¿Qué son las branquias y cómo funcionan en los animales acuáticos?

En este artículo exploraremos la naturaleza, la estructura anatómica y la diversidad de las branquias, los órganos especializados que permiten a numerosos organismos extraer el oxígeno disuelto en el medio acuático y expulsar el dióxido de carbono.

¿Qué son exactamente las branquias y cuál es su función principal?

Las branquias o agallas son los órganos respiratorios especializados de numerosos animales acuáticos encargados de extraer el oxígeno disuelto en el agua y transferir el dióxido de carbono generado por el metabolismo celular hacia el medio externo. Dado que el agua contiene una fracción mucho menor de oxígeno que el aire y posee una densidad y viscosidad considerablemente mayores, los organismos dotados de un metabolismo activo requieren superficies de intercambio respiratorio sumamente extensas y vascularizadas.

¿Cómo logran las branquias maximizar el intercambio de gases en el agua?

Para optimizar la difusión del oxígeno, las branquias se componen generalmente de finos filamentos, láminas o estructuras ramificadas que multiplican de forma exponencial el área superficial disponible para el contacto con los fluidos internos, como la sangre o la hemolinfa. En muchos vertebrados e invertebrados acuáticos, la eficacia de este proceso se ve drásticamente incrementada gracias a un mecanismo de intercambio por contracorriente, en el cual el agua fluye en dirección opuesta a la circulación sanguínea a través de los capilares branquiales, permitiendo recuperar un porcentaje muy elevado del oxígeno disponible.

¿Qué diferencias anatómicas existen entre las branquias de los peces cartilaginosos y los óseos?

Los peces cartilaginosos, como los tiburones y las rayas, presentan típicamente varias pares de hendiduras branquiales que se abren de manera directa hacia el exterior del cuerpo, separadas por arcos branquiales cartilaginosos y provistas en ocasiones de un espiráculo. En contraste, los peces óseos alojan sus branquias dentro de una cámara branquial protegida externamente por una estructura ósea llamada opérculo, el cual participa de forma activa en el bombeo rítmico del agua sobre los filamentos branquiales sin necesidad de depender exclusivamente del desplazamiento constante del animal.

¿Cómo respiran los anfibios y otros vertebrados mediante estructuras branquiales?

Durante sus fases larvarias acuáticas, numerosos anfibios, tales como los renacuajos y las larvas de tritones y salamandras, desarrollan branquias externas de aspecto plumoso que brotan directamente desde la superficie exterior de los arcos branquiales para facilitar la respiración en entornos acuáticos. Aunque estas estructuras por lo general desaparecen o se reabsorben durante la metamorfosis hacia la vida terrestre, ciertas especies neoténicas conservan sus branquias externas funcionales a lo largo de toda su etapa adulta.

¿Qué variedad de diseños branquiales presentan los diferentes invertebrados acuáticos?

El reino de los invertebrados exhibe una enorme diversidad de soluciones respiratorias que han evolucionado de forma independiente en distintos grupos taxonómicos. Desde las branquias laminares o ctenidios presentes en moluscos y los apéndices modificados de crustáceos y cangrejos de herradura hasta las coronas branquiales de ciertos gusanos poliquetos marinos, estos órganos demuestran una alta adaptabilidad anatómica a condiciones ambientales complejas.

¿De qué manera la contaminación ambiental altera y daña los tejidos branquiales?

Debido a su permanente exposición directa al medio acuático y a su delicada estructura tisular de una sola o escasas capas celulares, las branquias resultan extremadamente vulnerables a los contaminantes químicos y térmicos presentes en el agua. Diversos estudios histopatológicos en especies de peces de agua dulce han demostrado que la exposición a aguas contaminadas provoca alteraciones severas como la hiperplasia del epitelio branquial, erosiones tisulares y trastornos circulatorios tipo hiperemia, evidenciando el impacto tóxico directo sobre la función respiratoria.

Sources & Further Reading

• Andrews, Chris; Exell, Adrian; Carrington, Neville (2003). Manual Of Fish Health. Firefly Books.
• Dorit, R. L.; Walker, W. F.; Barnes, R. D. (1991). Zoology. Saunders College Publishing.
• Romer, Alfred Sherwood; Parsons, Thomas S. (1977). The Vertebrate Body. Holt-Saunders International.
• Lujić, J. et al. (2015). Reacción de las branquias a los contaminantes del río Tamiš en tres especies de peces de agua dulce. Anatomia, Histologia, Embryologia, 44(2), 128-137.