1. Požiadavka kyslíka :Väčšie zvieratá majú vyššiu celkovú dopyt po kyslíku v dôsledku zvýšenej telesnej hmoty a vyšších metabolických rýchlostí. To znamená, že na udržanie svojich bunkových procesov a výroby energie vyžadujú viac kyslíka.
2. pomer povrchovej plochy k objemu :S rastúcou veľkosťou zvieraťa sa povrchová plocha jeho respiračného systému (napr. Pľúca) nezvyšuje úmerne k zvýšeniu objemu a hmotnosti. To vytvára výzvu pri získavaní dostatočného kyslíka pasívnou difúziou naprieč dýchacími povrchmi.
3. Difúzne obmedzenia :Jednoduchá difúzia, proces, ktorým sa plyny pohybujú cez dýchacie povrchy, sa stáva menej účinnou na dlhšie vzdialenosti. U väčších zvierat sa zvyšuje vzdialenosť od dýchacieho povrchu k hlbším tkanivám, čo znižuje účinnosť difúzie.
4. obehový systém :Väčšie zvieratá majú rozsiahlejší obehový systém, s dlhšou vzdialenosťou, aby krv cestovala z pľúc do tkanív a späť. To vytvára ďalšiu odolnosť voči prietoku krvi, vďaka čomu je náročnejšie prepravovať kyslík do všetkých častí tela.
Na prekonanie týchto výziev sa veľké zvieratá vyvinuli špecializované dýchacie orgány, ktoré zvyšujú absorpciu kyslíka a výmenu plynu. Tieto úpravy im umožňujú splniť ich vyššie požiadavky na kyslík a udržiavať účinné dýchanie. Niektoré príklady špeciálnych dýchacích orgánov u veľkých zvierat zahŕňajú:
- pľúca :Cicavce, vtáky a niektoré plazy majú pľúca, vysoko zložené a účinné respiračné štruktúry, ktoré zvyšujú povrchovú plochu na výmenu plynu.
- vzduchové vaky :Vtáky majú jedinečný respiračný systém so vzduchovými vacami, ktorý zvyšuje prietok vzduchu, znižuje úsilie o dýchanie a pomáha pri efektívnej výmene plynu.
- tracheálny systém :Hmyz má tracheálny systém, sieť vetviacich vzduchových trubíc, ktoré priamo dodávajú kyslík do tkanív a obchádzajú potrebu pľúc.
- Gills :Vodné tvory ako ryby majú špecializované žiabre, ktoré extrahujú kyslík rozpustený vo vode, čo im umožňuje dýchať vo vodných prostrediach.
Tieto špecializované dýchacie orgány sa vyvinuli tak, aby vyhovovali špecifickým fyziologickým požiadavkám veľkých zvierat, čím sa zabezpečilo primerané dodávky kyslíka na podporu ich veľkosti a úrovne aktivity.