Apparato respiratorio: differenze tra le versioni

L'apparato respiratorio degli uccelli differisce significativamente da quello dei mammiferi. Gli uccelli hanno polmoni rigidi che non si espandono e si contraggono durante il ciclo [[Respirazione|respiratorio]]. Sono dotati di un ampio sistema di [[sacchi aeriferi]] distribuiti nel corpo che agiscono come un soffietto: aspirano l'aria ambientale nelle sacche e la espellono dopo che è passata attraverso i polmoni.<ref name=":1">{{Cita libro|nome=Campbell, Neil A.,|cognome=1946-2004.|titolo=Biology|url=https://www.worldcat.org/oclc/20352649|edizione=2nd ed|data=1990|editore=Benjamin/Cummings Pub. Co|città=Redwood City, Calif|pp=836–844|OCLC=20352649|ISBN=0805318003}}</ref> Gli uccelli non hanno [[Muscolo diaframma|diaframma]] o [[Pleura|cavità pleuriche]]. L'inalazione e l'espirazione sono effettuate aumentando e diminuendo il volume dell'intera cavità toracico-addominale usando i muscoli addominali e costali.<ref name=":2">{{Cita web|url=http://www.people.eku.edu/ritchisong/birdrespiration.html|titolo=Bird Respiratory System|autore=Gary Ritchison|sito=www.people.eku.edu|editore=Eastern Kentucky University|accesso=2017-11-24}}</ref><ref>Storer, Tracy I.; Usinger, R. L.; Stebbins, Robert C.; Nybakken, James W. (1997). ''General Zoology'' (sixth ed.). New York: McGraw-Hill. pp. 752–753. <nowiki>ISBN 0-07-061780-5</nowiki></ref><ref>Romer, Alfred Sherwood (1970). ''The Vertebrate body'' (Fourth ed.). Philadelphia: W.B. Saunders. pp. 323–324. <nowiki>ISBN 0-7216-7667-7</nowiki></ref> I polmoni degli uccelli sono più piccoli di quelli di mammiferi di uguali dimensioni, mentre le sacche d'aria rappresentano il 15% del volume totale del corpo.<ref>{{Cita libro|nome=Whittow, G. Causey,|cognome=1930-|titolo=Sturkie's avian physiology.|url=https://www.worldcat.org/oclc/43947653|edizione=5th ed.|data=2000|editore=Academic Press|OCLC=43947653|ISBN=9780127476056}}</ref> Durante l'[[Respirazione|inspirazione]] i muscoli attaccati alle costole vertebrali si contraggono in avanti e verso l'esterno, aumentando sia il diametro verticale che trasversale della porzione toracica del tronco.<ref name=":2" /> L'aumento di volume dell'intera cavità del tronco riduce la pressione dell'aria in tutti i sacchi toracico-addominali, facendoli riempire d'aria. Durante l'espirazione il muscolo obliquo esterno inverte il movimento inalatorio: comprime il contenuto addominale, aumentando la pressione in tutte le sacche d'aria. L'aria viene quindi espulsa dall'apparato respiratorio e avviene l'[[espirazione]].<ref name=":2" /> Durante l'inalazione l'aria entra nella [[trachea]], attraverso le narici e la bocca e continua fino alla [[siringe]], dove la trachea si dirama in due bronchi, che continuano fino al polmone. Le estremità dei bronchi intrapolmonari scaricano aria nelle sacche d'aria posteriori all'estremità caudale dell'uccello.<ref name=":2" />

