Spiracles et comment ils aident à respirer les poissons, les baleines et les insectes

Les spiracles respirent les ouvertures trouvées à la surface des insectes, de certains poissons cartilagineux tels que certaines espèces de requins et de raies pastenagues. Les marteaux et les chimères n'ont pas de spirales. Chez les poissons, les spiracles sont composés d'une paire d'ouvertures juste derrière les yeux du poisson qui lui permettent d'attirer de l'eau oxygénée par le haut sans avoir à l'apporter par les branchies. Les spiracles s'ouvrent dans la bouche du poisson, où l'eau passe sur ses branchies pour l'échange de gaz et hors du corps. Les spiracles aident les poissons à respirer même lorsqu'ils sont allongés au fond de l'océan ou lorsqu'ils sont enfouis dans le sable. 

Evolution des spiracles

Les spiracles ont probablement évolué à partir des ouvertures branchiales. Chez les poissons primitifs sans mâchoire, les spiracles n'étaient que les premières ouvertures branchiales derrière la bouche. Cette ouverture branchiale s'est finalement séparée lorsque la mâchoire a évolué hors des structures entre elle et les autres ouvertures branchiales. Le spiracle est resté comme une petite ouverture en forme de trou dans la plupart des poissons cartilagineux. Les spiracles sont utiles pour les types de rayons qui s'enfouissent dans le fond de l'océan car ils leur permettent de respirer sans l'aide de branchies exposées.

Les poissons osseux primitifs avec des spiracles comprennent l'esturgeon, le spatulaire, le bichir et le cœlacanthe. Les scientifiques pensent également que les spiracles sont associés aux organes auditifs des grenouilles et de certains autres amphibiens.

Exemples de spiracles

Les raies pastenagues sont des animaux marins qui vivent dans le sable et qui utilisent leurs spiracles pour respirer lorsqu'ils sont couchés au fond de l'océan. Les spiracles derrière les yeux du rayon attirent l'eau, qui passe au-dessus des branchies et est expulsée de ses branchies sur sa face inférieure. Les patins, les poissons cartilagineux qui ont un corps plat et des nageoires pectorales en forme d'ailes attachées à leur tête, et les raies pastenagues utilisent parfois des spiracles comme principale méthode de respiration, apportant de l'eau oxygénée dans la chambre branchiale où elle est échangée contre du dioxyde de carbone.

Les requins anges sont de grands requins à corps plat qui s'enfouissent dans le sable et respirent à travers leurs spiracles. Ils attendent, camouflés, des poissons, des crustacés et des mollusques, puis se jettent pour les frapper et les tuer avec leurs mâchoires. En pompant l'eau à travers leurs spiracles et à travers leurs branchies, ces requins peuvent absorber l'oxygène et éliminer le dioxyde de carbone sans nager constamment, comme le doivent les requins plus mobiles.

Insectes et animaux avec des spiracles

Les insectes ont des spiracles qui permettent à l'air de pénétrer dans leur système trachéal. Comme les insectes n'ont pas de poumons, ils utilisent des spiracles pour échanger de l'oxygène et du dioxyde de carbone avec l'air extérieur. Les insectes ouvrent et ferment leurs spiracles par des contractions musculaires. Les molécules d'oxygène passent ensuite par le système trachéal de l'insecte. Chaque sonde trachéale se termine par une trachéole, où l'oxygène se dissout dans le liquide trachéole. Le O₂ diffuse ensuite dans les cellules.

Le soufflage de la baleine est aussi parfois appelé un spiracle dans les textes plus anciens. Les baleines utilisent leurs orifices de soufflage pour absorber l'air et dissiper le dioxyde de carbone à leur surface. Les baleines ont des poumons comme les autres mammifères plutôt que des branchies comme le poisson. Ils doivent respirer de l'air, pas de l'eau.