hace cientos de millones de años, antepasados muy, muy distantes de los seres humanos — y de todos los animales terrestres con espinas dorsales y cuatro extremidades-tenían esta capacidad de respirar agua, pero se perdió después de que las primeras criaturas que respiraban aire comenzaron a vivir en tierra a tiempo completo. Hoy en día, los humanos solo pueden respirar agua usando equipos especiales, o en películas como» Aquaman » (Warner Bros.Pictures), sobre personajes de cómics con habilidades submarinas únicas.,
la tradición del cómic explica cómo el híbrido mitad humano y mitad Atlante Aquaman (Jason Momoa) y todos sus primos Atlantes de aspecto humano pueden respirar en las profundidades del océano: se mencionan «branquias», aunque no son visibles, y los detalles se dejan a la imaginación del espectador. Pero, ¿cómo exactamente respiran las criaturas del mundo real en sus ambientes acuosos?
Como sucede, hay mucho oxígeno disuelto en la mayoría de los mares, lagos y ríos del planeta, aunque nuestros pulmones que respiran aire simplemente no pueden procesarlo., Pero los habitantes del agua del mundo han desarrollado varios otros métodos para acceder al oxígeno en el agua, dijeron expertos a Live Science.
Una antigua técnica
Algunos animales como las medusas absorber el oxígeno en el agua directamente a través de su piel. Una cavidad gastrovascular dentro de sus cuerpos tiene un doble propósito: digerir alimentos y mover oxígeno y dióxido de carbono, dijo Rebecca Helm, profesora asistente de la Universidad de Carolina del Norte, Asheville, a Live Science.,
de hecho, las primeras formas de vida microbiana de la tierra que usaban oxígeno lo obtenían de la misma manera que las gelatinas, a través de la difusión. Esta forma de respiración probablemente apareció hace unos 2,8 mil millones de años, «en algún momento después de que las cianobacterias comenzaron a bombear oxígeno a la atmósfera», según el científico oceánico Juli Berwald, autor de «Spineless: The Science of Jellyfish and the Art of Growing a Backbone» (Riverhead Books, 2017).,
«debido a que solo tienen una capa celular externa y una capa celular interna y sus entrañas son de gelatina y no tienen células, no necesitan tanto oxígeno como los animales que tienen tejidos reales en el interior», dijo Berwald a Live Science en un correo electrónico.
sin embargo, también hay inconvenientes para «respirar» a través de la difusión.
«es mucho más lento que usar un sistema circulatorio para llevar oxígeno a lugares lejanos del cuerpo. Eso probablemente significa que hay un límite en el tamaño de las medusas», agregó Berwald.,
método de puerta trasera
La respiración a través de la difusión de oxígeno sobre la superficie del cuerpo también se encuentra en equinodermos, un grupo de animales marinos que incluye estrellas de mar, estrellas de mar, erizos de mar y pepinos de mar.
Las estrellas de Mar absorben oxígeno a medida que el agua fluye sobre protuberancias en su piel llamadas papulas, y a través de surcos en otras estructuras llamadas pies de tubo, dijo el zoólogo invertebrado Christopher Mah, investigador del Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural en Washington, D. C., A Live Science.,
algunos tipos de pepinos de mar de aguas poco profundas, sin embargo, tienen un tipo diferente de adaptación especializada para la respiración: una estructura respiratoria «árbol» ubicada en la cavidad corporal cerca del ano. A medida que la abertura rectal del pepino absorbe agua en su cuerpo, el árbol respiratorio extrae oxígeno y expulsa dióxido de carbono.
«Es, literalmente, respira fuera de su culo,» Mah, dijo.,
un «plano básico»
en los peces, las branquias han demostrado ser un sistema exitoso para la respiración, utilizando una red de vasos sanguíneos para extraer oxígeno del agua corriente y difundirlo a través de las membranas branquiales, según el Centro de Ciencias de pesca del noreste.
en la mayoría de los peces, las branquias tienen «el mismo plano básico», dijo Solomon David, profesor asistente del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad Estatal de Nicholls en Louisiana, A Live Science.
«están hechos para tener este intercambio de contracorriente de gas: extraen oxígeno y liberan desechos», dijo David., Cuando los peces abren la boca, crean una corriente de agua que fluye sobre sus branquias. El tejido rojizo y altamente vascularizado succiona el oxígeno y expulsa el dióxido de carbono,» algo así como los capilares en nuestros alvéolos», dijo.
sin Embargo, las branquias no son exactamente uno-tamaño-caber-todo. Su estructura puede variar entre especies para satisfacer sus necesidades de oxígeno, según David. Las branquias de un atún de natación rápida, por ejemplo, variarán un poco de las de un pez que es un depredador de mentira y espera, como un cocodrilo gar.,
«Si eres un depredador activo que está en movimiento todo el tiempo, vas a tener branquias diferentes para mayores demandas de oxígeno», dijo David.
la forma de las branquias puede incluso variar entre individuos de la misma especie, dependiendo de las condiciones de oxígeno en el agua donde viven, agregó. Los estudios han demostrado que los peces pueden adaptar su morfología branquial cuando su hábitat acuoso se contamina; con el tiempo, sus filamentos branquiales se condensan más, para resistir los contaminantes en el agua.
algunos anfibios acuáticos también tienen estructuras branquiales que se extienden hacia afuera desde sus cabezas., Este es un rasgo larvario en los anfibios que desaparece a medida que la mayoría de las especies maduran, pero las salamandras acuáticas como las sirenas retienen estas branquias externas hasta la edad adulta, dijo Kirsten Hecht, ecóloga acuática de la Escuela de Recursos Naturales y Medio Ambiente de la Universidad de Florida, a Live Science en un correo electrónico.
Los peces pulmonados — un grupo de peces que respiran aire y agua usando una vejiga natatoria modificada-también tienen branquias externas cuando son jóvenes, «pero casi todas las especies de peces pulmonados las pierden antes de alcanzar la edad adulta», dijo Hecht.,
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Original article on Live Science.