RESPIRAZIONE CUTANEA: CARATTERISTICHE ED ESEMPI DI ANIMALI - BIOLOGIA - 2025

La respirazione cutanea è una forma di respirazione in cui lo scambio di gas avviene attraverso la pelle e non attraverso i polmoni o le branchie. Questo processo si verifica principalmente in insetti, anfibi, pesci, serpenti marini, tartarughe e alcuni mammiferi (Jabde, 2005).

La pelle degli animali che usano la respirazione cutanea è piuttosto speciale. Per consentire lo scambio di gas, deve essere umido in modo che sia l'ossigeno che l'anidride carbonica possano attraversarlo liberamente.

Rospo. Un esempio di un animale con respirazione cutanea.

caratteristiche

Il processo di respirazione cutanea viene effettuato esclusivamente attraverso la pelle. Per questo motivo, nella maggior parte degli animali vertebrati che utilizzano questo tipo di respirazione, la pelle è altamente vascolarizzata al fine di facilitare il processo di scambio gassoso.

Questo scambio è molto importante negli anfibi e nelle tartarughe dal guscio molle, che utilizzano le ghiandole mucose per conservare l'umidità della pelle (Marshall, 1980).

Alcuni anfibi hanno molte pieghe nella loro pelle che aiutano ad aumentare la loro frequenza respiratoria. I rospi sono noti per assorbire l'acqua e respirare attraverso la pelle. Hanno tre forme di respirazione: cutanea, polmonare e attraverso il rivestimento della bocca. Quest'ultimo tipo di respirazione è il più utilizzato quando sono in uno stato di riposo.

La respirazione cutanea è un tipo di respirazione che non richiede l'esecuzione dei polmoni. Per questo esistono specie prive di polmoni e possono ancora sopravvivere grazie allo scambio di gas effettuato attraverso la pelle.

Esistono specie che possono esercitare sia la respirazione cutanea che quella polmonare, tuttavia si stima che negli anfibi la respirazione cutanea sia responsabile dell'assunzione del 90% dell'ossigeno necessario per vivere.

Respirazione cutanea nelle diverse classi di animali

Anfibi

Gli anfibi sono classificati come organismi multicellulari e appartengono alla classe degli anfibi, che in greco significa "entrambi i mezzi".

La pelle di tutte le specie di anfibi è l'organo più utilizzato per svolgere il processo respiratorio. Alcune specie dipendono esclusivamente dalla respirazione cutanea per sopravvivere.

È il caso della salamandra piumata della famiglia dei Plethodontidae. Questa famiglia di anfibi manca completamente di polmoni, tuttavia, costituisce il più grande gruppo di specie di salamandre al mondo. (Zahn, 2012)

Mentre gli anfibi sono completamente immersi nell'acqua, la respirazione cutanea avviene attraverso la loro pelle. Questa è una membrana porosa attraverso la quale l'aria si diffonde tra i vasi sanguigni e tutto ciò che li circonda.

Sebbene la respirazione cutanea sia predominante negli anfibi, aiuta solo la sopravvivenza del rospo durante le stagioni più fredde.

La respirazione cutanea richiede un'umidità costante sulla superficie della pelle. Quando i rospi sono fuori dall'acqua, le ghiandole mucose della pelle continuano a inumidire la pelle, il che consente un processo di assorbimento dell'ossigeno dall'aria.

Ci sono alcuni casi speciali nella respirazione degli anfibi. Ad esempio, i girini, che respirano attraverso le branchie, e i rospi del deserto, che tendono ad avere la pelle secca, rendendo impraticabile la respirazione cutanea (Bosch, 2016).

Rettile

Le squame che ricoprono il corpo dei rettili impediscono, nella maggior parte dei casi, che si verifichi un processo di respirazione cutanea. Tuttavia, esiste la possibilità di uno scambio di gas tra le scale o le aree in cui la densità delle scale è inferiore.

Durante i periodi di ibernazione sottomarina, alcune tartarughe dipendono dalla respirazione cutanea intorno alla cloaca per sopravvivere.

Allo stesso modo, ci sono specie di serpenti marini che assorbono circa il 30% dell'ossigeno di cui hanno bisogno attraverso la pelle. Questo diventa essenziale quando hanno bisogno di immergersi sott'acqua.

