Пряме і непряме подих

У таких дрібних водних тварин, як туфелька або гідра, газообмін є дуже нескладним процесом: розчинений кисень дифундує з навколишньої води в клітини, а вуглекислота дифундує назовні, і в жодній особливій дихальній системі немає потреби. Таке дихання називають прямим, оскільки клітини організму безпосередньо обмінюються киснем та вуглекислотою з довкіллям.

З появою більш високо організованих, складних форм прямий газообмін між кожною клітиною тварини та навколишнім середовищем унеможливився.

Потрібен був якийсь вид непрямого дихання за участю спеціалізованих для цієї функції структур тіла. Спеціалізований орган повинен мати тонку стінку (мембрана цієї стінки має бути напівпроникною), щоб не перешкоджати дифузії; він повинен мати вологу поверхню, щоб кисень і вуглекислота могли бути розчинені у воді; нарешті, він повинен добре постачатися кров'ю. У риб, крабів, раків та багатьох інших тварин для непрямого дихання виробилися зябра; у вищих хребетних - рептилій, птахів та ссавців - виробилися легені; дощовий черв'як використовує для дихання свою вологу шкіру; комахи володіють трахеями - трубочками, що пронизують все тіло і сполучаються із зовнішнім середовищем через пори.

При непрямому диханні газообмін між клітинами тіла та середовищем включає дві фази — зовнішню та внутрішню. Зовнішнє дихання полягає в обміні газами шляхом дифузії між довкіллям і кров'ю за допомогою спеціалізованого органу дихання, наприклад легені у ссавців. Внутрішнє дихання полягає у газообміні між кров'ю та клітинами тіла.

Перенесення газів між цими двома фазами дихання здійснює система кровообігу.