动物通过呼吸运动来获得氧气和排出二氧化碳。尽管由于动物的生活环境不同而具有不同的呼吸运动方式,但最终使动物的组织或细胞获得氧气和排出二氧化碳的方式是一致的,即通过溶解于液体中的气体(氧气和二氧化碳)的跨细胞膜顺气体分压梯度的单纯扩散运动。分压差和扩散面积越大,扩散的气体越多。气体分子的跨膜单纯扩散运动是不消耗细胞能量的运动。细胞获得氧气的最终结果是为细胞的代谢获得能量,因此,不耗能量获得氧气的过程是细胞获得能量的有效方式。呼吸运动保证细胞跟环境之间存在有利于气体交换的分压差。呼吸运动的本身会消耗一部分能量。

单细胞的原生动物和多细胞的海绵动物、扁形动物没有专门进行呼吸运动的呼吸器官。它们靠纤毛摆动来使氧分压较高、二氧化碳分压较低的水,取代细胞周围氧分压较低、二氧化碳较高的水。

昆虫虽然是较复杂的多细胞动物,但它不需要通过体内的血液来运输氧气和二氧化碳。它的体侧有许多气孔,通过分枝的气管深入身体的内部,体内的细胞周围的液体可直接跟大气进行气体交换。

水中动物一般有鳃。硬骨鱼的鳃是所有动物中最有效的呼吸器官。首先,它那漂浮在水中的八列鳃丝长出很多褶襞,形成许许多多的鳃小片,极大地扩展了鳃跟水的接触面,即气体扩散面。第二,薄鳃小片中的血流方向恰同水流方向相反,形成高效的气体逆流交换。第三,流过鳃的水流是单向的,保证了向鳃源源不断地输送氧分压高的水流。第四,鳃小片中血流不断地带走扩散进入毛细血管的氧气,使鳃小片中的氧分压下降,维持鳃小片两侧的分压差,促进氧气的扩散。(www.daowen.com)

陆地动物脱离了水环境,可以从高氧分压的大气中获得氧气。但是如果呼吸器官跟鳃一样允许气流单向地进出身体,会使体内丧失大量的水分。另外,干燥的扩散面不利于气体交换。于是,出现了允许呼吸双向气流出入的呼吸器官。气体由气管进入肺腔,然后再从肺腔气管排到体外。每次呼气后,在肺中还保留一部分气体,这样可以减少水分的散失。但它使肺腔中气体的氧分压低于大气中的氧分压,削弱了气体扩散的能力。

两栖类动物仅有二个袋状的肺,气体扩散面较小,需要有潮湿的皮肤来协助呼吸。爬行动物皮肤不透气,它们的肺呈蜂窝状,扩大了气体扩散面。哺乳动物的肺进一步发展,内部充满了肺泡,极大地扩展了气体扩散面,保证了哺乳动物大运动量和恒定体温的需要。鸟类呼吸器官的特化克服了陆生动物呼吸器官中双向气流的弱点,它除了肺以外,还有跟肺相通的前后两个能暂时贮存气体的气囊。它那双循环呼吸保证了每次进入肺腔的空气都是新鲜空气,提高了气体的分压差,促进了气体的交换,满足了鸟类高空飞行生活的需要。