BRÂNQUIAS: CARACTERÍSTICAS, FUNÇÕES, TIPOS E IMPORTÂNCIA - BIOLOGIA - 2025

As guelras ou guelras são os órgãos respiratórios dos animais aquáticos, têm a função de efetuar as trocas de oxigênio entre o indivíduo e o meio ambiente. Eles aparecem desde formas muito simples em invertebrados, até estruturas complexas evoluídas em vertebrados, formadas por milhares de lamelas especializadas localizadas dentro de uma cavidade branquial ventilada por um fluxo contínuo de água.

As células exigem energia para funcionar, essa energia é obtida a partir da quebra de açúcares e outras substâncias no processo metabólico denominado respiração celular. Na maioria das espécies, o oxigênio do ar é usado para energia e o dióxido de carbono é expelido como resíduo.

Arcos branquiais de um pique europeu (Esox lucius). Por usuário: Uwe Gille, do Wikimedia Commons A maneira como os organismos realizam a troca de gases com seu ambiente é influenciada tanto pela forma do corpo quanto pelo ambiente em que vive.

Os ambientes aquáticos têm menos oxigênio do que os ambientes terrestres e a difusão do oxigênio é mais lenta do que no ar. A quantidade de oxigênio dissolvido na água diminui à medida que a temperatura aumenta e a corrente diminui.

As espécies menos evoluídas não requerem estruturas respiratórias especializadas para cumprir suas funções básicas. Porém, nos maiores, é vital ter sistemas de troca mais complexos, para que possam cobrir adequadamente suas necessidades metabólicas.

As brânquias são encontradas em invertebrados e vertebrados, podem ser roscadas, laminares ou arborescentes, dotadas de numerosos vasos capilares, e também os observamos interna ou externamente.

Existem animais que vivem no litoral, como moluscos e caranguejos, que são capazes de respirar ativamente com suas guelras na água e no ar, desde que sejam mantidos úmidos. Ao contrário de outros organismos aquáticos, que sufocam ao sair da água, apesar da abundância de oxigênio disponível.

Características gerais

A quantidade de oxigênio presente no ar é de aproximadamente 21%, enquanto na água está apenas 1% dissolvido. Essa variação forçou os organismos aquáticos a criarem estruturas como brânquias, destinadas exclusivamente à extração de oxigênio.

As guelras podem ser tão eficientes que atingem taxas de extração de oxigênio de 80%, três vezes maiores do que os pulmões humanos do ar.

Variedade de organismos aquáticos

Esses órgãos respiratórios se desenvolveram em uma grande variedade de organismos aquáticos, podemos encontrar diferentes tipos de brânquias em moluscos, vermes, crustáceos, equinodermos, peixes e até mesmo em répteis em determinadas fases do seu ciclo de vida.

Variedade de formas

Como consequência, variam muito em forma, tamanho, localização e origem, resultando em adaptações específicas em cada espécie.

Para os animais aquáticos mais evoluídos, o aumento de tamanho e mobilidade determinou uma maior demanda de oxigênio. Uma das soluções para esse problema foi aumentar a área das brânquias.

Os peixes, por exemplo, têm um grande número de dobras que são mantidas separadas umas das outras pela água. Isso lhes dá uma grande superfície de troca gasosa, o que lhes permite atingir sua eficiência máxima.

Órgãos sensíveis

As guelras são órgãos muito sensíveis, suscetíveis a lesões físicas e doenças causadas por parasitas, bactérias e fungos. Por esta razão, as brânquias menos evoluídas são geralmente consideradas externas.

Lesões

Nos peixes ósseos, as brânquias, diante das altas concentrações de poluentes químicos, como metais pesados, sólidos em suspensão e outras substâncias tóxicas, sofrem danos morfológicos ou lesões denominadas edema.

Eles causam necrose do tecido branquial e, em casos graves, podem até causar a morte do organismo devido à alteração da respiração.

Devido a essa característica, as guelras de peixes são frequentemente utilizadas pelos cientistas como importantes biomarcadores de contaminação em ambientes aquáticos.

Recursos

A principal função das brânquias, tanto para os organismos invertebrados quanto para os vertebrados, é realizar o processo de trocas gasosas do indivíduo com o meio aquático.

Como a disponibilidade de oxigênio na água é menor, os animais aquáticos devem se esforçar mais para capturar um determinado volume de oxigênio, o que representa uma situação interessante, pois significa que muito do oxigênio obtido será utilizado na busca de novos oxigênio.

