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Respiration

« Respiration » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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La respiration est le mécanisme par lequel le corps humain (et celui de nombreux êtres vivants) se procure de l'énergie : c'est une réaction chimique entre les nutriments et le dioxygène, qui a lieu dans les cellules, ainsi que les échanges de gaz (consommation de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone) qui en résultent.

Chez l'homme, le dioxygène nécessaire à la respiration est fourni par la ventilation, qui est le passage de l'air (contenant du dioxygène) dans les poumons. On peut voir qu'une personne respire lorsqu'elle ventile, ce qui fait que les deux phénomènes sont souvent confondus.

Pour en savoir plus Pour en savoir plus, lire l’article : Différence entre l'air inspiré et l'air expiré.

Biologie[modifier | modifier le wikicode]

La respiration est à la fois les échanges respiratoires, c'est-à-dire les échanges gazeux qu'un être vivant fait avec son milieu, en absorbant du dioxygène, et en rejetant du dioxyde de carbone, et la réaction chimique qui est liée à ces échanges : dans les cellules d'un être vivant, le dioxygène est utilisé pour produire de l'énergie.

La réaction chimique de respiration[modifier | modifier le wikicode]

La respiration est une réaction chimique, entre les nutriments et le dioxygène (O2. C'est une réaction d'oxydation des nutriments. Elle produit de l'eau, et un déchet, le dioxyde de carbone (CO2, qui doit être éliminé). Elle libère également de l'énergie, dont le corps a besoin. Les nutriments sont apportés par la digestion. La respiration se manifeste donc par une consommation de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone, que l'on peut mesurer.

Exemple : équation bilan de la respiration du glucose :

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

Mettre en évidence de la respiration[modifier | modifier le wikicode]

Une cellule consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone. Un organe, constitué de plusieurs cellules, consomme également du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone, c'est-à-dire qu'un organe respire, puisque les cellules dont il est constitué respirent. De même, un être vivant respire, parce que les organes dont il est constitué respirent. On peut donc mettre en évidence une consommation de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone à l'échelle d'une cellule, d'un organe, ou d'un être vivant : c'est la manifestation de la respiration. Pour cela, on peut utiliser des appareils qui mesurent la quantité de dioxygène et de dioxyde de carbone dans un milieu, ou bien des réactifs qui mettent en évidence ces composés. Par exemple, l'eau de chaux, normalement limpide, se trouble et devient blanchâtre en présence de dioxyde de carbone. Lorsque l'on souffle, avec une paille, dans un récipient contenant de l'eau de chaux, celle-ci se trouble car l'air expiré contient du dioxyde de carbone, preuve que l'on respire. De même, le rouge de crésol est un bon indicateur de la respiration : normalement rouge, il devient violet en présence de dioxygène, et jaune en présence de dioxyde de carbone.

Respiration des cellules[modifier | modifier le wikicode]

Deux mitochondries, à l'intérieur d'une cellule de Mammifère, vues au microscope électronique.

Au niveau des cellules, la respiration se fait par simple diffusion des gaz. À l'intérieur de la cellule se trouve des organites particuliers : les mitochondries, dont le rôle est précisément la respiration cellulaire. Ce sont les mitochondries qui oxydent les nutriments pour produire de l'énergie utilisable par la cellule, grâce au dioxygène.

Apports de dioxygène et élimination du dioxyde de carbone[modifier | modifier le wikicode]

Pour en savoir plus Pour en savoir plus, lire les articles : Ventilation et Circulation sanguine.

La respiration consomme du dioxygène et des nutriments. Elle rejette un déchet, le dioxyde de carbone. Les nutriments sont fournis par la digestion, mais le dioxygène et le dioxyde de carbone sont des gaz : se procurer l'un et se débarrasser de l'autre nécessite donc des mécanismes particuliers.

L'appareil ventilatoire est constitué du nez et de la bouche, de la trachée artère, des bronches, et des poumons, ou les bronches se ramifient en bronchioles qui aboutissent dans les alvéoles pulmonaires. Sous l'effet des muscles, les poumons se remplissent et se vident d'air, qui est ainsi continuellement renouvelé. La paroi des alvéoles pulmonaires est tellement fine que le dioxygène de l'air contenu dans les poumons peut passer dans le sang, et approvisionner le corps, et que le dioxyde de carbone du sang peut lui passer dans l'air des poumons, et y être expulsé lors de la prochaine expiration.

