animal através dos
espiráculos e atinge as traquéias. O ar é conduzido ao longo das traqueias até as suas
ramificações, as traquéolas, onde atingem as células. Desse modo, o gás oxigênio é
transportado até a célula e o gás carbônico é retirado, através de difusão simples. Os insetos
podem controlar a sua respiração abrindo e fechando os espiráculos, com contrações
musculares. Essa condição é importante para a sobrevivência em ambientes secos, pois evita a
perda de água. Aracnídeos apresentam filotraquéias ou pulmões foliáceos, formados por
lâminas de tecido onde a hemolinfa circula. Nesse caso, temos a respiração filotraqueal. As
filotraqueias localizam-se no interior do abdômen e comunicam-se com o exterior através de
um poro respiratório. O ar atmosférico entra pelo poro respiratório e circula entre as lâminas
das filotraquéias, oxigenando a hemolinfa e retirando o gás carbônico. Os peixes apresentam
sistema respiratório e apresentam respiração branquial ou “pulmonar” com a participação da
bexiga natatória onde as brânquias e a bexiga natatória são superfícies respiratórias. As
brânquias, também chamadas de guelras, são as estruturas fundamentais para o processo da
respiração branquial. Elas se situam em ambos os lados da cabeça e consistem de dobras
externas presentes na superfície epitelial, altamente vascularizadas. As brânquias estão
associadas à respiração aquática. É através delas que o oxigênio da água é transferido para o
interior do corpo e o gás carbônico faz o trajeto contrário. Os organismos aquáticos obtêm o
oxigênio dissolvido na água. A água ao entrar pela boca, passa pela faringe e banha as
brânquias. Assim, as brânquias estão constantemente sendo banhadas por água e recebendo
oxigênio. O fluxo da água atinge as brânquias de forma unidirecional e passa por pequenos
cílios que filtram as impurezas. Nas brânquias, ricas em capilares sanguíneos, o sangue
circula no sentido contrário ao da água. Pelo fato da água ser rica em oxigênio e o sangue em
gás carbônico, ocorre a difusão, pois a concentração dos dois gases tende a se equilibrar.
Assim, o oxigênio entra na corrente sanguínea do animal e o gás carbônico passa para a água.
Essa situação permite as trocas gasosas.
6-Compare resumidamente a respiração de todos os grupos animais estudados
(Poríferos, Cnidários, Platelmintos, Nematelmintos, Moluscos, Anelídeos,
Equinodermos, Artrópodes e Peixes).
R: Os poríferos não apresentam sistema respiratório, sendo que suas trocas gasosas ocorrem
por difusão direta entre as células e o meio circundante, onde a superfície corporal é a
superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema circulatório
interno. Os cnidários não apresentam sistema respiratório, sendo que as trocas gasosas
ocorrem por difusão direta por difusão simples através do epitélio, sendo a superfície corporal
a superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema
circulatório interno. Os platelmintos não apresentam sistema respiratório, sendo que suas
trocas gasosas ocorrem por difusão direta (em algumas espécies parasitas a respiração ocorre
de forma anaeróbia) entre as células e o meio circundante, onde a superfície corporal é a
superfície respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema circulatório
interno. Os nematelmintos não apresentam sistema respiratório, sendo que suas trocas gasosas
ocorrem por difusão direta (em algumas espécies parasitas a respiração ocorre de forma
anaeróbica) entre as células e o meio circundante, onde a superfície corporal é a superfície
respiratória e água circula pelo corpo sem haver a presença de sistema circulatório interno. Os
moluscos já apresentam sistema respiratório e a respiração a depender do grupo pode ocorrer
através de forma cutânea, branquial ou pulmonar, sendo as superfícies corporais a pele, as
brânquias ou os pulmões. Os anelídeos apresentam sistema respiratório (em alguns está
ausente) e a respiração a depender do grupo pode ocorrer através de forma cutânea ou
branquial, sendo as superfícies corporais a pele ou brânquias. Os equinodermos também
apresentam sistema respiratório com a presença de sistemas respiratórios do tipo branquial ou
pulmonar e as superfícies respiratórias serão as brânquias ou os pulmões. Os artrópodes
podem apresentar respiração traqueal filotraqueal ou branquial, sendo as traqueias,
filotraquéias e as brânquias as superfícies respiratórias. Os peixes apresentam sistema
respiratório e apresentam respiração branquial ou pulmonar com a participação da bexiga
natatória onde as brânquias e a bexiga natatória são superfícies respiratórias.
