Branchie et poumon, deux organes respiratoires des Vertébrés (Téléostéens et Mammifères)

Introduction

Les Métazoaires réalisent des échanges gazeux respiratoires avec leur milieu de vie. À l’échelle de l’organisme, ces échanges consistent en un apport de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone. Ils sont le reflet d’une voie métabolique cellulaire : la respiration.

La respiration cellulaire est un ensemble de réactions de dégradation de nutriments permettant l'extraction d'énergie chimique. Elle est transférée dans une molécule fournissant de l’énergie aux cellules, l’adénosine triphosphate (ATP). Par exemple, si la molécule dégradée est le glucose, l'équation bilan de la respiration cellulaire est :

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 36ADP + 36P_i → 6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

Parmi les Métazoaires figure le groupe des Vertébrés, organismes caractérisés par la possession d'une colonne vertébrale. Certains sont aquatiques comme les Téléostéens et d’autre sont aériens comme les Mammifères. Bien que l’eau et l’air contiennent tous deux du dioxygène et du dioxyde de carbone, ces milieux de vie présentent des caractéristiques différentes. Le milieu aérien est 30 fois plus riche en dioxygène que le milieu aquatique. De plus, le dioxygène et le dioxyde de carbone diffusent plus facilement dans l’air que dans l’eau. Enfin, le milieu aquatique est plus dense et visqueux que le milieu aérien et la poussée d’Archimède y est plus importante.

Ces différences conduisent à plusieurs questions relatives aux appareils respiratoires et aux échanges gazeux respiratoires.

Quelles sont les caractéristiques des appareils respiratoires en milieu aquatique et en milieu aérien, dans les cas des Téléostéens et des Mammifères ?

Comment sont réalisés les échanges gazeux respiratoires par ces animaux dans leurs milieux respectifs ?