Les globules rouges du sang contiennent une substance appelée hémoglobine : c'est elle qui est responsable de la couleur rouge du sang. L'hémoglobine peut réagir avec le dioxygène ou le dioxyde de carbone, et le sang peut ainsi les transporter d'un endroit à un autre : du poumon, où il est capté, aux cellules où il est utilisé, pour le dioxygène, et des cellules qui le produisent aux poumons qui l'évacuent pour le dioxyde de carbone.

Modifications de la respiration[modifier | modifier le wikicode]

Au cours d'un effort physique (par exemple, sportif), le corps a besoin de plus d'énergie : il va donc devoir respirer davantage. Cette augmentation de la respiration se manifeste, notamment par une production plus importante de chaleur (le corps chauffe lorsqu'il respire, il va donc chauffer davantage s'il respire plus), mais également par des besoins qui vont également augmenter : besoin d'un apport plus grand en dioxygène, et plus de dioxyde de carbone à éliminer.

Pour ces raisons, le fonctionnement du corps se modifie lors d'un effort physique : la circulation (fréquence et débit cardiaque), mais aussi la ventilation (fréquence et débit ventilatoire) vont augmenter lors d'un effort physique, avant de revenir à la normale quelques temps après.

Les troubles de la respiration[modifier | modifier le wikicode]

La cellule musculaire est la seule cellule du corps humain capable de se procurer de l'énergie autrement que par la respiration, en utilisant un autre procédé appelé fermentation1. Une cellule qui ne peut pas respirer (qui n'a pas accès au dioxygène) va mourir. Comme le dioxygène nécessaire à la respiration est fourni par la ventilation et la circulation, des perturbations de ces systèmes vont entraîner des perturbations de la respiration. Certaines maladies, comme l'asthme, ou la mucoviscidose, perturbent la ventilation. Le dioxygène ne parvenant pas aussi bien aux cellules, elles respirent moins, et produisent moins d'énergie, ce qui explique l'état de fatigue que provoquent ces maladies. On appelle ainsi hypoxie le fait que le dioxygène circule mal dans le corps et ne permette pas une respiration parfaite.

L'asphyxie est le fait que le corps manque totalement ou presque de dioxygène, et qu'il ne puisse plus respirer du tout : c'est une urgence médicale, qui peut entraîner la mort. L'asphyxie peut résulter de plusieurs problèmes différents, comme la suffocation ou la noyade. Le dioxyde de carbone n'est normalement pas un gaz toxique, c'est-à-dire qu'il ne va pas « empoisonner » le corps ; cependant, lorsqu'il y a trop de dioxyde de carbone, il y a d'autant moins de dioxygène et l'on risque l'asphyxie. C'est pourquoi il est nécessaire d'évacuer le dioxyde de carbone produit lors de la respiration. D'autres phénomènes, comme la combustion, produisent également du dioxyde de carbone. Lors d'un incendie, par exemple, une des premières causes de mortalité est la mort par asphyxie, à cause du dioxyde de carbone produit par la combustion.

Certains poisons, comme le cyanure, jouent directement sur la respiration : le cyanure se fixe sur l'hémoglobine, et l'empêche de transporter correctement le dioxygène dans le corps, mais, surtout, il agit sur la mitochondrie, et l'empêche d'effectuer la respiration, ce qui va entraîner la mort de la cellule. Certains végétaux produisent du cyanure, comme un moyen de se défendre contre les animaux qui les mangent.

Respiration et apport de dioxygène chez les autres animaux[modifier | modifier le wikicode]

Comme l'homme, tous les animaux respirent ; cependant, tous ne se procurent pas le dioxygène nécessaire à cette respiration de la même manière, c'est-à-dire que tous ne ventilent pas. Tous les Mammifères (y compris les mammifères marins), les Oiseaux et les reptiles possèdent des poumons, et ventilent de l'air pour respirer.

