Respiration trachéale chez les animaux

L’acte de respirer est quelque chose que tous les êtres vivants partagent, puisque cet échange de gaz entre l’environnement et le corps lui-même permet la vie. En parlant de respiration, plusieurs types se différencient, certains très éloignés du mécanisme pulmonaire typique. Par exemple, on peut citer la respiration trachéale chez les animaux.

Ce type de respiration est mal connu et, néanmoins, c’est l’un des plus répandus dans le règne animal. Puisque c’est celui utilisé par les insectes (parmi d’autres invertébrés). Il est typique des très petits animaux, car il a ses limites. Voyons en quoi consiste ce système respiratoire.

Qu’est-ce que la respiration trachéale chez les animaux?

La respiration trachéale chez les animaux se fait à travers diverses ouvertures dans leur corps. Ceux qui la pratiquent n’ont pas un grand système respiratoire, comme c’est le cas lors de la respiration pulmonaire. Mais la respiration peut être effectuée le long de sa surface. Cela offre un grand avantage, car cela facilite grandement l’arrivée d’oxygène à toutes les cellules du corps.

Lorsqu’il s’agit de petits invertébrés -ou ceux qui sont à une période de faible activité où le besoin en oxygène est moindre-, ce gaz va pénétrer dans le corps de l’animal par sa peau par diffusion. Le mécanisme est considéré comme un système passif.

Au contraire, si l’invertébré est gros ou a besoin de plus d’air – par exemple en vol – l’animal devra ventiler pour que l’air passe dans son corps par les stigmates (pores) présents dans sa peau. Ce système est actif, contrairement au précédent.

Système respiratoire trachéal chez les animaux

Pour mieux comprendre le système respiratoire trachéal chez l’animal, l’idéal est de connaître les 3 éléments fondamentaux qui le composent et sa mission ou son fonctionnement.

Il y a d’abord les stigmates, des pores ronds qui ont plus d’un système de fermeture et peuvent être répartis dans le corps de différentes manières. Grâce à eux, l’air pénètre dans le corps.

L’élément suivant est la trachée, qui consiste en un tube creux à travers lequel passe l’air. Toute la trachée a un tissu perméable aux gaz et peut avoir de petites chambres dans lesquelles stocker l’oxygène. Cela est vraiment utile pour le vol.

Enfin, l’air traverse la trachée jusqu’à son extrémité, d’où naissent les trachéites. Ce sont de fines branches qui permettent aux gaz d’être transportés vers les cellules du corps.

Échanges gazeux dans la respiration trachéale

La respiration des arthropodes à trachée, parmi lesquels des insectes, est un mécanisme discontinu dans de nombreux cas. Cela implique que les pores à travers lesquels ces êtres respirent soient fermés. De sorte que seul l’air qui se trouve dans le système trachéolaire soit celui qui fera face aux échanges gazeux.

Sans surprise, l’air limité à l’intérieur de l’animal diminuera à mesure que le dioxyde de carbone augmentera. À un certain moment, les stigmates commencent à s’ouvrir et à se fermer en continu, ce qui provoque la libération de CO2 de manière fluctuante. Ensuite, ils s’ouvriront complètement, permettant la sortie complète du dioxyde de carbone et récupérant l’oxygène.

Limitations de la respiration trachéale

La principale limitation de la respiration trachéale est la taille du corps de l’animal, car il doit être petit. En effet, le manque d’organes volumineux et puissants – tels que les poumons – ne permet pas l’absorption de grandes quantités d’oxygène.

Par conséquent, si des insectes ou d’autres animaux à respiration trachéale se développaient, ils ne pourraient pas obtenir tout l’air dont ils ont besoin pour vivre et pourraient éventuellement mourir. La seule façon de survivre serait de vivre dans des atmosphères où la quantité d’oxygène est plus élevée.

Adaptations de la respiration trachéale chez les insectes aquatiques

Chez les insectes terrestres, la respiration trachéale est assez simple. Mais qu’arrive-t-il aux êtres aquatiques qui utilisent ce mécanisme ? Ils ne peuvent pas laisser leurs stigmates s’ouvrir sous l’eau. Car le liquide entrerait dans leur corps et dans de nombreux cas, ils mourraient.

La réponse réside dans les études d’experts, qui pointent du doigt les différentes structures qui permettent à certains invertébrés aquatiques d’échanger des gaz avec l’environnement.

Les stigmates fonctionnels

Ils sont présents dans le corps des larves de moustiques, par exemple. Ce sont des pores qui peuvent être ouverts ou fermés, selon le besoin. Dans cet exemple précis, ce que font les larves, c’est ramener la dernière partie de leur abdomen à la surface, ouvrir les pores de cette zone, obtenir de l’oxygène et s’immerger à nouveau.

Branchies trachéales

Elles gardent une similitude dans leur fonctionnement en ce qui concerne les branchies du poisson. L’eau pénètre dans les branchies trachéales, mais seul l’oxygène qu’elle contient continue son chemin vers le système trachéal et de là vers les cellules. Sur le plan physique, ces branchies sont généralement situées à l’arrière de l’abdomen de l’animal.

Branchies à bulles

Au sein de la respiration trachéale chez les insectes aquatiques, on trouve également les branchies à bulles. Dans cette possibilité, 2 types peuvent être différenciés :

• Incompressible ou plastron : l’animal remonte à la surface et obtient une bulle d’air qui fera office de trachée, lui permettant de prélever l’oxygène de l’eau grâce à elle. Une telle bulle peut être illimitée, puisqu’elle reste constamment de la même taille.
• Compressible : dans ce cas, la bulle que l’animal attrape à la surface va diminuer de taille s’il va très profondément ou s’il nage trop. Ce qui signifie qu’il remontera à la surface pour obtenir une nouvelle bulle.

Dans la variante incompressible, l’animal a des millions de poils hydrophobes dans une zone très spécifique et petite de son corps, dans laquelle cette bulle sera enfermée. Il n’en va pas de même avec les branchies à bulles compressibles.

Exemples de respiration trachéale chez les animaux

Certains des animaux qui utilisent la respiration trachéale pour survivre sont :

• Arachnides : tiques, scorpions, araignées ou acariens en sont des exemples. Ils peuvent avoir des trachées et des filotrachées.
• Insectes : ces animaux invertébrés très communs, comme les fourmis, les coléoptères, les abeilles ou les guêpes. Qui ont 6 pattes et qui peuvent vivre dans les écosystèmes terrestres et aquatiques et utilisent également la respiration trachéale.
• Myriapodes : semblables aux insectes mais avec beaucoup plus de pattes. Les exemples sont les symphyles, les pauropodes, ou les mille-pattes.
• Onychophores : connus sous le nom de vers veloutés, ils ont de nombreuses paires de pattes, en plus des griffes, et sont de forme allongée.

Comme vous pouvez le constater, la respiration trachéale est la preuve évolutive que même les êtres vivants les plus “apparemment simples” portent des systèmes très complexes. Grâce à elle, de nombreux invertébrés sont capables de transporter l’oxygène vers leurs cellules et de survivre.