מערכת הנשימה
נשימה בבעלי חיים שונים

בבעלי חיים קטנים מאד, כדוגמת חד תאיים, חילופי הגזים נעשים בדיפוזיה, דרך שטח הפנים של גופם. דיפוזיה אינה מהווה פתרון יעיל לאספקת חמצן עבור יצורים אשר ממדיהם עולים על ממלימטרים ספורים. אצל בעלי חיים גדולים יותר קיימים פתרונות שונים: ריאות, זימים, צנורות נשימה ונשימה עורית. בריאות, שטח הנשימה שקוע בתוך חלל, בתוך הגוף. לעומתן, אצל חלק גודל מהיצורים החיים במים מערכת הנשימה בנויה זימים בעלי סעיפים הבולטים אל מחוץ לגוף. זה המצב אצל דגי הגרם . קשתות הזימים מורכבות מעלעלי זימים, המכוסים בשכבת תאים דקה. הם יוצרים שטח מגע נרחב בין רשת נימי דם המצויים בהם לבין המים. הדגים לוקחים מים לפיהם, מזרימים אותם על פני הזימים ופולטים אותם דרך פתחי הזימים, משני צידי הגוף. גזי החמצן והפחצן הדו-חמצני מוחלפים בפעפוע בין המים לבין הדם בנימים, על יסוד העיקרון של הזרימה הנגדית. גם אצל המצב אצל מחויצי הזימים וגם אצל ראשני טריטונים וסלמנדרות הזימים נמצאים מחוץ לחלל הגוף. ראשנים של דו חיים חסרי זנב (כגון צפרדעים וקרפדות), מפתחים בשלב מוקדם כיס המכיל את הזימים. כאשר הם גדלים ומתפתחים, הראשנים עוברים שינויים בכל מערכות גופם ורובם מפתחים בהדרגה ריאות. בעל חיים בוגר מקבוצת הדו-חיים הוא בעל ריאות שמיבנן פשוט והן בנויות כשקי אוויר גדולים. מבנה זה שונה מריאות העופות והיונקים, המחולקות לחללים קטנים וצפופים - הנאדיות. מנגנון קליטת האוויר לריאות שונה אצל דו-חיים לעומת האדם. את האוויר הם שואפים על ידי בליעתו בכוח, ולא על ידי שינויים בלחץ בתוך הריאות. אצל הצפרדעים ניתן לראות תנודה מעלה-מטה של העור בקרקעית הפה. תנודה זו מנפחת את הריאות ומרוקנת אותן. הריאות הפשוטות הללו אינן מצליחות לספק את החמצן הדרוש לדו-חיים כך שהוא משלים את החסר בעזרת קליטת חמצן ישירות דרך העור - נשימה עורית. כדי להגביר את פעפוע הגזים אל הגוף והחוצה, העור חייב להיות לח ודק. נשימה עורית חשובה גם אצל הראשנים.
זוחלים נושמים באמצעות ריאות, המפוצלות יותר מאלו של הדו-חיים, לכן בעלי שטח פנים גדול יותר. רוב הזוחלים הם חסרי סרעפת ולכן פעולת השאיפה והנשיפה שהיא מתבצעת בעזרת שרירים בן צלעתיים, המקטינים ומגדילים את נפח בית החזה. בזמן פעילות גופנית מאומצת, הזוחלים נאלצים לעצור את נשימתם, מכיוון שהשרירים המשמשים בתהליך הנשימה הם אותם שרירים המשתתפים בתנועה מהירה. לכן, היכולת האירובית שלהם מוגבלת, והם עוברים תוך זמן קצר להפקת אנרגיה בנשימה תאית אנארובית.
מערכת הנשימה של העופות בנויה ריאות שאינן משנות את נפחן ועוד כ-9 שקי אוויר שמתנפחים ומתרוקנים בעזרת פעולת השרירים. מערכת זו משוכללת יותר ממערכת הנשימה אצל היונקים. כאשר הצפור שואפת אוויר, האוויר עובר בשני מסלולים-חלקו עובר ישר אל הריאות ומשם אל שקי האוויר הקדמיים, אך חלקו האחר נכנס אל שקי האוויר האחוריים, לאגירה זמנית. כאשר היא נושפת, האוויר שמילא את השקים הקדמיים יוצא החוצה, אך האוויר שנאגר בשקים האחוריים(אוויר עשיר בחמצן שעדיין לא עבר בריאות), מועבר אל הריאות לאספקה נוספת של חמצן למחזור הדם, ומשם יוצא אל השקים הקדמיים. בעזרת שסתומים נשמר כיוון זרימה קבוע של האוויר משקי האוויר האחוריים, דרך הריאות, אל שקי האוויר הקדמיים ומשם החוצה. התוצאה היא שגם בשאיפה וגם בנשיפה זורם בריאות אוויר עשיר בחמצן. הדם זורם בכוון נגדי לכוון זרימת האוויר בריאות ותודות למנגנון הזרימה הנגדית, חמצן מפעפע מן הריאות אל הדם אפילו בזמן יציאת האוויר מהריאות.
גופם של החרקים עטוף בעטיפה האוטמת את כולו ומונעת איבוד מים. בעטיפה זו יש מספר פתחים אשר מהם מסתעפת מערכת צינוריות אל תוך הגוף-טרכיאות וטרכיאולות. רשת הטרכיאולות מסתעפת מהטרכיאות וחודרת לכל אברי הגוף, כולל רגליים וכנפיים. על ידי התפשטות והתכווצות חלל הבטן של החרק מתבצעים חילופי האוויר בין הטראכיאות (צנורות הנשימה), לבין האוויר החיצוני. מהטרכיאות האוויר מגיע אל הטרכיאולות. בקצה הטרכיאולות מצוי נוזל. החמצן מתמוסס בנוזל זה ומפעפע אל רקמות הגוף. הפחמן הדו-חמצני עובר דרך הפוכה. הוא עובר מהרקמה אל הנוזל בקצה הטרכיאולה, ממנו עובר לאוויר שבטרכיאה ומשם יוצא החוצה. בעצם רואים בחרקים חדירה של הסביבה החיצונית אל תוך גופו של בעל החיים, בדומה למצב בריאותיהם של הזוחלים, העופות והיונקים. אולם, לחרקים יש יכולת לפתוח ולסגור פתחי טרכיאות.