Ce requin baleine ouvre grand les fentes sur le côté de sa tête, où se trouvent les branchies qui lui permettent de respirer dans l'eau.
Les spiracles de la chenille sont les ouvertures des trachées, qui lui permettent de respirer de l'air.

Les poissons, eux, vivent dans l'eau. Comme l'homme, ils respirent et ont besoin de dioxygène, mais ne peuvent pas se le procurer par la ventilation. A la place, ils disposent de branchies, qui leur permettent de capter le dioxygène de l'eau. Le groupe des Amphibiens doit son nom au fait que la plupart d'entre eux possèdent des branchies qui leur permettent de respirer dans l'eau lorsqu'ils sont jeunes (larves), mais que lors de la métamorphose qui les transforme en adultes, ces branchies sont remplacées par des poumons, qui leur permettent de ventiler de l'air.

En dehors des Vertébrés, de nombreux animaux aquatiques, comme les Crustacés, la plupart des Mollusques, et certains Annélides, disposent eux aussi de branchies qui leur permettent de respirer dans l'eau. Certains animaux terrestres, comme les escargots, disposent d'un poumon pour respirer dans l'air. Certains animaux n'ont aucun organe spécialisé pour faire passer le dioxygène dans leur corps : le dioxygène de l'eau, ou de l'air, diffuse tout simplement à travers tout leur corps. C'est le cas des animaux les plus petits, pour lesquels le dioxygène n'a pas beaucoup de chair à traverser ; cependant, la grenouille à tête plate de Bornéo ne possède pas de poumons, et respire de cette façon : le dioxygène diffuse tout simplement au travers de sa peau, qu'elle doit veiller à garder bien humide. Comme elle, de nombreux amphibiens ont une peau nue qui participe à la respiration ; même si la plupart possèdent aussi des poumons, comme la salamandre géante du Japon, par exemple, la peau participe tout de même pour une part importante à l'apport de dioxygène nécessaire à la respiration.

Les Arthropodes ont le corps recouvert par un exosquelette, sorte de peau durcie qui leur sert de squelette. Malgré leur petite taille, cet exosquelette imperméable ne laisse pas passer le dioxygène, il faut donc qu'ils se le procurent différemment. Les Crustacés sont presque tous aquatiques : ils possèdent des branchies qui leur permettent de respirer dans l'eau. Certains Arthropodes terrestres, comme les araignées ou les scorpions, possèdent des poumons qui leur permettent de ventiler de l'air, mais leurs cousins, les Insectes, ont un système très différent : ils possèdent tout le long du corps de petits trous, les spiracles, qui débouchent dans un réseau de tuyaux appelés trachées. Ce sont ces trachées qui se ramifient à travers tout le corps, et apportent aux cellules le dioxygène nécessaire à leur respiration.

Le savais-tu.png
Le savais-tu ?
La taille des insectes
Reconstitution d'un Méganeura, un cousin préhistorique des libellules, qui vivait au Carbonifère, il y a environ 360 à 300 millions d'années, et qui pouvait mesurer environ 70 cm d'envergure (soit environ la taille d'un faucon crécerelle).

Les insectes respirent tous au moyen de trachées, et ce sont habituellement des animaux très petits : les plus gros insectes du monde sont le weta géant, et le scarabée goliath, qui ne mesurent que 10 à 11 cm de long. Les scientifiques pensent que cela est dû à leur mode de respiration : en effet, chez les insectes, l'hémolymphe (ce qui remplace le sang chez nous) n'intervient pas dans la respiration, et ne diffuse pas les gaz respiratoires à travers le corps : ce sont les trachées qui se ramifient, et amènent directement l'air aux organes. Comme il n'y a pas de « moteur », c'est-à-dire une pompe, comme le cœur, pour faire circuler activement, le dioxygène ne peut pas diffuser très loin à l'intérieur du corps : si l'insecte était plus gros, l'air, et donc le dioxygène, ne pourrait sans doute pas atteindre l'intérieur de son organisme, et il ne pourrait donc pas respirer... Voilà pourquoi les insectes sont si petits !

