dilluns, de maig 03, 2010

Respirar

Una de les icones de la evolució és aquell moment en que un animal va decidir sortir de l’aigua i endinsar-se en terra ferma. Acostumen a dibuixar-ho com una mena de peix amb potes, meitat amfibi, meitat rèptil, abandonant una platja envoltada de pins i falgueres i caminant amb dificultat cap a l’interior del bosc.

Naturalment, aquesta imatge és un disbarat i el pas a terra ferma va requerir molt temps i petits avenços. Estades inicials molt curtes que mica a mica s’anirien allargant. Però el més erroni del concepte clàssic és que fa pensar que aquesta colonització va passar una vegada. I en realitat va tenir lloc en moltes ocasions!

De fet, pràcticament tots els grans grups d’animals van tenir alguns representants que, al llarg de l’evolució van abandonar el medi aquàtic per conquerir el terrestre. Insectes, equinoderms, cucs, i, és clar, vertebrats, van intentar fer el pas en diferents ocasions i fent servir estratègies diferents.

El motiu és raonable. A l’aire hi ha molt més oxigen que no pas el que es troba dissolt a l’aigua. Tant oxigen facilita el metabolisme i permet tenir molta més activitat. Disposem de més energia si obtenim l’oxigen de l’aire que si ho fem de l’aigua. Per això, el primer pas van ser animals que tot i viure a l’aigua se les van enginyar per trobar la manera d’obtenir una dosi extra d’oxigen a partir de l’aire. Hi ha peixos que treuen el cap per respirar aire. No ho fan com nosaltres és clar, però ho fan. Altres organismes capten l’oxigen a través de la pell, de la boca, de les brànquies, de l’estómac i fins i tot hi ha holotúries (els cogombres de mar) que el capten per la cloaca. Això de respirar pel cul fa gràcia, però també hi ha vertebrats, com algunes tortugues de mar que ho fan en part. Tenen pulmons, però també capten una part de l’oxigen a partir de l’aigua que fiquen per la cloaca.

Mica a mica es van anar desenvolupant estructures que permetien captar l’oxigen amb més eficàcia i que permetien alhora augmentar les estades fora de l’aigua. Però això portava molts problemes. Normalment pensem sempre en la falta de potes per caminar, però en realitat aquest era dels fàcils de resoldre. Els problemes reals, els de vida o mort eren per exemple, evitar morir deshidratat per dessecació. A l’aigua no hi ha problema de falta d’aigua, però a terra has de tenir un cos impermeabilitzat.

Però el principal problema té a veure amb una funció dels pulmons en la que normalment no hi pensem massa. Els pulmons els fem servir per captar oxigen de l’aire, cert. Però també, i igual d’important, per eliminar l’excés de CO2 que generem. I per un animal això és molt fàcil de fer dins l’aigua, però molt difícil quan surt a l’aire.

La manera d’aconseguir-ho va ser fer que els pulmons ventilessin. Que l’aire no parés quiet i fluís per la superfície on captem i eliminem els gasos. Això, i també aconseguir una superfície molt gran per fer aquest intercanvi. La manera va ser, en el nostre cas, anar plegant i replegant la cavitat pulmonar. Al final tenim uns pulmons fets per petites bosses, els alvèols, que omplim i buidem a cada inspiració. D’aquesta manera hem aconseguit que la superfície efectiva dels nostres pulmons sigui de més de 100 metres quadrats. Si fa no fa, com un camp de tenis. Amb això si que podem captar oxigen i, sobretot, eliminar CO2.

Tot i així, els dels mamífers no són dels més eficients. En eficiència pulmonar, les aus han aconseguit el primer lloc. Amb uns pulmons completament diferents dels nostres. Amb unes cambres que recullen l’aire i el després l’empenyen fent-lo circular per dins dels pulmons. Nosaltres mai podem buidar un pulmó del tot. Sempre queda un 25 % d’aire dins, de manera que l’aire que fem servir sempre està una mica “viciat”. Les aus en canvi, fan passar pel pulmó aire totalment fresc cada vegada que respiren.

I de maneres de respirar n’hi ha moltes més. Els insectes tenen uns petits forats , anomenats tràquees, a la superfície de la cutícula que segueixen en uns petits canals per on porten l’aire directament cap a l’interior del cos. Així l’aire arriba directament a les cèl·lules. Això, però limita la mida que poden adquirir.

