Los tiburones son peces y, como otras especies de peces, usan branquias para respirar en lugar de pulmones. Por lo general, hay entre cinco y siete arcos branquiales, cada uno con una hendidura branquial en los tiburones. En la mayoría de las otras especies de peces, estas branquias están cubiertas por el opérculo, que actúa como una tapa sobre las branquias. Sin embargo, los tiburones no tienen esta cobertura. También hay una hendidura modificada, llamada espiráculo, que se encuentra inmediatamente detrás del ojo en la cabeza del tiburón.
Los tiburones usan estas hendiduras branquiales para oxigenar su sangre. El espiráculo ayuda en el proceso de absorción de agua. A medida que el tiburón se mueve hacia adelante, el agua se introduce en la boca y sobre las branquias. Esto se llama «ventilación de ram». Cuando está en reposo, el tiburón bombea activamente agua sobre sus branquias. Hay rastrillos branquiales, que son perpendiculares a los arcos branquiales. Los rastrillos sostienen las barras secundarias, que dirigen el agua.
La sangre desoxigenada viaja al corazón en forma de S, que comprende dos cámaras. Desde aquí, la sangre se bombea a través de la aorta ventral hacia las arterias braquiales aferentes. A medida que la sangre llega a las branquias, el agua la oxigena. Luego, la sangre se transporta a través de las arterias braquiales eferentes hacia la aorta dorsal y luego al resto del cuerpo, incluidos todos los músculos y órganos.
Una vez desoxigenada, la sangre regresa a través de las venas cardinales posteriores, a los senos cardinales posteriores y luego al ventrículo cardíaco. Cuanto más rápido se mueve el tiburón a través del agua, más eficiente se vuelve este proceso. Esto es para evitar el cansancio durante las ráfagas de velocidad, cuando persigue a su presa. Este proceso acelerado se conoce como el «principio ramjet».
El oxígeno suficiente en la sangre es esencial para que los músculos puedan moverse y trabajar de la manera más eficiente posible.
El movimiento es necesario tanto para respirar como para mantener la flotabilidad. Por lo tanto, la condición de los músculos es de suma importancia para la respiración y la supervivencia misma del tiburón.
Curiosamente, los tiburones que se alimentan de fondo no se mueven a través del agua como lo hacen otros. Por lo tanto, necesitan poder bombear el agua sobre sus branquias de manera efectiva. Además, deben ser capaces de evitar que la arena y la grava entren en sus hendiduras branquiales. Esto se hace bombeando el agua a través del espiráculo y las branquias, eliminando el agua de cualquier sedimento arenoso.
No se requiere que el corazón sea muy grande o fuerte para realizar esta tarea. Por lo tanto, los tiburones, especialmente las especies más grandes, solo son capaces de estallidos cortos de mayor actividad. No tienen la resistencia para continuar la acción.
Los tiburones más viejos , los ancestros de los tiburones modernos, no tenían que nadar constantemente para respirar. Más bien, todos bombearon agua por la boca y sobre las branquias. Este método se conoce como bombeo bucal , llamado así por los músculos bucales, o mejillas, que llevan el agua hacia la boca y sobre las branquias. Muchos tiburones conservan este método hoy en día, como los tiburones nodriza , los tiburones ángel y los tiburones de alfombra, también conocidos como wobbegongs. Las rayas, primos del tiburón, también respiran de esta manera. Estas especies tienden a pasar la mayor parte del tiempo tumbadas en el fondo del fondo del océano.
Además de un estilo de vida inactivo, existen algunas diferencias corporales adicionales que permiten que estos tiburones respiren mediante bombeo bucal. Por ejemplo, muchos de los tiburones que practican este método son aplanados (o aplastados a lo largo de su espalda), como el tiburón ángel. Tienen músculos más fuertes en la cara. Estos tiburones también pueden tener un espiráculo más prominente , que es un tubo detrás de los ojos. Cuando un tiburón está enterrado en el fondo del océano y no puede respirar por la boca, el espiráculo actúa como una boca al jalar agua. El agua luego sale a través de las hendiduras branquiales.
A medida que los tiburones evolucionaron y se volvieron más activos, este método de bombeo se volvió secundario. Simplemente era más eficiente energéticamente tomar agua mientras nadaba, en efecto «embutir» el agua en la boca y dejar que fluya a través de las hendiduras branquiales. tiburón que cambia de un lado a otro.
Sin embargo, algunos tiburones han perdido por completo la capacidad de respirar por bombeo bucal, y estos son los tiburones que se ahogarán si dejan de nadar . Estos tiburones se conocen como respiradores de ram; . Estos incluyen el gran tiburón blanco , el tiburón mako, el tiburón salmón y el tiburón ballena.
¿Se ahogará un tiburón si deja de moverse?
Puede parecernos agotador a los humanos pensar en cualquier tipo de movimiento perpetuo como una forma de sobrevivir; a todos nos gusta estrellarnos en el sofá de vez en cuando. Pero resulta que es más trabajo para estos tiburones quedarse quietos que nadar. En un estudio sobre tiburones limón, que cambian entre métodos de respiración, los juveniles respiraron un 6 por ciento más eficientemente cuando se movían que cuando descansaban, incluso cuando descansaban, de modo que la corriente permitía que el agua fluyera directamente a sus bocas.
Por razones obvias, puede ser difícil hacer un seguimiento de un tiburón que nada constantemente, por lo que es difícil para los científicos saber cómo o cuándo descansan. Un experimento con un tiburón pequeño, el pez espinoso, indicó que la natación está coordinada por la médula espinal, no por el cerebro, por lo que los tiburones pueden apagar su cerebro y descansar mientras todavía nadan
Puede que no hayan dormido como los humanos (por un lado, tenían los ojos abiertos), pero parece que los tiburones pueden descansar un poco. Muchos otros tiburones de arrecife también se han observado inmóviles en el fondo, incluso fuera de las cuevas. Los científicos aún no están exactamente seguros de cómo pueden hacer esto.