Il y a plus de 300 millions d'années, au Carbonifère, poussait sur Terre une immense forêt, et la photosynthèse était tellement importante que la quantité de dioxygène dans l'air était beaucoup plus importante qu'aujourd'hui. Les scientifiques ont découvert des fossiles d'arthropodes géants, et pensent que c'est le taux de dioxygène plus important qu'aujourd'hui qui leur a permis d'atteindre des tailles aussi grandes.

Respiration et occupation des milieux de vie[modifier | modifier le wikicode]

Tous les animaux respirent, mais tous ne respirent pas de la même manière. En particulier, ils ne se procurent pas le dioxygène de la même manière : certains organes, comme les poumons et les trachées, permettent de ventiler, et donc de se procurer du dioxygène dans l'air, mais pas dans l'eau, alors que d'autres, comme les branchies, permettent de se procurer du dioxygène dans l'eau, mais pas dans l'air. De plus, tous les animaux n'ont pas besoin de la même quantité de dioxygène pour respirer, cela va donc déterminer l'endroit où ils vont pouvoir vivre, c'est-à-dire leur milieu de vie.

Ainsi, les animaux qui possèdent des branchies vont vivre dans l'eau, alors que les animaux dotés de poumons ou de trachées vont vivre dans l'air : en fonction de leur anatomie, ils vont donc occuper des milieux différents. Mais ce n'est pas tout : tous les milieux ne contiennent pas la même quantité de dioxygène disponible, et tous les animaux n'ont pas besoin de la même quantité de dioxygène pour respirer, et ne sont donc pas capables de vivre dans n'importe quel milieu. Dans l'eau, par exemple, la quantité de dioxygène dissous dépend de la température, et du courant : plus l'eau est froide et agitée, et plus elle va pouvoir contenir de dioxygène. Les animaux dont la respiration nécessite beaucoup de dioxygène vont donc vivre dans les eaux les plus froides, alors que ceux qui peuvent se contenter d'un peu moins de dioxygène vont pouvoir vivre dans des milieux plus chauds, et calmes. On n'observera donc pas les mêmes poissons tout le long d'un cours d'eau, depuis l'amont (eau froide et agitée, riche en dioxygène) à l'aval (eau calme et chaude, moins riche en dioxygène) : la truite, par exemple, a besoin de beaucoup de dioxygène pour respirer, et vit dans les torrents de montagne, alors que la carpe, qui en a beaucoup moins besoin, vit plutôt en plaine, dans les fleuves au courant calme et les lacs.

La truite est un prédateur qui chasse activement, elle a donc besoin de beaucoup d'énergie, c'est pour cela qu'elle doit respirer beaucoup, et qu'il lui faut une eau fraîche, riche en dioxygène. Au contraire, un poisson comme le brochet, qui chasse à l'affût, et reste en embuscade, a besoin de beaucoup moins d'énergie, donc de dioxygène. Au contraire, il préférera les eaux plus calmes, où pousse une abondante végétation qui va également lui servir de camouflage.

L'oie à tête barrée a besoin de très peu de dioxygène pour respirer, grâce à son hémoglobine particulière : elle est bien adaptée à la vie en altitude, dans l'air raréfié des montagnes.
Les vers de vase sont en fait les larves du chironome, un insecte cousin du moustique. Grâce à une substance proche de l'hémoglobine, qui colore leur corps en rouge, ils ont besoin de très peu de dioxygène pour respirer, ce qui leur permet de coloniser des milieux très pollués.

Mais même dans l'air, la quantité de dioxygène disponible n'est pas toujours la même : en altitude, la pression atmosphérique diminue, et même si l'air y a la même composition qu'ailleurs, il y est moins abondant, et donc le dioxygène qu'il contient aussi. Les animaux qui vivent en montagne sont souvent différents de ceux qui vivent en plaine, car ils sont adaptés à respirer dans des milieux plus pauvres en dioxygène. C'est encore plus vrai pour les oiseaux : dépensant beaucoup d'énergie pour le vol, ils ont besoin de beaucoup respirer, et, d'ailleurs, leurs poumons sont très différents de ceux des mammifères, et leur permettent de capter davantage de dioxygène de l'air. De plus, au cours de leurs migrations, certains se déplacent à très haute altitude, beaucoup plus haut que les plus hautes montagnes, où l'air est encore plus raréfié. L'oie à tête barrée vit, notamment, dans l'Himalaya, et possède une hémoglobine particulière, qui lui permet de mieux capter le dioxygène, et donc de respirer dans un air beaucoup plus raréfié que sa cousine, l'oie cendrée, qui vit beaucoup plus bas en altitude.

