Branquias: Definición, función y anatomía

¿Qué son las branquias?

Las branquias son una adaptación evolutiva de muchos animales acuáticos que les permite respirar eficazmente bajo el agua. Se pueden encontrar en peces, crustáceos, gusanos y moluscos.

¿Cuál es la función de las branquias?

Las branquias permiten el acto eficaz de intercambio de gases entre el agua y el tejido del animal. El agua entra en contacto con los filamentos, los capilares absorben oxígeno y se libera dióxido de carbono.

¿Qué son las branquias?

Los peces, crustáceos y muchos otros animales acuáticos necesitan intercambiar oxígeno y dióxido de carbono en el agua para sobrevivir. Son capaces de hacer esto con estructuras especializadas llamadas branquias. Las branquias, ubicadas directamente detrás de la cabeza del animal, son órganos esenciales para la supervivencia de estos animales.

Definición y etimología del término ”branquias”

Las branquias son un órgano esencial para que muchos animales acuáticos puedan sobrevivir. Incluso algunos gusanos, moluscos y algunos anfibios tienen branquias. Tienen apariencia plumosa y están cubiertos de muchos vasos sanguíneos pequeños. La gran oferta de buques favorece el intercambio de gases. Estos vasos son muy pequeños y se llaman capilares.

En los peces, las branquias están expuestas al agua. Las branquias se componen de tres partes principales: filamentos, espinas y arcos. Los arcos son el componente estructural de las branquias, los rastrillos evitan que entren desechos al pez a través de las branquias y los filamentos absorben oxígeno. El agua pasa por su boca y corre sobre los filamentos, que absorben oxígeno a través de los capilares. Luego, el oxígeno viaja por el cuerpo a través de la sangre, como en los mamíferos. Cuando la sangre regresa a través de los capilares, se libera dióxido de carbono y se absorbe oxígeno. Esto se conoce como intercambio de gases. Una placa ósea llamada opérculo protege las branquias y también es responsable de mantener la presión del agua cuando el pez no se mueve.

Los vertebrados pueden tener dos tipos de branquias: externas e internas. Muchos anfibios presentan branquias externas en algún momento de su vida. Las branquias externas sobresalen del animal e intercambian gases en el agua sin protección. Los ajolotes son un ejemplo de anfibio con branquias externas. En la mayoría de los peces se ven branquias internas y están protegidas por el cuerpo.

Los animales cartilaginosos, como los tiburones, tienen lo que se llaman hendiduras branquiales. Debido a que las hendiduras branquiales se abren directamente al agua, no tienen forma de controlar la presión del agua. Esto requiere que estén en constante movimiento, lo que se conoce como ventilación de ariete. Algunos tiburones y otros peces cartilaginosos como las mantarrayas tienen adaptaciones que les permiten permanecer inactivos durante un período de tiempo.

Los crustáceos como los cangrejos, los camarones y las langostas también tienen branquias para sobrevivir. Las branquias pueden estar ubicadas en la cavidad torácica (pecho) donde están protegidas, o en sus patas. Algunos crustáceos pueden pasar tiempo fuera del agua. Tienen adaptaciones especiales que les permiten respirar tanto dentro como fuera del agua. Las branquias se mantienen húmedas debido a las adaptaciones físicas, así como a sus comportamientos.

Las bolsas branquiales son otra forma en que algunos peces pueden respirar. Tanto los mixinos como las lampreas tienen bolsas branquiales ubicadas detrás de la cabeza. Debido al hecho de que se agarran toda la boca a lo que están consumiendo, no pueden introducir agua por la boca. Las bolsas branquiales son agujeros redondos que se abren directamente al agua. El agua se aspira a través de orificios alternos mediante músculos que cubren las paredes de las aberturas. A medida que los músculos se relajan, las bolsas se expanden, se aspira agua y se absorbe oxígeno.

Se desconoce la etimología u origen de la palabra branquia, en lo que respecta a los animales acuáticos. Se han hecho predicciones de que podría tener raíces danesas o escandinavas.

La razón biológica para tener branquias

El desarrollo de las branquias probablemente ocurrió antes de que evolucionaran los vertebrados.

Las branquias permiten a los peces, moluscos, anfibios y crustáceos respirar bajo el agua. No necesitan salir a la superficie para respirar como las ballenas. Esto les permite más libertad para vivir en diferentes ecosistemas. Permiten eficientemente el intercambio de gases entre oxígeno y dióxido de carbono.

