Η λειτουργία των βράγχιων στα ψάρια

Για να αναπνέουν κάτω από το νερό, τα ψάρια πρέπει να αντλούν διαλυμένο οξυγόνο από το νερό. Αυτό το κάνουν χρησιμοποιώντας τα βράγχια τους.1 Το νερό εισέρχεται στο στόμα του ψαριού και στη συνέχεια το ψάρι πιέζει το νερό να περάσει από τα βράγχια του, να περάσει από πολλά μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία και να βγει από τις σχισμές των βράγχιων. Τα βράγχια παίρνουν οξυγόνο από το νερό και αφήνουν το νερό να απομακρύνει διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία από τα αιμοφόρα αγγεία στα βράγχια. Τα νημάτια των βράγχιων είναι το κόκκινο, σαρκώδες τμήμα των βράγχιων- μεταφέρουν οξυγόνο στο αίμα. Κάθε νημάτιο έχει χιλιάδες λεπτές διακλαδώσεις (ελάσματα) που είναι εκτεθειμένες στο νερό. Οι διακλαδώσεις περιέχουν τριχοειδή αγγεία αίματος κάτω από ένα λεπτό επιθήλιο που διαχωρίζει το αίμα από το νερό, επιτρέποντας την εύκολη διέλευση του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα.

Ωστόσο, δεν βασίζονται όλα τα ψάρια πλήρως στα βράγχια τους για να αναπνεύσουν. Ορισμένα είδη ψαριών απορροφούν μεγάλο μέρος του απαραίτητου οξυγόνου τους μέσω του δέρματος, ιδίως όταν είναι νεαρά. Άλλα έχουν πνεύμονες ή άλλους βοηθητικούς αεροθαλάμους που έχουν αναπτυχθεί για να αναπνέουν αέρα από την επιφάνεια του νερού, και αυτά τα είδη ψαριών μπορεί να πνιγούν αν δεν έχουν πρόσβαση στην επιφάνεια του νερού.

Νήματα βράγχιων #

Τα νημάτια των βράγχιων στα ψάρια έχουν λειτουργίες όπως οι πνεύμονες στους ανθρώπους: είναι το όργανο που είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση του οξυγόνου και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα. Τα βράγχια ρυθμίζουν επίσης τα επίπεδα των ανόργανων ιόντων και το pH του αίματος, καθώς και αποτελούν το κύριο σημείο αποβολής αζωτούχων αποβλήτων, με τη μορφή αμμωνίας.

Τα νημάτια των βράγχιων των οστέινων ψαριών ονομάζονται επίσης “πρωτογενή ελάσματα”.2 Πρόκειται για περίπλοκες δομές που έχουν μεγάλη επιφάνεια. Τα μικρότερα “δευτερεύοντα ελάσματα” είναι παραφυάδες των πρωτογενών νηματίων. Τα δευτερεύοντα ελάσματα περιέχουν μικρά τριχοειδή αγγεία αίματος και το αίμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση του νερού. Ως αποτέλεσμα, το νερό που ρέει δίπλα στα δευτερεύοντα ελάσματα έχει πάντα υψηλότερη συγκέντρωση οξυγόνου από εκείνη του αίματος, οπότε το οξυγόνο απορροφάται σε όλο το μήκος των δευτερευόντων ελασμάτων. Με αυτόν τον τρόπο, επίσης, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται παθητικά από το αίμα στο νερό.

Τα ψάρια που κολυμπούν ενεργά διαθέτουν βράγχια που είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένα για να μεγιστοποιούν την απορρόφηση του οξυγόνου. Τα καθιστικά ψάρια που ζουν στο βυθό έχουν συνήθως νημάτια βράγχιων που απορροφούν μικρότερες ποσότητες, καθώς είναι λιγότερο δραστήρια και δεν χρησιμοποιούν το οξυγόνο τόσο γρήγορα.

Αψίδες βράγχιων #

Τα περισσότερα ψάρια έχουν τρία ή περισσότερα βράγχια τόξα σε κάθε πλευρά του σώματος. Αυτά στηρίζουν τα νημάτια των βράγχιων και είναι χόνδρινα ή οστέινα και έχουν σχήμα μπούμερανγκ. Κάθε τόξο βράγχιου αποτελείται από ένα άνω και ένα κάτω άκρο που ενώνονται στο πίσω μέρος. Τα νημάτια των βράγχιων και οι ρακόρ βράγχιων είναι προσαρτημένα στα τόξα των βράγχιων.

Τα βράγχια τόξα προσφέρουν στήριξη στα βράγχια καθώς και στα αιμοφόρα αγγεία.2 Οι αρτηρίες που εισέρχονται στα βράγχια φέρνουν αίμα με χαμηλό οξυγόνο και υψηλή συγκέντρωση αποβλήτων. Οι αρτηρίες που εξέρχονται από τα βράγχια περιέχουν αίμα με λίγα απόβλητα που είναι πλούσιο σε οξυγόνο.

Ρακοσυλλέκτες των βράγχιων #

Οι ρακόρ των βράγχιων είναι οστέινες προεξοχές που βοηθούν το ψάρι να τραφεί.3 Δείχνουν προς τα εμπρός και προς τα μέσα από τα τόξα των βράγχιων. Ο αριθμός και το σχήμα τους ποικίλλουν ανάλογα με τη διατροφή του ψαριού: οι ευρέως διατεταγμένες ρακόρ βράγχιων είναι εμφανείς στα ψάρια που τρώνε μεγάλα θηράματα, όπως άλλα ψάρια, τα οποία εμποδίζουν το θήραμα να ελευθερωθεί και να διαφύγει μεταξύ των βράγχιων. Ένας μεγαλύτερος αριθμός λεπτότερων, μακρύτερων σχισμών βράγχιων παρατηρείται σε ψάρια που τρώνε μικρότερα θηράματα. Τα είδη που καταναλώνουν πλαγκτόν και μικροσκοπική ύλη που αιωρείται στο νερό διαθέτουν βράγχια που είναι εξαιρετικά μακριά και λεπτά. Ορισμένα ψάρια έχουν περισσότερα από 150 μόνο στο κάτω τόξο.Αυτά βοηθούν στη συλλογή σωματιδίων τροφής στο λαιμό που μπορούν να καταποθούν, ενώ το νερό εξέρχεται από τις σχισμές των βράγχιων.