Le tubifex (un ver Annélide), et la larve du chironome (un insecte, cousin du moustique) possèdent tous les deux une substance proche de l'hémoglobine, qui est responsable de la couleur rouge de leur corps. Cette substance leur permet de respirer dans des milieux extrêmement pauvres en dioxygène : on trouve ces animaux aquatiques jusque dans les eaux très polluées et pauvres en dioxygène, où ils sont souvent les seuls animaux à pouvoir survivre dans ces milieux.

Vivre entre deux milieux[modifier | modifier le wikicode]

Les animaux qui ont des branchies ne peuvent pas respirer dans l'air2 et ceux qui ont des poumons et ne peuvent pas respirer dans l'eau, pourtant certains y vivent.

Respirer dans des milieux différents au cours de sa vie[modifier | modifier le wikicode]

Le cas particulier des Amphibiens, qui possèdent des branchies étant jeunes, puis des poumons à l'âge adulte, leur permet d'occuper deux milieux différents au cours de leur vie, et donc d'exploiter au maximum des ressources du milieux, sans que les jeunes et les adultes ne se concurrencent. D'autres animaux subissent également une métamorphose au cours de leur vie : c'est le cas notamment des Insectes, dont certains sont également aquatiques avant de devenir terrestres. De nombreux insectes, comme les Odonates (les libellules et les demoiselles), les perles, les phryganes, ou encore les moustiques, pondent leurs œufs dans l'eau. À l'éclosion, les larves qui en sortent possèdent des branchies qui leur permettent de vivre et respirer dans l'eau. Devenus adultes, ces insectes se métamorphosent, et développent des ailes et des trachées qui vont leur permettre de vivre dans un autre milieu, aérien cette fois, et d'exploiter de nouvelles ressources.

Vivre dans l'eau en ventilant de l'air[modifier | modifier le wikicode]
Ventiler à la surface[modifier | modifier le wikicode]
L'hippopotame vit dans l'eau, mais possède des poumons qui lui permettent de respirer dans l'air. Comme à ses yeux et ses narines sont placés sur le dessus de sa tête, il peut les laisser dépasser de l'eau, et y rester de longues heures tout en continuant à respirer.
La ranatre linéaire peut rester de longues heures sous l'eau, à guetter ses proies. Elle respire grâce au siphon situé à l'arrière de son corps, petit tube creux relié à ses trachées, qu'elle laisse dépasser de la surface afin de continuer à ventiler de l'air.

Les scientifiques ont remarqué que les animaux les mieux adaptés à la nage en surface, notamment la grenouille, le crocodile, ou l'hippopotame, ont les narines et les yeux qui dépassent à peine de l'eau lorsqu'ils nagent, ce qui leur permet de respirer et de voir en permanence devant eux.

Certains insectes ventilent de l'air en restant sous l'eau, avec une sorte de tuba de plongeur, un siphon situé à l'arrière du corps, comme la nèpe ou la larve de moustique.

De ce point de vue, l'homme est désavantagé quand il nage, mais il a appris à vaincre ce handicap en coordonnant sa respiration avec les mouvements de ses bras. Soit il tourne la tête sur le côté pour respirer dans le crawl, soit il respire à chaque fois qu'il remonte la tête dans la brasse coulée.

La plongée en apnée des animaux à poumons[modifier | modifier le wikicode]
Comme tous les mammifères marins, le cachalot vit dans l'eau, mais respire de l'air. Il peut rester plus d'une heure en apnée et plonger très profond, mais doit régulièrement remonter à la surface pour ventiler de l'air.