L'ossigeno è scarsamente [[Solubilità|solubile]] in acqua, per questo i pesci hanno sviluppato le [[Branchia|branchie]], organi specializzati contenenti filamenti che si dividono ulteriormente in lamelle . Le lamelle contengono una rete [[capillare]] dotata di pareti sottili e fitte che fa si che una grande superficie di scambio venga messa a contatto con i grandi volumi di acqua circostante.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=James D.|cognome=Newstead|data=1967-09-01|titolo=Fine structure of the respiratory lamellae of teleostean gills|rivista=Zeitschrift für Zellforschung und Mikroskopische Anatomie|volume=79|numero=3|pp=396–428|lingua=en|accesso=2017-11-25|doi=10.1007/BF00335484|url=https://link.springer.com/article/10.1007/BF00335484}}</ref> Le branchie usano un sistema di [[Scambio in controcorrente|scambio controcorrente]] che aumenta l'efficienza di assorbimento dell'ossigeno dall'acqua.<ref>{{Cita libro|nome=Campbell, Neil A.,|cognome=1946-2004.|titolo=Biology|url=https://www.worldcat.org/oclc/20352649|edizione=2nd ed|data=1990|editore=Benjamin/Cummings Pub. Co|pp=836-838|OCLC=20352649|ISBN=0805318003}}</ref><ref name=":3">{{Cita pubblicazione|nome=George M.|cognome=Hughes|titolo=Morphometrics of fish gills|rivista=Respiration Physiology|volume=14|numero=1-2|pp=1–25|accesso=2017-11-25|doi=10.1016/0034-5687(72)90014-x|url=https://doi.org/10.1016/0034-5687(72)90014-x}}</ref><ref name=":4">{{Cita libro|nome=Storer, Tracy I. (Tracy Irwin),|cognome=1889-1973.|titolo=General zoology|url=https://www.worldcat.org/oclc/4194950|edizione=6th ed|data=1979|editore=McGraw-Hill|pp=668-670|OCLC=4194950|ISBN=0070617805}}</ref> L'acqua ossigenata fresca introdotta attraverso la bocca viene pompata ininterrottamente attraverso le branchie in una direzione, mentre il sangue delle lamelle scorre nella direzione opposta, creando un flusso controcorrente di sangue e acqua.<ref name=":4" /> L'acqua viene aspirata attraverso l'apertura della bocca e la chiusura dell'opercolo (copertura della branchia). Contemporaneamente le camere branchiali si allargano, producendo una pressione inferiore rispetto a quella della bocca, facendo scorrere l'acqua sulle branchie.<ref name=":4" /> Nel mentre, nella cavità orale vengono chiuse le valvole orali passive, che impediscono il reflusso di acqua dalla bocca.<ref name=":4" /><ref>{{Cita libro|nome=Romer, Alfred Sherwood,|cognome=1894-1973.|titolo=The vertebrate body|url=https://www.worldcat.org/oclc/60007175|edizione=5th ed., shorter version|data=1978|editore=Saunders|OCLC=60007175|ISBN=003910284X}}</ref> L'acqua dalla bocca passa nelle camere branchiali, che si contraggono svuotandosi attraverso le aperture opercolari. Il sangue nei capillari lamellari scorre nella direzione opposta a quella dell'acqua, e perciò il flusso controcorrente mantiene un [[gradiente di concentrazione]] costante per l'ossigeno e l'[[anidride carbonica]] lungo l'intera lunghezza di ciascun capillare. L'ossigeno è quindi in grado di diffondersi continuamente nel sangue, secondo il suo gradiente, mentre l'anidride carbonica viene rilasciata nell'acqua.<ref name=":3" />

La respirazione delle piante è limitata dal processo di diffusione. Le piante usano il [[Anidride carbonica|biossido di carbonio]] nel processo di fotosintesi ed eliminano l'ossigeno gassoso come rifiuto. La fotosintesi usa gli [[Elettrone|elettroni]] degli atomi di [[carbonio]] per depositare l'energia ottenuta dalla [[Radiazione solare|luce solare]].<ref>Stryer, Lubert (1995). "Photosynthesis". ''In: Biochemistry'' (4ed.). New York: W.H. FreeMan and Company. pp. 653–680. <nowiki>ISBN 0 7167 2009 4</nowiki>.</ref> Le piante assorbono [[anidride carbonica]] attraverso dei buchi, detti [[Stoma|stomi]], che possono aprirsi e chiudersi e che si trovano sulla parte inferiore delle loro foglie o su altre parti della pianta. La maggior parte delle piante richiede [[ossigeno]] per i processi [[Catabolismo|catabolici]].