Tout être vivant, animal comme végétal, respire. C'est-à-dire qu'il prélève du dioxygène dans le milieu et y rejette du dioxyde de carbone. Les poumons, les branchies et les trachées permettent aux animaux de réaliser des échanges gazeux respiratoires avec leur environnement.
Les mouvements respiratoires facilitent le renouvellement de l'air ou de l'eau au contact des organes respiratoires.
Grâce à la diversité des organes et des comportements respiratoires, les êtres vivants peuvent occuper différents milieux de vie.
Les échanges de gaz lors de la respiration
Chez les animaux
Les gaz
Dioxyde de carbone
Le dioxyde de carbone est un gaz rejeté par les êtres vivants dans leurs milieux de vie. Il s'écrit \ce{CO2}.
Un mammifère, lors de son expiration, rejette du dioxyde de carbone.
Dioxygène
Le dioxygène est un gaz prélevé par les êtres vivants dans leurs milieux de vie. Dans le langage courant, on l'appelle aussi oxygène : on peut l'écrire \ce{O2}.
Un mammifère, lors de son inspiration, prélève du dioxygène.
Quel que soit son milieu de vie, air ou eau, un animal y prélève un gaz, le dioxygène, et y rejette un autre gaz, le dioxyde de carbone. Un animal réalise donc des échanges respiratoires avec son milieu.
Les expériences permettant de mettre en évidence les échanges de gaz
Pour mettre en évidence les gaz respiratoires, on peut réaliser des expériences.
La sonde oxymétrique permet de mesurer la quantité de dioxygène.
Pour montrer l'absorption de dioxygène par des poissons, on peut utiliser une sonde oxymétrique reliée à une console de mesure et trempant dans un récipient fermé contenant ces poissons. On observe ainsi une diminution de la quantité de dioxygène dissous dans l'eau, ce que l'on n'observe pas avec un montage témoin (le même mais sans poissons).
Montage permettant de mettre en évidence l'absorption de dioxygène par des poissons
La sonde à dioxyde de carbone permet de mesurer la quantité de \ce{CO2} dans le milieu.
On peut remplacer la sonde oxymétrique de l'exemple précédent par une sonde à dioxyde de carbone. On observera ainsi une augmentation de la quantité de \ce{CO2} dans le montage expérimental.
L'eau de chaux est une solution incolore et limpide qui se trouble en présence de dioxyde de carbone. Elle peut donc être utilisée pour mettre en évidence ce gaz.
Montage permettant de mettre en évidence le rejet de dioxyde de carbone par des vers de terre
Chez les végétaux
Qu'ils soient aquatiques ou terrestres, les végétaux comme les animaux respirent. Ils prélèvent du dioxygène dans leur milieu (air ou eau) et y rejettent du dioxyde de carbone.
Les carottes prélèvent du dioxygène dans l'air avec leurs feuilles ou leurs racines (car il y a bien de l'air dans le sol) et rejettent du dioxyde de carbone dans le milieu.
Des organes respiratoires adaptés au milieu de respiration
Respirer dans l'eau avec des branchies
Branchie
Les branchies sont les organes respiratoires qui permettent aux animaux de respirer dans l'eau. Elles réalisent les échanges de gaz entre l'eau et l'organisme.
Le thon, la moule ou le crabe possèdent des branchies.
Branchies de thon
Des mouvements respiratoires entretiennent un courant d'eau au contact des branchies, ce qui facilite les échanges gazeux.
La truite ouvre sa bouche et ferme ses ouïes, puis ferme sa bouche et ouvre ses ouïes. Ce qui permet de faire circuler de l'eau dans sa tête et donc au contact de ses branchies.
Respirer dans l'air avec des trachées ou des poumons
Trachée
Les trachées sont les organes respiratoires des insectes. Ils correspondent à de petits tubes qui permettent d'apporter de l'air directement aux organes.
Le criquet et l'asticot possèdent des trachées.
Sur chaque segment de l'abdomen du criquet, on peut observer des petits trous, les stigmates, qui correspondent aux orifices respiratoires. Derrière chacun de ces stigmates, il existe un réseau de trachées permettant à l'air d'arriver jusqu'aux organes de l'insecte.
Si l'on regarde attentivement l'abdomen d'un criquet, on voit qu'il se gonfle et se dégonfle de façon rythmée. Ceci correspond à des mouvements respiratoires. Lors de l'inspiration, l'air riche en dioxygène entre par le stigmate et va jusqu'aux organes. Lors de l'expiration, l'air riche en dioxyde de carbone fait le même trajet en sens inverse.
Les échanges gazeux respiratoires chez le criquet
Poumon
Les poumons sont des organes respiratoires permettant des échanges de gaz entre l'organisme et l'air.
Le lapin, le dauphin et la limace possèdent des poumons.
Le dauphin a une respiration pulmonaire, mais il vit dans l'eau. Il doit donc régulièrement remonter à la surface pour respirer.