7-Animais como os poríferos, cnidários, platelmintos, nematelmintos e insetos
apresentam mecanismos de trocas gasosas semelhantes, nos quais circula o líquido
externo por praticamente todas as células do corpo, podem contar somente com a
difusão para transportar gases entre o meio externo e os tecidos. Explique quais
possíveis fatores podem estar associados a este tipo derespiração nesses animais.
R: Vários são os fatores que podem explicar o motivo de animais como poríferos, cnidários,
platelmintos, nematelmintos e insetos se utilizarem da estratégia de respiração por difusão dor
ar do meio externo para os seus tecidos: o tamanho diminuto e corpo fino do animal, a
ausência de sistema circulatório (como também de outros órgãos) para levar o ar para todos os
tecidos do corpo e a presença de estruturas tubulares ao longo do corpo que permitem que o ar
possa entrar no corpo do organismo e possa se difundir entre os tecidos. Há de se entender
que a difusão é um processo que ocorre de forma lenta em longas distância e então, para que
os indivíduos possam realizar estas trocas gasosas por difusão sem demandarem uma grande
quantidade de energia, é necessário que estes tenham tamanho diminuto e possuam superfícies
corpóreas finas para facilitar a difusão dos gases para o interior do corpo e vice-versa. Isso
requer também que o corpo do organismo não tenha órgãos muito complexos e um tamanho
grande pois isso demandaria sistemas circulatórios e demanda de energia para que as trocas
gasosas possam ocorrer.
8-Descreva sobre a importância dos artrópodes utilizarem uma variedade de
mecanismos para realizar suas trocas gasosas.
R: A ampla gama de estratégias respiratórias permitiram que os vários grupos de artrópodes
pudessem se adaptar aos mais diversos ambientes, sejam estes aquáticos ou aquáticos e assim
esse grupo de animais pudessem conquistar qualquer que seja o ambiente. Por meio do
desenvolvimento das brânquias nos grupos dos crustáceos, os artrópodes puderam conquistar
o ambiente aquático. Com a presença das traqueias os insetos e miriápodes puderam se
adaptar à vida no ambiente terrestre com uma estratégia respiratória que permitem uma alta
eficiência nas trocas gasosas, não requerendo a presença de um sistema circulatório para levar
o oxigênio para todo o corpo e também facilitando a perda de água. Da mesma forma, com a
presença das filotraqueias os aracnídeos puderam se desenvolver e sobreviver em ambientes
terrestres dos mais distintos.
9-Descreva sobre a importância das brânquias e do mecanismo de fluxo contracorrente
para os peixes.
R: As brânquias são importantes porque é a partir dela que o oxigênio presente na água passa
para o interior do corpo dos peixes e que o dióxido de carbono que está no corpo do animal
possa passar para o meio exterior para a água e a presença de cílios na estrutura das brânquias
permite a filtragem de impurezas na água facilitando a assimilação do oxigênio. O fluxo
sanguíneo na lamela é no sentido oposto do fluxo de água. Isso garante que mais oxigênio
seja captado, em um processo conhecido como troca por contracorrente. Caso o sangue se
movesse na mesma direção que a água, a captação de oxigênio seria mais baixa. Portanto, o
fluxo contracorrente tem um importante papel. Quando o sangue está saindo da lamela
branquial, ele encontra a água cujo oxigênio ainda não foi removido. Desta forma, este sangue
obtém oxigênio da água que tem ainda o conteúdo de oxigênio da água inspirada, permitindo
que o conteúdo de oxigênio do sangue atinja o nível mais alto possível.
10-As estratégias que os animais usam para ventilar a superfície de trocas gasosas no ar
e na água diferem, considerando que as propriedades do ar e da água são diferentes.
