Per respirare sott’acqua, i pesci devono estrarre l’ossigeno disciolto dall’acqua. Lo fanno utilizzando le branchie.1 L’acqua entra nella bocca del pesce e poi il pesce spinge l’acqua attraverso le branchie, passando attraverso molti piccoli vasi sanguigni e uscendo dalle fessure branchiali. Le branchie prendono l’ossigeno dall’acqua e lasciano che l’acqua elimini l’anidride carbonica e l’ammoniaca dai vasi sanguigni delle branchie. I filamenti branchiali sono la parte rossa e carnosa delle branchie; portano l’ossigeno nel sangue. Ogni filamento ha migliaia di rami sottili (lamelle) che sono esposti all’acqua. I rami contengono capillari sanguigni sotto un sottile epitelio che separa il sangue dall’acqua, permettendo all’ossigeno e all’anidride carbonica di passare facilmente.
Tuttavia, non tutti i pesci si affidano completamente alle branchie per respirare. Alcune specie di pesci assorbono gran parte dell’ossigeno necessario attraverso la pelle, soprattutto quando sono giovani. Altre hanno polmoni o altre camere d’aria accessorie che si sono sviluppate per respirare aria dalla superficie dell’acqua, e queste specie di pesci possono annegare se non hanno accesso alla superficie dell’acqua.
Filamenti branchiali
I filamenti branchiali dei pesci hanno funzioni simili ai polmoni delle persone: sono l’organo responsabile dell’assorbimento dell’ossigeno e dell’espulsione dell’anidride carbonica. Le branchie regolano anche i livelli di ioni minerali e il pH del sangue, oltre ad essere il luogo principale di escrezione dei rifiuti azotati, sotto forma di ammoniaca.
I filamenti branchiali dei pesci ossei sono chiamati anche “lamelle primarie”.2 Sono strutture intricate che hanno un’ampia superficie. Le “lamelle secondarie” più piccole sono propaggini dei filamenti primari. Le lamelle secondarie contengono piccoli capillari sanguigni e il sangue scorre in direzione opposta all’acqua. Di conseguenza, l’acqua che scorre accanto alle lamelle secondarie ha sempre una concentrazione di ossigeno superiore a quella del sangue, per cui l’ossigeno viene assorbito lungo tutta la lunghezza delle lamelle secondarie. In questo modo, anche l’anidride carbonica viene diffusa passivamente dal sangue all’acqua.
I pesci che nuotano attivamente hanno filamenti branchiali molto sviluppati per massimizzare l’assorbimento di ossigeno. I pesci sedentari che vivono sul fondo di solito hanno filamenti branchiali che assorbono volumi minori, poiché sono meno attivi e non utilizzano l’ossigeno così rapidamente.
Archi branchiali
La maggior parte dei pesci ha tre o più archi branchiali su ciascun lato del corpo. Questi sostengono i filamenti branchiali e sono cartilaginei o ossei e hanno la forma di un boomerang. Ogni arco branchiale è composto da un arto superiore e uno inferiore, uniti nella parte posteriore. Agli archi branchiali sono attaccati i filamenti branchiali e i rastrelli branchiali.
Gli archi branchiali offrono supporto alle branchie e ai vasi sanguigni.2 Le arterie che entrano nelle branchie portano sangue con poco ossigeno e un’alta concentrazione di rifiuti. Le arterie che escono dalle branchie contengono sangue con pochi rifiuti e ricco di ossigeno.
I raker branchiali
I branchiali sono proiezioni ossee che aiutano il pesce a nutrirsi.3 Sono rivolti in avanti e verso l’interno degli archi branchiali. Il loro numero e la loro forma variano in base alla dieta del pesce: le branchie ampiamente distanziate sono evidenti nei pesci che mangiano prede di grandi dimensioni, come altri pesci, che impediscono alla preda di liberarsi e di sfuggire tra le branchie. Un numero maggiore di branchiali sottili e più lunghi si nota nei pesci che mangiano prede più piccole. Le specie che consumano plancton e sostanze minuscole sospese nell’acqua hanno branchiali estremamente lunghi e sottili. Alcuni pesci ne hanno più di 150 solo sull’arco inferiore. Questi aiutano a raccogliere le particelle di cibo nella gola che possono essere inghiottite, mentre l’acqua viene fatta uscire attraverso le fessure branchiali.
