No tienen pulmones pero han conquistado el mundo

De entre los animales terrestres, unos absorben el aire y lo expulsan (procesos que se llaman inspiración y espiración), como por ejemplo, el hombre y todos los animales terrestres que tienen pulmones; otros no toman el aire, pero viven y encuentran su alimento en tierra, como por ejemplo, la avispa, la abeja y los demás insectos. Llamo insectos a los animales cuyo cuerpo presenta segmentos, ya sobre la espalda, ya en ésta y en la barriga.

“Investigación sobre los animales” Aristóteles

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Aristóteles, entre sus muchos saberes, contaba con un gran conocimiento zoológico. De hecho, está considerado como el primer naturalista y bastante de lo que dejó escrito sobre algunos aspectos de la biología de los animales casi no ha sufrido modificaciones a lo largo de siglos. No obstante, aunque tuvo bastante acierto con la observación relativa a los insectos reproducida más arriba, su acierto no fue completo.

Los insectos no tienen pulmones. Esa es una de las características más singulares del grupo. Su aparato respiratorio consiste en un sistema traqueal. Es un sistema formado por un conjunto de invaginaciones o tubos que parten de sendos orificios en la superficie exterior y que penetran en el interior del organismo, a la vez que se van ramificando de forma progresiva. Cada uno de los tubos que parten de la superficia es una tráquea y conforme se van ramificando se convierten en traqueolas. El aire entra en la tráquea por el orificio exterior y va penetrando por las traqueolas; conforme se ramifican para dar lugar a nuevas traqueolas, éstas se hacen cada vez más delgadas, hasta el punto de que cada célula acaba recibiendo una traqueola, su traqueola. En la proximidad del punto de contacto con la célula, la traqueola contiene un pequeño volumen de líquido, que es en el que se disuelve el oxígeno que llegado procedente del exterior, y del que difundirá, de forma disuelta, a la célula en contacto con la traqueola.

Para completar la descripción del sistema hay que citar otros dos elementos. Por un lado -y este es el aspecto en que Aristóteles no acertó- en algunas especies, y gracias a una actividad muscular específica, puede haber una cierta actividad ventilatoria. Así pues, se puede considerar que en los insectos puede producirse una cierta inspiración, aunque no sea un rasgo general. Y por otro lado, son capaces de cerrar las tráqueas mediante unas estructuras denominadas espiráculos. El poder cerrar las tráqueas tiene su importancia, dado que permite evitar la evaporación del agua contenida en el fondo de las traqueolas de manera que no pierdan excesiva cantidad de agua de esa forma.

Hasta ahora no he aludido en ningún momento al sistema circulatorio, porque éste no desempeña ninguna función relacionada con la respiración en este grupo de animales. Así pues, el circulatorio y el traqueal son sistemas independientes, no interaccionan y, por ello, en lo relativo a estas cuestiones, los insectos constituyen una excepción entre los animales que tienen órganos diferenciados. Ahora bien, parece ser que el hecho de tener un sistema respiratorio tan singular obliga a estos animales a pagar un precio. Veamos en qué consiste ese precio.

hormiga gigante

Por simples razones de geometría del sistema traqueal, éste no permitiría proveer de oxígeno a todas las células de un organismo por encima de un cierto tamaño corporal. Así pues, el precio consiste en el tamaño máximo alcanzable por un insecto. Sin esa limitación el mundo no sería, seguramente, como lo conocemos e incluso, la especie humana ni siquiera hubiera llegado a aparecer en el planeta. ¿O podríamos acaso imaginar un planeta lleno de insectos de nuestro tamaño? Hemos podido ver insectos, avispas y hormigas gigantes, de ese tamaño en películas de ciencia ficción; resulta inquietante.

Pero analicemos la cuestión desde otro punto de vista. Toda esta historia no sería más que una anécdota sin demasiada importancia si no fuera por el hecho, en absoluto baladí, de que tanto por el número de especies, como por el número de individuos, los insectos son, con gran diferencia, el grupo animal más abundante. La mayoría de los animales son insectos y, por lo tanto, podemos decir, sin temor a equivocarnos, que la mayoría de los animales no necesitan un sistema circulatorio para que intermedie en todos los intercambios con el exterior, puesto que no interviene en el intercambio de gases respiratorios. Es, sin ninguna duda, otra forma de respirar.

7 Comentarios

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Dr. SiélDr. Siél

Ligado al tamaño limitado de los insectos debido a su sistema respiratorio, es interesante mencionar que la concentracion de oxígeno tambien parece ser un factor a tener en cuenta. Así, los registros fósiles indican que los mayores insectos (libélulas de 70 cm de envergadura) campaban a sus anchas a finales del período carbonífero, con unos niveles de O2 del 30% (frente al 21% actual).
Un saludo

SamuelSamuel

Sin ánimo de resultar pedante ni nada por el estilo, hay un fallo en lo de “inspirar y expirar”
Expirar es acabar con la vida o con un período de tiempo
Espirar es el verbo que se debe usar, ya que significa expulsar el aire

Por lo demás un artículo muy interesante

AntonioAntonio

¿Realmente el tamaño de los insectos está limitado por el sistema traqueal o éste último es un efecto en vez de una causa? ¿No será más bien el exoesqueleto el que los limita? Al fin y al cabo, los crustáceos desarrollaron branquias sin problemas.

Juan Ignacio Pérez

En primer lugar, creo que no es fácil valorar causas y efectos en un proceso evolutivo. Cuando así lo hacemos, en cierto modo, simplificamos. Es lo que tiene el no basar lo que sostenemos en experimentos en los que aislamos factores. Por otro lado, el tamaño de un animal (o, si se quiere, el tamaño máximo que puede alcanzar un ejemplar de una especie) tiene otros condicionantes aparte de los puramente “anatómicos” o “geométricos”. En muchas especies el tamaño tiene que ver con el tipo de ciclo de vida que se ha seleccionado, y ese es un factor que, a su vez, depende de factores ecológicos, principalmente.
Pero dicho lo anterior, que es una cautela de carácter general, el ejemplo de los crustáceos nos puede servir. Es posible que el exoesqueleto suponga una limitación, no digo que no; es más, tiene mucho sentido, pero dudo que lo sea mayor que el sistema traqueal. Mira este crustáceo: http://en.wikipedia.org/wiki/Japanese_spider_crab No creo que haya ningún insecto tan grande.
Lo de que el sistema traqueal impone un límite físico y que ese límite depende de la concentración atmosférica de oxígeno (véase el primer comentario de esta secuencia) lo he leído en alguno de los textos de fisiología que manejo. No pretendo con esto invocar ningún principio de autoridad, es sólo que yo no sabría hacer los cálculos; quiero decir que, al parecer, alguien los ha hecho y ha llegado a esa conclusión.

Milú el BárbaroMilú el Bárbaro

Recuerdo haber hecho algún tipo de cálculo de éste tipo en la asignatura de libre “Física en la Ciencia Ficción”, del amigo Sergio Palacios :)
Había algo de física detrás de todo esto!

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