Realment, passar del medi aquàtic al terrestre era una gran oportunitat. Un territori enorme per conquerir i unes fonts d’energia molt més riques. Però els reptes també van ser formidables. Per això és interessant veure com la vida va afrontar-ho tantes vegades i de tantes maneres diferents.

8 comentaris :

XeXu ha dit...

I mira, perquè avui plou, però amb la calor que començava a fer aquests dies, aquest estiu tots tornarem cap a l'aigua altre cop. Però em sembla que ni allà podrem respirar...

Carquinyol ha dit...

Hi ha processos que fins que no comences a analitzar-le detalladament, com fas avui a l'article, no veus la seva extraordinària complexitat.

Ara bé, m'ha fet gràcia això de "respirar per la cloaca"... potser algún dia podrem demostrar que hi ha 'espècimens' que pensen amb aquella part de l'anatòmia...

Thera ha dit...

A mi de vegades m'angoixa ser massa conscient de l'acte de respirar... Millor deixar-los fer al seu ritme als pulmons? Tot i que respirar 'aire pur' també és tot un petit plaer...

Clidice ha dit...

imagino que la imatge que ens parles que veiem sempre quan el peix surt de l'aigua és una reducció, però d'alguna manera ens ha marcat molt l'imaginari. Ara, difícilment podríem pensar que va passar res diferent (com allò del món en 6 dies, per exemple). Per un moment m'he angoixat pels meus pulmons, però no, tot com cal, no són d'un ocell però van fent :)

copepodo ha dit...

Muy bien explicado, y muy bien hecho el énfasis en que hubo muchos organismos que dieron el "salto a tierra" (empezando por las plantas) y tuvieron que aprender a superar los mismos desafíos. Los vertebrados fuimos en esto un poco a remolque, ya que en tierra firme ya había bosques y artrópodos poblándolo.

Una cuestión que a mí me gusta especialmente sobre este tema es que los pulmones de los vertebrados (incluyendo los de las aves) son bastante "perezosos": debido a la sobreabundancia de oxígeno, ningún sistema respiratorio de vertebrado terrestre ha llegado a superar nunca la eficacia de las branquias de los peces, ya que no les hacía falta.

Saludos

Panerot ha dit...

Un post molt inspirador, "commme d'habitude". Amb el teu permís, serà ràpidament imprés, fotocopiat i repartit entre els alumnes de 1r de Batxillerat.

Una cosa que m'agrada comentar amb els alumnes és el fet que els pulmons, al contrari que d'altres òrgans (com ara l'estòmac, els budells, l'úter o els propis bronquis), no tenen una gran capa de muscul llis. Això fa que, per omplir-se i buidarse "depenenguin" de la musculatura esquelètica adjacent (especialment del diafragma i dels intercostals). I els faig recordar que la musculatura és de contracció voluntària. Podem regular més o menys voluntàriament les nostres inspiracions (hi ha "cursets de respirar"), però no podem controlar la velocitat amb que movem els budells.

Gràcies de nou.

Dan ha dit...

XeXu. però reconec que en tinc unes ganes d'anar mig asfixiat de calor... Quan s'acabarà aquest mal temps!!!1

Carquinyol. Ti pots posar dempeus que n'hi ha molts que fan servir el cul per pensar.

Thera. Massa consscient no, però una mica conscient de la respiració si que es agradable.

Clidice. De fet, mai pintent com ho van fer les primeres plantes per sortir de l'aigua. O els primers insectes. I també els devia costar lo seu.

copepodo. Si es que quando vives en la abundancia te relajas i te vuelves perezoso. Aunque si aumentase mucho nuestra eficiencia igual andaríamos siempre demasiado "oxidados".

Panerot. A disposar. cap problema.

Cultura Pràctica ha dit...

Tenia aquesta entrada pendent. Fantàstica reflexió sobre la respiració. Molt bén escrit i resumit. M'ha agradat molt la puntualització de la importància d'eliminar el CO2, que jo faig tant sovint als meus alumnes de Secundària. I també el comentari sobre els vegetals, els grans oblidats...