Evolução e Funções dos Sistemas Digestivo e Respiratório

Evolução do Sistema Digestivo

Organismos primitivos com digestão extracelular tinham nutrição onde as partículas do alimento chegavam ao trato gastrointestinal, onde ocorria a sua digestão e absorção. O sistema digestivo possuía uma única abertura, que servia como boca e ânus.

Em nematóides, apareceram duas aberturas: a boca, para a ingestão de alimentos, e o ânus, para a egestão.

A nutrição de macrófagos exigiu o desenvolvimento de estruturas especializadas para a ingestão, como garras ou dentes, além de um músculo capaz de gerar movimentos peristálticos para empurrar o alimento ao longo do trato digestivo.

Além disso, houve uma série de mudanças que ajudaram a aumentar a eficiência do aparelho digestivo:

• Um aumento das dobras do aparelho digestivo, especialmente no intestino.
• Diferenciação de diferentes áreas com funções distintas, graças ao aparecimento de esfíncteres.
• Aumento da área de absorção através das dobras da mucosa.

Intestino Grosso

O intestino grosso possui maior diâmetro que o intestino delgado, sendo também chamado de intestino grosso, e é separado deste pela válvula ileocecal.

Sistema Respiratório

Definição de Respiração

O termo "respiração" é aplicado a dois processos biológicos distintos:

• Respiração Interna (ou Celular): É um processo de liberação química de energia para o qual a maioria dos organismos precisa de oxigênio.
• Respiração Externa: É um processo de troca de gases entre o organismo e o ambiente externo.

Respiração Traqueal

Esse tipo de respiração é característico de insetos e outros artrópodes terrestres. A troca gasosa acontece através de uma série de tubos, as traqueias.

As traqueias, por invaginações do tegumento, permitem que o ar entre por pequenos orifícios na superfície do corpo, chamados estigmas ou espiráculos. Os dutos traqueais diminuem de tamanho à medida que se ramificam, de modo que os mais finos (traquéolas) têm contato direto com as células, onde as trocas gasosas ocorrem por difusão.

Assim, não é necessária a existência de um sistema circulatório para o transporte de gases, e estes organismos não possuem um sistema circulatório que desempenhe essa função.

Ventilação Traqueal

A ventilação ocorre através de um sistema coordenado de abertura e fechamento dos estigmas, devido a contrações musculares.

Mecanismo de Difusão

A difusão é um fenômeno físico que ocorre devido à agitação molecular, pelo qual uma substância dissolvida é capaz de passar através de uma membrana que separa duas soluções. A taxa de difusão é proporcional à diferença de concentração de ambos os lados da membrana, bem como à superfície de separação das soluções.

Trocas Gasosas e Obtenção de Oxigênio

Animais precisam de oxigênio para a obtenção de energia nas células. O processo de realizar trocas gasosas entre o ambiente interno e o ambiente externo envolve a captura de oxigênio da atmosfera e a liberação de dióxido de carbono formado durante a respiração celular.

A troca de gases ocorre de maneira diferente em função do tamanho e complexidade do habitat animal.

Animais Simples e Respiração Cutânea

Nos animais mais simples, o O₂ dissolvido na água em que vivem passa por difusão para as células, e o CO₂ difunde-se na água da mesma maneira. Estes animais não possuem estruturas especializadas para a troca gasosa.

Animais que vivem em ambientes úmidos ou aquáticos obtêm oxigênio através da pele, ou seja, possuem respiração cutânea. Este tipo de respiração requer algumas características especiais, pois a troca gasosa ocorre através de toda a superfície do corpo. É essencial que a pele seja fina e permeável aos gases, que esteja constantemente molhada por uma descarga de muco e que tenha um ambiente interno situado muito próximo do exterior para receber o O₂ e transportá-lo para as células.

Estes animais são caracterizados por terem uma superfície de contato com o ambiente externo muito grande em proporção ao seu volume e por possuírem baixa atividade metabólica.

Estruturas Respiratórias Especializadas

À medida que a complexidade do animal aumenta, estruturas especializadas tornam-se necessárias para aumentar a eficiência do processo de difusão. Estas estruturas têm as seguintes características:

• Grande superfície de contato com o meio ambiente, através da qual ocorre a troca gasosa por difusão.
• Paredes finas e na face exterior banhadas por um líquido, onde o O₂ e o CO₂ podem dissolver-se e difundir-se. Uma superfície respiratória seca é fisiologicamente inútil. Em animais aquáticos, estas superfícies são banhadas pela água ambiental; em terrestres, por uma película de água.
• O fornecimento de oxigênio do ambiente externo pode ser mantido muito mais eficaz se o ar ou a água que o contêm dissolvido forem constantemente substituídos. Este tipo de fluxo é chamado de ventilação e maximiza a diferença de concentração (gradiente de difusão) através da superfície de troca.
• As estruturas utilizadas para ventilação variam de um órgão para outro, mas normalmente todas elas envolvem algum tipo de movimento muscular.
• Um sistema de transporte (sangue, hemoglobina) para assegurar a distribuição de O₂ e a coleta de CO₂.