Respirazione nei molluschi

 
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Premessa

La respirazione e’ quel processo mediante il quale gli organismi viventi procurano ossigeno ed eliminano anidride carbonica. Questi gas fondamentali vengono veicolati in un liquido organico (chiamato sangue ad esempio per i mammiferi) per procedere al loro scambio con l’ambiente esterno e con i tessuti. Mediante appositi organi, che si dicono respiratori, questo processo può avvenire in sinergia con un determinato tipo di circolazione, la quale si manifesta in tutti gli organismi viventi. La funzione della respirazione e’ quella di apportare alle cellule ossigeno che, attraverso le reazioni della respirazione cellulare ed in concomitanza di altre molecole (nutrienti), permette la produzione di energia. Mediante tale processo, l’organismo libera anidride carbonica derivante dai complessi processi chimici.

Il fenomeno della diffusione

Il passaggio dei gas all’interno degli organismi e’ basato sul fenomeno della diffusione (v. Legge di Henry), con il quale l’ossigeno e/o l’anidride carbonica passano da una zona in cui e’presente in maniera massiccia, ovvero dove vi e’ una pressione parziale maggiore (l’ambiente esterno e/o i tessuti), ad una zona in cui è meno abbondante (nei tessuti vi è pressione parziale di ossigeno minore in quanto lo stesso consumato).

Per diffondere attraverso l’organismo, i gas devono trovarsi costantemente in soluzione, pertanto le superfici respiratorie dei viventi devono essere mantenute umide. Negli animali terrestri questa condizione avviene mediante la produzione di secrezioni, negli animali acquatici non vi è alcuna problematica in quanto questi già viventi in acqua. Inoltre è importante ricordare che la quantità di gas che si diffonde in unità di tempo è proporzionale alla superficie di scambio; di conseguenza gli organismi pluricellulari possiedono strutture respiratorie spesso molto complesse come lo sono le branchie in molti organismi acquatici.

Tecniche di respirazione

Molti organismi hanno sviluppato diverse tecniche per incrementare la funzione della diffusione; nei mammiferi (organismi più evoluti) è nota la funzione dell’emoglobina, nei molluschi (phylum molto vasto e differenziato) sono vari gli adeguamenti ed i comportamenti raggiunti nel corso dell’evoluzione. In molti organismi marini come i poriferi e i celenterati, la respirazione è confortata da un movimento meccanico, ritmico ed alternato dei rispettivi organi respiratori, di solito semplificati, come cellule cigliate. In altri, la natura ha escogitato una soluzione più evoluta: quella di legare chimicamente l’ossigeno mediante particolari molecole, dette anche pigmenti respiratori. Ciò avviene negli animali che posseggono un fluido circolante nel quale si trova il pigmento deputato. In alcuni molluschi, come polpi e calamari, e artropodi, si trova il pigmento emocianina, in altri addirittura l’emoglobina.Nell’ambiente acquatico risulta molto più difficoltoso per gli organismi procurarsi l’ossigeno sufficiente alle normali condizioni metaboliche, rispetto ad altri che vivono in atmosfera. Difatti la concentrazione di ossigeno in un litro d’acqua è mediamente ridotta del 5% rispetto a quella che si può trovare in atmosfera. Inoltre le caratteristiche proprie dell’acqua né fanno un fluido decisamente più denso rispetto all’aria. Poi ci sono caratteristiche proprie degli ambienti acquatici, quali la salinità, le correnti, il moto ondoso, le quali cambiano sensibilmente la quantità di ossigeno disciolta, comportando per certi animali maggior dispendio di energia durante la respirazione.

Classificazione dei molluschi

I molluschi hanno avuto un notevole successo ecologico ed evolutivo, come dimostra il fatto che sono rappresentati in tutti gli habitat, sebbene raggiungano il massimo della diversità biologica nell’ambiente marino. Gli stessi (animali dal corpo molle, invertebrati) vengono distinti nelle sette classi Monoplacofori, Placofori, Aplacofori (queste tre classi vengono spesso riunite sotto la denominazione di Anfineuri), Gasteropodi, Scafopodi, Bivalvi, Cefalopodi.