Mediante isto, compare os mecanismos de trocas gasosas utilizados pelos animais que
respiram no ar e na água.
R: Água e ar possuem propriedades diferentes que interferem e muito nas estratégias
respiratórias a serem utilizadas pelos diversos grupos de animais existentes. Há de se entender
que a taxa de oxigênio no ar é cerca de 30 vezes maior do que na água, que o aumento da
temperatura, salinidade e presença de solutos diminuem a quantidade de oxigênio no ar e que
a viscosidade e densidade maior dos gases na água em relação ao ar que é mais leve e fluido
demandam gastos energéticos que no último seriam menos dispendiosos. Isto faz com que
diferentes estratégias respiratórias tenham que ser utilizadas para que haja a troca de gases
seja feita com a melhor eficiência possível. Os animais aquáticos, como poríferos, cnidários,
platelmintos, alguns moluscos, nematelmintos, anelídeos, poliquetas, equinodermos e
artrópodes se utilizam de mecanismos de respiração cutânea por difusão direta ou indireta ou
por respiração branquial. A respiração cutânea direta ocorre sem a participação do sistema
circulatório. Assim, as células abaixo do epitélio de revestimento trocam gases diretamente
com a água e atingem camadas de células mais profundas por meio de difusão, como ocorre
nos poríferos e planárias. A respiração cutânea indireta ocorre com a participação do sistema
circulatório onde logo abaixo da superfície do epitélio de revestimento, encontram-se vasos
sanguíneos que capturam e transportam os gases contidos na água para todas as partes do
organismo por meio do processo de hematose, como ocorre nos anelídeos e alguns poliquetas.
As brânquias estão associadas à respiração aquática. É através delas que o oxigênio da água é
transferido para o interior do corpo e o gás carbônico faz o trajeto contrário. Os organismos
aquáticos obtêm o oxigênio dissolvido na água. A água ao entrar pela boca, passa pela faringe
e banha as brânquias. Assim, as brânquias estão constantemente sendo banhadas por água e
recebendo oxigênio. O fluxo da água atinge as brânquias de forma unidirecional e passa por
pequenos cílios que filtram as impurezas. Nas brânquias, ricas em capilares sanguíneos, o
sangue circula no sentido contrário ao da água. Pelo fato da água ser rica em oxigênio e o
sangue em gás carbônico, ocorre a difusão, pois a concentração dos dois gases tende a se
equilibrar. Assim, o oxigênio entra na corrente sanguínea do animal e o gás carbônico passa
para a água. Essa situação permite as trocas gasosas.
Os animais terrestres como alguns moluscos e os artrópodes se utilizam de sistemas mais
complexos para a realização da respiração como sistemas traqueais e pulmonares. Em animais
terrestres como os insetos há a presença de túbulos ocos ao longo de todo o corpo chamado de
traqueias ou filotraquéias por onde o ar se move através desses tubos tanto por difusão quanto
por fluxo de massa; e nos tecidos o oxigênio do ar se dissolve no líquido extracelular e então
passa a mitocôndria e o dióxido de carbono se difunde para fora das células e para dentro da
traquéia onde se desloca para o meio externo por difusão ou fluxo de massa a depender da
espécie. Na respiração pulmonar, que ocorre em animais que possuem estruturas denominadas
de pulmões, dois órgãos esponjosos situados no interior da caixa torácica, o ar entra nas
cavidades nasais e segue em direção aos pulmões até atingir pequenas estruturas saculiformes
denominadas de alvéolos. Cada alvéolo apresenta uma grande quantidade de capilares ao seu
redor, o que possibilita a troca entre gases. Ao atingir os alvéolos, o oxigênio do ar passa para
o interior dos capilares, e o gás carbônico presente nos capilares passa para o interior dos
alvéolos. O gás carbônico é então lançado para fora do corpo pelas cavidades nasais ou boca,
e o oxigênio é levado para os tecidos do corpo. A respiração pulmonar ocorre em moluscos
gastrópodes, mamíferos, aves, répteis e anfíbios.