l aparato respiratorio está compuesto de faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos y pulmones. Como en muchos vertebrados, pero sobre todo en los terrestres que pueden vivir fuera del agua, los mamíferos utilizan pulmones para realizar el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire inspirado y la sangre venosa; éstos se encuentran rodeados por una membrana, la llamada pleura, y divididos en alvéolos y lóbulos ampliamente vascularizados donde se realiza el intercambio gaseoso.

Los pulmones (generalmente dos en los mamíferos) se encuentran bien desarrollados (al contrario de lo que sucede con las aves, en los mamíferos no existen sacos aéreos). Estos órganos se comunican con la cavidad bucal a través de la laringe, la cual se encuentra dotada de un órgano fonador consistente en unas piezas cartilaginosas capaces de producir sonidos. En la boca existe un paladar secundario encargado de separar en su totalidad los aparatos respiratorio y digestivo.

El aparato excretor de los mamíferos está compuesto por riñones complejos (metanefríticos), formados por las cápsulas suprarrenales (encargadas de elaborar las hormonas corticosteroides), médula (parte más interna), corteza, y la pelvis renal (una cavidad en forma de embudo que desemboca en los uréteres).

Los uréteres van a parar a la vejiga urinaria, o bolsa en donde se almacena la orina hasta que es expulsada al exterior mediante la uretra. En los machos la uretra es además un órgano genital (está dentro del pene u órgano copulador).

El aparato reproductor de los mamíferos consta, en el caso de las hembras, de ovario, oviducto, útero y vagina. En el caso de los machos, de un pene copulador  y testículos (gónadas masculinas), éstos encerrados y suspendidos en el escroto; al contrario que en los demás animales, en los mamíferos los testículos se sitúan en el exterior del organismo.

La fecundación se realiza internamente; el huevo fecundado (que ocurre en la zona media de las trompas de Falopio) se implanta y desarrolla en la pared del útero, en una operación llamada anidación, generalmente con una fijación placentaria que le permitirá nutrirse comunicando la sangre de la madre y la del embrión.

Aunque la mayoría de los mamíferos son placentarios, algunos grupos primitivos, ejemplo de los monotremas que son ovíparos (como el ornitorrinco), o los marsupiales cuyas crías nacen muy tempranamente (como el canguro), no presentan placenta durante la gestación. El desarrollo embrionario o gestación de los mamíferos es un proceso complejo, según el animal de que se trate puede durar sólo 14 días (el caso de los pequeños roedores), o dilatarse hasta los 22 meses (ejemplo de los elefantes).

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