Direkt och indirekt andning

Hos små vattenlevande djur som toffeln eller hydran är gasutbytet en mycket enkel process: löst syre diffunderar från det omgivande vattnet in i cellerna och koldioxid diffunderar ut och det behövs inget speciellt andningssystem. Denna typ av andning kallas direktandning, eftersom kroppens celler direkt utbyter syre och koldioxid med miljön.

Med tillkomsten av mer välorganiserade, komplexa former blev direkt gasutbyte mellan varje djurcell och miljön omöjligt.

Någon typ av indirekt andning krävdes, med kroppsstrukturer specialiserade för denna funktion. Det specialiserade organet måste ha en tunn vägg (membranet på denna vägg måste vara semipermeabelt) för att inte hindra diffusion; den måste alltid ha en våt yta så att syre och koldioxid kan lösas i vattnet; slutligen måste den vara väl försedd med blod. Fiskar, krabbor, kräftor och många andra djur har utvecklat gälar för indirekt andning; högre ryggradsdjur - reptiler, fåglar och däggdjur - utvecklade lungor; Daggmasken använder sin fuktiga hud för att andas; insekter har luftstrupar - rör som penetrerar hela kroppen och kommunicerar med den yttre miljön genom porer.

Under indirekt andning innefattar gasutbytet mellan kroppens celler och miljön två faser - extern och intern. Extern andning består av utbyte av gaser genom diffusion mellan den yttre miljön och blodet med hjälp av ett specialiserat andningsorgan, såsom lungan hos däggdjur. Intern andning innebär utbyte av gaser mellan blod och kroppsceller.

Överföringen av gaser mellan dessa två andningsfaser utförs av cirkulationssystemet.