Per i serpenti di mare è possibile eseguire questo processo diminuendo l'intensità con cui il sangue rifornisce i polmoni e aumentando l'afflusso di sangue nei capillari della pelle. Per questo motivo, la pelle di serpente a volte può apparire rosa. (Feder e Burggren, 1985)

mammiferi

I mammiferi sono noti per essere specie endotermiche o "a sangue caldo". Generalmente hanno una richiesta metabolica più elevata rispetto agli animali vertebrati esotermici o cosiddetti "a sangue freddo".

Allo stesso modo, la pelle dei mammiferi è più spessa e più impermeabile di quella di altre specie di vertebrati, il che impedisce notevolmente alla pelle di essere l'organo utilizzato per eseguire il processo di scambio di gas.

Tuttavia, la respirazione cutanea nei mammiferi esiste, ma si verifica in una percentuale inferiore. Un esempio sono i pipistrelli, che assorbono ossigeno attraverso le membrane altamente vascolari situate sulle loro ali. I pipistrelli possono assorbire circa il 12% dell'ossigeno di cui hanno bisogno attraverso le ali.

Gli esseri umani sono tra le specie di mammiferi che assorbono la più bassa percentuale di ossigeno dall'aria attraverso la pelle. Un essere umano può assorbire mediamente tra l'1% e il 2% di ossigeno dall'aria, con la quale non potrebbe garantire la sua sussistenza (Ernstene & Volk, 1932).

Insetti

Negli insetti, lo scambio di gas attraverso la pelle tende ad essere generoso, ma non è la principale fonte di assorbimento di ossigeno.

La maggior parte degli insetti assorbe ossigeno e rilascia anidride carbonica attraverso un tessuto noto come cuticola, che si trova nella parte più esterna dell'epidermide degli invertebrati.

Esistono alcune famiglie di insetti che non hanno un sistema respiratorio definito, quindi dipendono interamente dalla respirazione cutanea per trasportare l'emolinfa (simile al sangue negli insetti) dalla superficie del corpo ai tessuti interni.

La maggior parte degli insetti terrestri utilizza un sistema di trachea per effettuare lo scambio di gas. Tuttavia, negli insetti acquatici ed endoparassiti, la respirazione cutanea è vitale, poiché il loro sistema tracheale non può fornire da solo l'ossigeno necessario (Chapman, 1998).

Pesci

La respirazione cutanea avviene in diverse specie di pesci marini e d'acqua dolce. Per la respirazione acquatica, i pesci richiedono principalmente l'uso di branchie.

Tuttavia, la respirazione cutanea rappresenta tra il 5% e il 40% dell'assorbimento totale di ossigeno dall'acqua, sebbene tutto ciò dipenda dalla specie e dalla temperatura dell'ambiente.

La respirazione cutanea è più importante nelle specie che prendono ossigeno dall'aria come i pesci che saltano o i pesci corallini. In queste specie, l'assorbimento di ossigeno attraverso la pelle rappresenta il 50% della respirazione totale.

Riferimenti

1. Bosch, DL (7 di 2 del 2016). Tutto ciò di cui hai bisogno è la biologia. Estratto da Come respirare senza polmoni, stile lissampibiano: allyouneedisbiology.wordpress.com.
2. Chapman, RF (1998). Respirazione cutanea. In RF Chapman, The Insects: Structure and Function (p. 452). New York: Cambridge University Press.
3. Ernstene, AC e Volk, MC (1932). L'effetto della congestione venosa sul tasso di eliminazione dell'anidride carbonica e sull'assorbimento di ossigeno. The Journal of Clinical Investigation, 387-390.
4. Feder, ME e Burggren, WW (1985). Scambio gassoso cutaneo nei vertebrati: struttura, modelli, controllo e implicazioni. Recensioni biologiche, 1-45.
5. Jabde, PV (2005). Respriation. In PV Jabde, Libro di testo di fisiologia generale (p. 112). Nuovo Dehli: Discovery Publishing House.
6. Marshall, PT (1980). Respriation, scambio di gas e trasporto. In PT Marshall, Physiology of Mammals and Other Vertebrates (pp. 88-89). New York: Cambridge University Press.
7. Zahn, N. (24 di 8 del 2012). Ottenuto da Salameandering Into Cutaneous Respiration: iheartungulate.com.