Sistemas Respiratórios em Animais Aquáticos e Terrestres

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BIOL8221 
Anatomia Comparada 
natalie.olifiers@uva.br 
Sistema Respiratório 
Sistema respiratório 
 Membrana respiratória: membrana fina, 
úmida e vascularizada onde ocorre as 
trocas gasosas 
 Ventilação: transporte de gases através da 
membrana 
Fatores que afetam a natureza da membrana 
respiratória e a ventilação 
 Propriedade do meio (densidade, 
temperatura); D=constante de difusão 
 Área da superfície da membrana (A) 
 Diferença entre as pressões parciais do gás 
em cada lado da membrana (∆p) 
 Espessura da membrana (d) 
 R = taxa de difusão 
 
 R = D x A x (∆p/d) 
Peixes 
 Sistema respiratório adequado a: 
 ↓[O2] na água 
 Água é mais densa e viscosa que o ar 
 
 
 
 Animais aquáticos com 
ampla superfície respiratória 
custo alto de movimento de grande quantidade de 
água pela membrana respiratória 
 
Brânquias 
 Urocordados e cefalocordados: pequenos e 
pouco ativos → não tem brânquias; trocas 
gasosas pela parede da faringe ou do corpo 
 Ancestrais dos Craniata: 
Maiores e mais ativos → precisam de membrana 
respiratória com maior área: brânquias 
Desenvolveram mecanismo para bombear 
corrente d’água para ventilar brânquias 
Filo
 C
ho
rd
a
ta
 (L. cho
rd
a
 =
 co
rd
a
) 
6 
Filo Chordata 
Tipos de brânquias 
 Brânquias externas: filamentos externos, laterais à 
cabeçan entre algumas fendas branquiais 
 Brânquias internas: placas vascularizadas → 
lamelas branquiais primárias e secundárias 
 
Tipos de brânquias 
Peixes e brânquias 
 Lampreias: brânquias em bolsas e fendas 
branquiais em forma de poros 
 
Peixes e brânquias 
 Elasmobrânquios (condríctes): 
5-7 brânquias septadas 
Válvulas que fecham as 
brânquias (extremidade 
distal do septo 
interbranquial) 
Sistema contra-corrente 
 
Peixes e brânquias 
 Peixes ósseos: 
 Opérculo 
 4 brânquias não septadas 
(septos interbranquiais são 
reduzidos) 
 Sistema contra-corrente 
Sistema contra-corrente 
Peixes e brânquias 
 Trocas gasosas em equilíbrio com demanda 
metabólica: 
 Tx de ventilação pode ser regulada 
 Lamelas branquiais primárias de brânquias adjacentes 
podem se unir ou se separar 
 Quantidade de sangue que passa pelas lamelas 
secundárias ou núm. de lamelas sendo drenadas pode 
ser controlado 
 
Peixes e brânquias 
Órgãos acessórios – resp. aérea 
 Pele muito vascularizada para trocas gasosas. Ex. 
enguias de água doce que migram pela terra 
 Parte do trato digestivo modificado para trocas 
gasosas (muito vascularizado, por exemplo). Ex. 
muçuns → engolem ar; ficam até 6 meses fora 
d’água! 
Órgãos acessórios – resp. aérea 
 Câmara de ar suprabranquial e órgão labirinto (ou 
órgão arborescente). Ex. Beta e perca-escalador 
 
Peixes - Pulmões 
 Em alguns peixes actinopterígios (ex: pirarucu 
(Actinopterygii) 
 Em peixes pulmonados (Sarcopterygii: Dipnoi); ex: 
Lepidosiren spp. 
 
Peixes - Pulmões 
 Bomba de pulsação bucal (e não aspiração) – 
exceção: polipterídeos 
 O ar força o pulmão a se expandir 
Peixes – Bexiga natatória 
 Função principal: hidrostática 
 Outras funções: respiração, audição (ressonância e 
amplificação do som) e produção de sons 
 Condrictes não tem bexiga natatória 
 Provavelmente homóloga aos pulmões 
 
 
Curiosidade 
 “Bóia” para peixes com problemas na bexiga 
natatória 
Evolução de pulmões e bexigas natatórias 
Anfíbios 
 Larvas apresentam brânquias externas 
 Salamandra aquática mantém brânquias nos 
adultos 
 Sapos: brânquias perdidas na metamorfose 
 Narinas externas valvuladas 
 Ventilação semelhante à de 
peixes pulmonados, mas ar 
entra e sai pelas cavidades 
nasais e narinas em vez da boca. 
 
Anfíbios 
 Pele fina, úmida e vascularizada também utilizada 
como membrana respiratória na maioria das 
espécies 
 Salamandras da família Pletodontidae perderam 
pulmões 
 Uso dos pulmões e pele para trocas gasosas varia 
com temperatura 
Répteis 
 Trocas gasosas por pulmões pois pele é muito 
queratinizada 
 Exceções: algumas tartarugas aquáticas, que fazem 
trocas gasosas pela pele, cloaca e/ou cavidade 
bucofaríngea 
 Mecanismo de ventilação predominante no grupo: 
bombeamento por aspiração (bomba de sucção) 
 Inspiração: músculos intercostais 
 Expiração: movimentos das costelas e caixa torácica + 
contração da musculatura lisa do pulmão. 
Répteis 
 Pulmão mais 
compartimentalizado e maior 
que de anfíbios 
 Quanto maior a espécie, mais 
compartimentalizado é o 
pulmão 
 Squamata com corpo 
alongado e anfisbenas: um 
pulmão somente 
 
Répteis 
 Crocodilianos: ventilação por bomba de pistão 
hepática + bomba de aspiração costal 
Aves 
 Precisam de 
sistema muito 
eficaz e compacto 
 Por quê? 
 Pulmões pequenos 
que não mudam 
muito de volume, 
mas conectados a 
vários sacos 
aéreos 
 
Aves 
 Fluxo 
unidirecional de 
ar pelos 
pulmões, sem 
mistura de ar 
rico e pobre em 
O2 
 
 
 
Aves 
 Pulmões ventilados continuamente (sem apneia 
prolongada) → glote aberta 
 Dois ciclos de inspiração e 2 de expiração para 
mover 1 unidade de ar pelo sistema 
 
 
 
Aves 
 Padrão de transferência gasosa: corrente cruzada 
Mamíferos 
 Vias aéreas terminam em alvéolos com paredes finas e 
envolvidos por muitos capilares 
 Ventilação por bomba de aspiração costal: aumento da 
cavidade pleural pelo diagragma muscular