Morfologia dei molluschi

I molluschi (i quali sono compresi in circa 120.000 specie) possiedono una morfologia molto diversificata. Tuttavia presentano alcune parti omologhe (in quanto discendenti da unici progenitori, i Metazoi) che permettono di identificare in essi un piano di organizzazione comune. Possiedono uno o più piedi (organo di locomozione) o ne tengono traccia, portano sul dorso un mantello (pallio) che racchiude spesso cavità e mostrano in alcuni casi o stadi una conchiglia calcarea. Tranne che nei cefalopodi, l’apparato circolatorio è aperto in una serie di lacune celomatiche delle quali uno si dice cavità pericardica. Uno o due atri cardiaci ricevono il sangue da una o più branchie situate nella cavità del mantello, nella quale sono irrorate da una corrente d’acqua di percorso variabile. Vivono in acque marine, dolci e salmastre; alcune specie sono adatte all’ambiente subaereo (polmonati).

Non dimentichiamo infatti che non tutti i molluschi sono animali acquatici. Difatti le lumache di terra rientrano nello stesso phylum ma hanno dovuto adattarsi a condizioni ben più favorevoli alla respirazione. In questo caso, questi organismi secernono un muco denso che ricopre tutto il corpo, oltre agli organi respiratori racchiusi in un polmone.clip image001 300x235 Respirazione nei molluschi

 

Nella maggior parte dei molluschi, ad esempio nei cefalopodi, nei bivalvi (o lamellibranchi) e nei gasteropodi i processi respiratori avvengono a livello di organi branchiali specializzati, detti ctenidi, che sporgono nella cavità del mantello e quindi si trovano sempre immersi nell’acqua. Nei gasteropodi polmonati come chiocciole e lumache si trova invece una sorta di polmone, formato dal tessuto del mantello, il quale si trova all’interno di una cavità corporea ed in comunicazione con l’esterno mediante una piccola apertura (pneumostoma). A differenza di quello tipico dei mammiferi e dell’uomo, questo è un organo statico nel quale lo scambio dei gas avviene mediante il medesimo principio di diffusione.

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Ma non tutti i molluschi respirano attraverso organi comunque compresi nel mantello. Ad esempio i nudibranchi lo fanno attraverso branchie raccolte in ciuffi branchiali fluttuanti e variopinti, i quali possono essere retratti dall’animale stesso.

Nelle differenti specie esistono quindi ulteriori differenziazioni a livello anatomico, anche a scapito di altre parti del corpo. Ad esempio nei lamellibranchi o bivalvi le branchie sono molto sviluppate mentre il piede (organo locomotore) sensibilmente ridotto se non atrofizzato. Differenziazioni nelle varie classi

Nei monoplacofori, uno dei gruppi più primitivi, attualmente rappresentati da un solo genere marino, NeopilinaGalathea, gli organi branchiali sono numerosi e disposti in file sui lati del corpo.

Nei poliplacofori, animali esclusivamente marini, caratterizzati da un corpo appiattito e protetto da ben otto piastre calcaree, le branchie sono disposte nella cavità palliale. V. Chitone olivaceo (Chiton Olivaceus)

Analogo discorso per gli aplacofori, privi di conchiglia e simili a vermi, che vivono in acque libere; mostrano una camera posteriore che racchiude due branchie piumose.

Nei gasteropodi, la classe forse piu’ differenziata ed adattata a tutti gli habitat sono presenti organi branchiali come nel caso della classe degli opistobranchi od un polmone, come in quella (appunto) dei polmonati. Alcuni membri rappresentativi possono essere la chiocciola e la limaccia. V. Patella (Patella sp.), Flabellina Lilla (Flabellina Affinis)

 

 

 

 I Bivalvi, classe costituita da organismi acquatici filtratori, la conchiglia è suddivisa in due metà e la presenza di branchie lamellari a livello cutaneo è massiccia ed evidente. Negli organi branchiali risiedono anche funzioni alimentari. V. Cozza (mytilus galloprovincialis), Cappasanta (Pecten Jacobaeus)

 

 

 

I cefalopodi, rappresentano la classe più evoluta ed hanno in alcuni casi ridotto ad una lastra sottile la conchiglia. Anch’essi presentano gli organi branchiali al di sotto del mantello. V. Seppia (Sepia Oficinalis), Calamaro (Loligo Vulgaris).

 

Gli scafopodi, caratterizzati da una conchiglia avvolgente e tubolare, vivono infossati nella sabbia dei fondali. La cavita’ della conchiglia superiore (così come quella inferiore) è aperta e consente l’ingresso dell’acqua nel tubo palleale dove sono posizionate le branchie.

 

 

 

 

 

 

 

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