O homem usa 1 a 2% do seu metabolismo quando em repouso para ventilar os pulmões, enquanto os peixes em repouso requerem aproximadamente 10 a 20% para ventilar as guelras.

As brânquias também podem desenvolver funções secundárias em certas espécies, por exemplo, em alguns moluscos estas foram modificadas para contribuir com a captura de alimentos, por serem órgãos que filtram continuamente a água.

Em diferentes crustáceos e peixes, também realizam a regulação osmótica da concentração de substâncias disponíveis no meio ambiente em relação ao organismo, encontrando casos em que são responsáveis ​​pela excreção de elementos tóxicos.

Em cada tipo de organismo aquático, as brânquias têm uma função particular, que depende do grau de evolução e da complexidade do aparelho respiratório.

Como eles funcionam?

Em geral, as guelras funcionam como filtros que retêm o oxigênio O ₂ encontrado na água, essencial para cumprir suas funções vitais, e expelem o gás carbônico CO ₂ residual que está presente no corpo.

Para conseguir essa filtração é necessário um fluxo constante de água, que pode ser produzido por movimentos das guelras externas nos vermes, por movimentos do indivíduo como realizados por tubarões, ou pelo bombeamento das focas em peixes ósseos.

A troca gasosa ocorre por meio da difusão por contato entre a água e o fluido sanguíneo contido nas guelras.

O sistema mais eficiente é chamado de fluxo contra-corrente, em que o sangue que flui através dos capilares branquiais entra em contato com água rica em oxigênio. É produzido um gradiente de concentração que permite que o oxigênio entre pelas placas das guelras e se difunda na corrente sanguínea, ao mesmo tempo que o dióxido de carbono se difunde para fora.

Se o fluxo de água e sangue estivessem na mesma direção, as mesmas taxas de absorção de oxigênio não seriam alcançadas, porque as concentrações desse gás se equalizariam rapidamente ao longo das membranas branquiais.

Tipos (externos e internos)

As guelras podem aparecer na parte externa ou interna do organismo. Esta diferenciação decorre principalmente do grau de evolução, do tipo de habitat onde se desenvolve e das características particulares de cada espécie.

Guelras externas

As brânquias externas são observadas principalmente em espécies de invertebrados pouco evoluídas e temporariamente nos primeiros estágios de desenvolvimento dos répteis, pois as perdem após sofrer metamorfose.

Axolotl mexicano (Ambystoma mexicanum). Por Alexander Baranov de Montpellier, França (.), Via Wikimedia Commons Esses tipos de guelras têm certas desvantagens, em primeiro lugar porque são apêndices delicados, são propensos a abrasões e atraem predadores. Em organismos que possuem movimento, eles dificultam sua locomoção.

Por estarem em contato direto com o meio externo, geralmente são muito suscetíveis e podem ser facilmente afetados por fatores ambientais adversos, como a má qualidade da água, ou pela presença de substâncias tóxicas.

Se as guelras estiverem danificadas, é muito provável que ocorram infecções bacterianas, parasitárias ou fúngicas que, dependendo da gravidade, podem levar à morte.

Guelras internas

As brânquias internas, por serem mais eficientes que as externas, ocorrem em organismos aquáticos de maior porte, mas possuem diferentes níveis de especialização dependendo da evolução da espécie.

Geralmente estão localizados em câmaras que os protegem, mas precisam de correntes que lhes permitam um contato constante com o ambiente externo para atender às trocas de gases.

Os peixes também desenvolveram calotas calcárias chamadas brânquias, que têm a função de proteger as brânquias, atuando como comportas que restringem o fluxo da água, além de bombear a água.

Importância

As guelras são essenciais para a sobrevivência dos organismos aquáticos, pois cumprem um papel indispensável para o crescimento das células.

Além de respirar e ser parte essencial do sistema circulatório, podem contribuir para a alimentação de certos moluscos, funcionar como sistemas excretores de substâncias tóxicas e ser reguladores de diversos íons em organismos tão evoluídos como os peixes.

Estudos científicos mostram que indivíduos que sofreram danos ao sistema respiratório branquial, têm desenvolvimento mais lento e são menores em tamanho, estão mais sujeitos a infecções e às vezes a lesões graves, que podem levar à morte.

As guelras têm conseguido adaptações aos mais diversos habitats e condições ambientais, permitindo o estabelecimento de vida em ecossistemas praticamente anóxicos.

O grau de especialização das brânquias está diretamente relacionado com a fase evolutiva da espécie, sendo definitivamente a forma mais eficiente de obtenção de oxigênio nos sistemas aquáticos.

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