Le système respiratoire chez les vertébrés

Fonction des organes respiratoires :

• Introduire le dioxygène pour le métabolisme.
• Éliminer le dioxyde de carbone.
• Parfois, réguler l'osmose.

Caractéristiques nécessaires :

• Grande surface d’échange.
• Épaisseur réduite.
• Surface humide.
• Différence de pression partielle d’O₂ élevée.

Milieux :

• Aquatique : plus dense, plus visqueux, moins d’O₂ disponible que l’air.

Poissons

• Structure :
• Branchies situées sur les arcs branchiaux.
• Lamelles branchiales riches en capillaires, lieu d’hématose.
• Circulation sanguine à contre-courant de l’eau pour maximiser les échanges gazeux.
• Différences :
• Téléostéens : opercule couvrant les branchies, 4 holobranchies.
• Sélaciens : pas d’opercule, spiracle pour faire passer l’eau.

Lissamphibiens

• Branchies chez les larves et certains adultes (Urodèles pérennibranches).
• Chez les larves Urodèles : branchies externes en contact direct avec l’eau.
• Chez les Anoures : repli operculaire recouvrant les branchies, laissant un spiracle.
• Vascularisation : sang réduit par artères afférentes, sang oxygéné par artères efférentes.

Poissons pulmonés

• Poumons souvent rudimentaires, coexistant avec des branchies.
• Exemple :
• Cœlacanthe : sac unicavitaire, dégénéré.
• Polyptère : deux poumons asymétriques, respiration aérienne d’appoint.
• Néocératodus : un seul poumon droit (monopneumoné), septa augmentant la surface d’échange.
• Protoptère : deux poumons longs et obligatoirement fonctionnels.

Lissamphibiens

• Poumons simples à complexes selon l’espèce :
• Necture : sacs simples et allongés.
• Tritons : sacs ovoïdes avec quelques replis.
• Grenouilles : poumons très septés avec favéoles augmentant la surface d’échange.
• Respiration pulmonaire limitée, complétée par :
• Respiration cutanée (évacuation du CO₂).
• Respiration buccopharyngienne.

Lépidosauriens et crocodiliens

• Deux poumons fonctionnels, sauf chez les serpents (monopneumoné sauf boas, pythons).
• Structures : bronches, trachée avec anneaux cartilagineux, cage thoracique avec diaphragme.
• Fonctionnement :
• Lézards : bronches secondaires, parties respiratoire et mécanique distinctes.
• Varan : poumon spongieux avec chambres communicantes.
• Crocodiliens : circulation de l’air à sens unique, chambres dorsales pour l’hématose.

Oiseaux

• Poumons tubulaires, capillaires aériens pour l’hématose.
• Sacs aériens (9-10) répartis dans le corps, réduisant la densité et favorisant les échanges.
• Fonctionnement :
• Air passe des sacs postérieurs aux parabronches et capillaires.
• Circulation à sens unique, air expiré sortant des sacs antérieurs.

Mammifères

• Deux poumons asymétriques : droit (3 lobes), gauche (2 lobes).
• Organisation : bronches principales → bronches secondaires → bronchioles → alvéoles.
• Alvéoles :
• Surface d’échange de 100-130 m².
• Tapissées de pneumocytes :
• Type I : échanges gazeux.
• Type II : sécrétion de surfactant (protection, humidification).

Dans certains cas, lorsque les poumons ou branchies ne suffisent pas à assurer les besoins en oxygène, des organes alternatifs se développent pour compenser le manque d’O₂, notamment chez certains poissons et amphibiens

Cavité buccale:

• Chez certains poissons (ex. Gymnote, périophtalme).
• Cavité richement vascularisée, transformée en surface d’échange.

Diverticules pharyngiens:

• Présents chez les poissons-chats asiatiques et certaines espèces amphibies.
• Invaginations pharyngiennes riches en capillaires.

Cavité intestinale:

• Chez certains poissons-chats et loches : transformation de l’intestin postérieur en surface d’échange.

Respiration cutanée:

• Très importante chez les lissamphibiens, particulièrement les Urodèles.
• Exemples :
• Pléthodontidés : respiration exclusivement cutanée à l’âge adulte.
• Cryptobranchidés : respiration aquatique et cutanée.