La respiration dans différents milieux

01Un même besoin, des organes différents

Tous les animaux ont besoin de dioxygène pour vivre, mais le dioxygène n'est pas disponible de la même façon selon le milieu de vie. Dans l'air, le dioxygène est abondant et se déplace facilement. Dans l'eau, il est beaucoup moins concentré et diffuse plus lentement : l'eau contient environ trente fois moins de dioxygène dissous que le même volume d'air. Les organes respiratoires des animaux sont donc adaptés au milieu dans lequel ils vivent, pour capter efficacement le dioxygène disponible.

Les animaux qui vivent dans l'air, comme les mammifères ou les oiseaux, possèdent des poumons : des organes internes formés de nombreuses alvéoles qui captent le dioxygène de l'air. Les animaux aquatiques, comme les poissons, possèdent des branchies : des organes externes ou semi-externes, formés de nombreux filaments très fins, qui captent le dioxygène dissous dans l'eau.

02Un point commun : une grande surface d'échange

Malgré leurs formes très différentes, poumons et branchies partagent un même principe : ils offrent tous deux une très grande surface de contact avec le milieu (air ou eau), ce qui rend les échanges de dioxygène et de dioxyde de carbone plus efficaces. Les alvéoles pulmonaires, très nombreuses et minuscules, multiplient la surface des poumons. Les filaments branchiaux, eux aussi très nombreux et fins, multiplient la surface des branchies. Cette grande surface d'échange est indispensable pour capter suffisamment de dioxygène, surtout dans l'eau où il est rare.

03Des organismes surprenants

Certains animaux ont des organes respiratoires particuliers, adaptés à des conditions de vie précises. Les insectes respirent grâce à un réseau de tubes appelés trachées, qui amènent directement l'air (et donc le dioxygène) jusqu'aux cellules, sans passer par le sang. Certains animaux, comme la grenouille adulte, peuvent aussi absorber une partie du dioxygène directement à travers leur peau humide, en complément de leurs poumons.

04Méthode : comparer deux organes respiratoires

1. Étape 1 Identifie le milieu de vie de l'animal (aquatique, aérien) pour prévoir le type d'organe attendu.
2. Étape 2 Repère la surface d'échange (alvéoles ou filaments) et note qu'elle est toujours très développée.
3. Étape 3 Compare la quantité de dioxygène disponible dans chaque milieu pour expliquer pourquoi les branchies doivent filtrer un grand volume d'eau.

05Erreurs fréquentes

• ✗ Croire que les poissons respirent l'oxygène de la molécule d'eau (H2O) : ils captent le dioxygène dissous dans l'eau, et non celui contenu dans la molécule d'eau elle-même.
• ✗ Penser que tous les animaux aquatiques ont des branchies : les mammifères marins comme les dauphins ont des poumons et doivent remonter à la surface pour respirer de l'air.
• ✗ Oublier que le point commun entre poumons et branchies est la grande surface d'échange, essentielle dans les deux cas.