La presencia de branquias también ayuda a estos animales acuáticos a poder absorber la mayor cantidad de oxígeno posible del agua. La concentración de oxígeno en la tierra es mucho mayor que en el agua. El aire tiene una concentración de 200.000 partes/millón de oxígeno, mientras que el agua tiene una concentración mucho menor de 4-8 partes/millón. Las branquias son eficientes para extraer oxígeno del agua. Esto los convierte en adaptaciones ventajosas.

Anatomía de las branquias en animales acuáticos

Los peces óseos, como el atún y la caballa, tienen branquias que se asemejan a hileras de crestas. Las estructuras de las branquias son los arcos, filamentos y rastrillos. Cada estructura juega un papel integral en el consumo de oxígeno.

Los peces con hendiduras branquiales tienen una composición ligeramente diferente. Estos animales tienen un esqueleto hecho de cartílago, en lugar de hueso. Los arcos branquiales son una extensión del esqueleto. Las hendiduras branquiales no tienen la protección de un opérculo. Algunas especies de peces cartilaginosos tienen espiráculos detrás de los ojos. Estos son pequeños agujeros que les permiten permanecer quietos y tener agua sobre sus branquias.

Las lampreas y los mixinos tienen sacos branquiales, que son agujeros a lo largo del costado de su cuerpo. Los sacos branquiales están controlados por músculos que recubren las paredes de los agujeros.

Algunos animales tienen branquias externas durante toda o parte de su vida. Los nudibranquios (babosas marinas) tienen branquias externas que suelen ser de colores brillantes y emergen de la espalda. Algunos crustáceos tienen branquias externas en el interior de las patas que parecen plumas. Algunos anfibios tienen branquias, como los ajolotes y los renacuajos.

La estructura de las branquias

Aquí entraremos en más detalle sobre cada estructura que conforma las diferentes branquias.

• Arco branquial: Se trata de una estructura dura que ayuda a exponer los filamentos branquiales al agua. Suelen tener forma curva.
• Branquiespinas: Las branquiespinas brindan protección al animal contra los desechos externos que podrían ingresar a la cavidad del cuerpo.
• Filamentos branquiales: son estructuras plumosas que se encuentran adheridas al arco branquial. Están cubiertos de pequeños vasos sanguíneos llamados capilares, donde se produce el intercambio de gases.
• Hendiduras branquiales: encontradas en peces cartilaginosos como tiburones y rayas, estas hendiduras se abren directamente al agua. No tienen opérculo ni protección como los peces óseos.
• Sacos branquiales: Ubicados en lampreas y mixinos, son agujeros a ambos lados del cuerpo detrás del ojo. Las paredes de los agujeros están cubiertas por músculos. A medida que los músculos se relajan, el saco se expande y entra agua. A medida que los músculos se contraen, el agua sale.

No todos los animales acuáticos tienen las mismas estructuras branquiales. Pueden tener algunas de las estructuras antes mencionadas, pero no todas.

La función de las branquias

Hemos mencionado cómo se produce el intercambio de gases cuando los vasos sanguíneos entran en contacto con el agua. Esto se conoce como difusión. Una vez que la sangre ha recorrido el cuerpo del animal y regresa a los filamentos, es rica en dióxido de carbono y pobre en oxígeno. El dióxido de carbono se difunde en el agua y el oxígeno se difunde a través de los capilares hacia la sangre pobre en oxígeno. La sangre, ahora rica en oxígeno, viaja a través del resto de los peces. La anatomía branquial es excepcionalmente importante con respecto a la difusión de gases.

Algunos peces, como ciertas especies de tiburones, no tienen forma de permanecer sedentarios y aún así el agua les baña las branquias. En este caso, estas especies deben estar siempre en movimiento. El agua entra por la boca y luego pasa por las branquias. Esto se conoce como ventilación ram.

¿Cómo respiran los cangrejos bajo el agua?

La ubicación de las branquias de un cangrejo y las estructuras circundantes le dan la capacidad de sobrevivir tanto dentro como fuera del agua. Las branquias de un cangrejo están ubicadas dentro de su cavidad torácica y tienen placas que pueden articularse alrededor de las branquias para optimizar la cantidad de agua que permanece a su alrededor. Los cangrejos también pueden almacenar agua en otros órganos, como la vejiga, la sangre y las bolsas de todo el cuerpo. El agua no sólo los mantiene húmedos, sino que también les proporciona oxígeno que difunde desde el aire.

Algunos cangrejos viven la mayor parte de su vida en la tierra y se sabe que beben agua del suelo. Cuando están fuera del agua, los cangrejos suelen encontrarse en lugares frescos y oscuros para evitar la evaporación del agua.