Le corps doit respirer en permanence : si les cellules cessent de respirer, elles meurent. Cependant, il est possible de survivre quelques temps sans ventiler : c'est ce que l'on appelle l'apnée. Durant l'apnée, le corps continue de respirer le dioxygène qu'il a déjà emmagasiné, mais ne peut pas s'en procurer davantage.

Si l'on veut plonger, on gonfle ses poumons et l'on bloque sa ventilation. Le corps vit sur sa réserve de dioxygène jusqu'à la remontée en surface. Néanmoins, la plongée en profondeur peut être risquée, car le corps, notamment le cœur supporte parfois mal la pression créée par le poids de la colonne d'eau qu'il faut supporter. Un être humain peut ainsi retenir sa respiration quelques minutes (le record du monde homologué, en apnée statique (c'est-à-dire sans bouger, pour ne pas dépenser trop d'énergie, et donc avoir besoin de trop respirer), est actuellement3 de 11min35 pour un homme. Cependant, les mammifères et les reptiles marins, dont c'est le mode de vie, et qui se sont lentement adaptés à la plongée au cours de l'évolution, sont capables de rester bien plus longtemps en apnée.

La plupart des animaux à poumons les emplissent d'air avant de plonger. Les mammifères marins qui pratiquent surtout la nage en plongée, possèdent de gros poumons et peuvent bloquer leur respiration pendant très longtemps (plus d'une heure pour le cachalot). Les Siréniens, comme le lamantin ou le dugong, représentent une exception : ils possèdent des os très épais, et très denses, qui rendent leur corps très lourd. Ils ne peuvent se maintenir en surface que grâce à leurs poumons, qui leur permettent de flotter. Pour s'enfoncer dans l'eau, un sirénien ne plonge pas : il expire de l'air et vide ses poumons, ce qui fait qu'il coule. De cette manière, les siréniens utilisent beaucoup moins d'énergie que les autres mammifères marins pour plonger. Ce sont aussi les seuls mammifères marins herbivores, ce qui fait qu'ils vivent dans des milieux beaucoup moins profonds (là où la lumière peut pénétrer et faire pousser les plantes aquatiques dont ils se nourrissent), et que leur régime alimentaire est également beaucoup moins énergétique.

Emporter sa réserve d'air[modifier | modifier le wikicode]
Lorsqu'il veut plonger sous l'eau, l'homme peut emporter un appareil qui lui permet de respirer l'air d'une réserve contenue dans une bouteille.
Lorsqu'elle plonge, la corise emmène une bulle d'air, stockée sous ses élytres, qui va lui permettre de continuer à respirer tout en restant sous l'eau.

Quand un homme veut plonger plus longtemps que ne lui permet la contenance de ses poumons, il emporte un masque et une bouteille, contenant de l'air : de cette manière, il peut continuer à ventiler et respirer sous l'eau, tant que sa bouteille contient encore de l'air. Cependant, en raison de la pression de l'eau, la physiologie et la chimie du sang se modifient : il faut donc tenir compte de certaines précautions lorsque l'on plonge avec des bouteilles, comme par exemple d'effectuer des paliers de décompression.

Pour en savoir plus Pour en savoir plus, lire l’article : Plongée sous-marine.

Certains insectes aquatiques emportent une réserve d'air sur l'abdomen ou sous leurs élytres. C'est le cas du dytique et l'hydrophile. Une araignée aquatique, l'argyronète, emmagasine une grosse bulle d'air sous la toile de soie qu'elle a tissée, afin de l'utiliser comme cloche de plongée quand elle chasse.

Vivre dans l'air avec des branchies[modifier | modifier le wikicode]
Pour en savoir plus Pour en savoir plus, lire l’article : Branchie.
Comme tous les poissons, le périophtalme respire grâce à des branchies ; pourtant, cela ne l'empêche pas de s'aventurer hors de l'eau ! Il garde la bouche et les opercules fermés, et emmène avec lui une bonne quantité d'eau, qui va lui permettre de conserver ses branchies humides, et de respirer durant quelques heures en dehors de l'eau. Sa peau humide et fine assure également une partie de la respiration.
Comme beaucoup d'espèces de crabes, le crabe vert peut sortir de l'eau, en gardant de l'eau pour humidifier ses branchies.
Les crabes terrestres vivent près de la côte, mais ce sont des animaux terrestres. Ils conservent en permanence humides leurs branchies, qui leur permettent de respirer dans l'air, ce qui explique qu'ils ne s'éloignent pas de l'eau.
le crabe des cocotiers adulte respire grâce à des branchies modifiées, qu'il doit garder humide en permanence.
La ligie océanique est un cloporte qui vit sur les rivages. Bien qu'il puisse survivre dans l'eau, il est exclusivement terrestre, et respire grâce à ses branchies, qui restent bien humides grâce aux embruns.
Le cloporte de Réaumur est le crustacé qui vit dans le milieu le plus sec. Comme tous les crustacés, il respire grâce à des branchies, bien qu'il vive en milieu exclusivement terrestre.

Afin de faciliter les échanges gazeux, les branchies ont l'aspect de feuillets très fins. Elles flottent dans l'eau, ce qui leur permet d'en extraire le dioxygène. Elles ne sont pas imperméables : en dehors de l'eau, elles vont donc tomber les unes sur les autres, et s'assécher en se collant les unes aux autres, ce qui va les empêcher de fonctionner.

Cependant, certains animaux à branchies s'aventurent en dehors de l'eau ; il y en a même certains qui vivent entièrement sur la terre ferme. Ils doivent donc veiller à conserver leurs branchies humides, pour qu'elles puissent fonctionner.

Le périophtalme est un petit gobie, originaire des régions tropicales. Comme tous les poissons, il possède des branchies qui lui permettent de respirer dans l'eau. Pourtant, cet habitant des mangroves s'aventure souvent en dehors de l'eau, où il a moins de prédateurs. Il utilise ses très fortes nageoires pectorales comme des pattes pour ramper hors de l'eau. Lorsqu'il le fait, il ferme sa bouche et ses opercules, et garde ses ouïes remplies d'eau, ce qui permet à ses branchies de rester humides, et de continuer à respirer. Comme les Amphibiens, il est également capable de respirer en partie par la peau, qu'il doit garder humide en permanence. C'est pourquoi il ne s'aventure jamais très loin de l'eau.

De nombreux Crustacés, comme les crabes, vivent sur le rivage. Ils respirent dans l'eau grâce à des branchies, mais peuvent facilement s'aventurer à terre. Eux aussi emportent un peu d'eau avec eux lorsqu'ils s'aventurent sur la terre ferme. Cela leur permet de garder leurs branchies humides, même si la plupart doivent régulièrement retourner dans l'eau pour respirer.

Il existe cependant des crabes terrestres, qui ne retournent jamais dans l'eau. Ils n'ont même plus besoin d'eau, seulement d'humidité. Leurs branchies sont capables de respirer dans l'air, à condition de rester humides, ce que l'animal fait en les mouillant régulièrement avec ses pattes. Le crabe des cocotiers, est un énorme bernard-l'ermite terrestre. À l'âge adulte, il est exclusivement terrestre, et ne s'aventure jamais dans l'eau. Il possède un organe spécial, le poumon branchiostégal, qui est une branchie adaptée à respirer dans le milieu aérien. Il doit garder ces branchies humides pour pouvoir respirer.

Les cloportes sont des crustacés totalement terrestres, qui ne respirent que dans l'air. Pourtant, comme tous les crustacés, ils ne possèdent ni poumons ni trachées, seulement des branchies. Les branchies des cloportes, appelées exopodides sont adaptées à respirer de l'air, à travers une fine couche d'eau. Certains cloportes ont sur leurs exopodides des pseudo-trachées, sortes de petits sacs ressemblant à de minuscules poumons, et qui en améliorent la respiration dans l'air. La plupart des cloportes vivent dans la litière du sol, dans des milieux très humides : cette humidité suffit à maintenir les branchies fonctionnelles, et à respirer. Le cloporte de Réaumur vit dans le désert, c'est le crustacé qui vit dans le milieu le plus sec du monde. Il survit grâce à son mode de vie particulier, en groupe, dans des terriers, où l'humidité est maintenue à un taux élevé, et leur permet de continuer à respirer.

Respiration des autres êtres vivants[modifier | modifier le wikicode]

Les plantes respirent également ! Sans faire un mouvement, les gaz circulent dans la plante grâce à de minuscules trous situés sous les feuilles : les stomates. Elles absorbent le gaz dioxygène et rejettent le gaz dioxyde de carbone. Il est vrai que la journée cette respiration est masquée par un autre phénomène, la photosynthèse, qui permet aux plantes de se nourrir : elles absorbent alors le gaz dioxyde de carbone de l'air et rejettent le dioxygène en déchet. Mais la nuit, la photosynthèse ne fonctionne pas, et c'est alors qu'on voit bien la respiration4.

Le savais-tu.png
Le savais-tu ?
Vrai ou faux : il ne faut pas garder de plante verte en pot dans sa chambre, car durant la nuit elle va respirer tout le dioxygène disponible
Est-il réellement dangereux de conserver une plante verte dans sa chambre pendant la nuit ?

Faux

On entend souvent expliquer que, durant la nuit, une plante réalise la photosynthèse, alors que la nuit, elle va se mettre à respirer, et donc consommer du dioxygène. Donc, il est déconseillé de garder une plante verte dans sa chambre, de peur qu'elle consomme tout le dioxygène, et nous empêche de respirer. On déconseille également d'amener des plantes vertes dans les chambres des malades, à l'hôpital, pour les mêmes raisons.

En fait, c'est une idée reçue. S'il est parfaitement vrai que les plantes vertes respirent durant la nuit, elles le font aussi durant la journée ; seulement, la journée, elles réalisent aussi une autre activité, la photosynthèse, qui elle libère du dioxygène. Comme la plante produit plus de dioxygène par photosynthèse qu'elle n'en consomme par respiration, cette consommation de dioxygène ne se voit pas dans la journée, seulement la nuit.

Cependant, même la nuit, la respiration d'une plante reste beaucoup plus faible que celle d'un animal, car les végétaux, qui ne se déplacent pas, ont besoin de beaucoup moins d'énergie, et donc de moins respirer. La quantité de dioxygène consommée par une plante en une nuit est absolument négligeable au vu de celle que contient une pièce, et une plante verte ne présente donc aucun danger. D'ailleurs, est-ce que tu n'as jamais dormi avec ton chat ou ton hamster dans ta chambre ? N'as-tu jamais invité ton cousin à dormir avec toi à la maison ? Un animal, comme un chat, un hamster, ou ton cousin, consomme beaucoup plus de dioxygène en respirant que ne le fait une plante verte, et pourtant, il n'y a aucun danger...

Et les microbes ?[modifier | modifier le wikicode]

Les organismes unicellulaires ne respirent pas tous. Le dioxygène est même un poison pour certains ! Suivant les types de microbes, il existera ou non une respiration, ou différents types de fermentation. Un microbe qui respire est appelé aérobie, tandis qu'un être qui ne respire pas est nommé anaérobie.

Voir aussi[modifier | modifier le wikicode]

Notes[modifier | modifier le wikicode]

  1. Quand on fait un effort physique intense, la respiration des cellules musculaire n'est pas suffisante pour fournir l'énergie nécessaire à l'effort : les cellules vont procéder à une fermentation lactique. C'est à cause d'elle qu'on a des crampes, mais c'est grâce à elle qu'on peut courir !
  2. En pratique, un animal à branchies peut respirer dans l'air, car l'air contient beaucoup plus d'oxygène que ne peut en contenir l'eau. Par contre, les branchies vont sécher, ce qui empêchera leur fonctionnement.
  3. World records - AIDA
  4. La journée, les plantes respirent également, mais la photosynthèse est plus active : le bilan ne montre que l'absorption de gaz carbonique et le rejet d'oxygène.
Nostrils by David Shankbone.jpg
La Respiration

Dans l'eau : - Respiration aquatique  • branchies
Dans l'air : - Respiration aérienne  • Respiration pulmonaire (avec des poumons)  • Respiration trachéenne (avec des trachées)
A l'échelle microscopique : - Respiration cellulaire
Autour de la respiration - Apnée  • Asphyxie

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