L'acqua era il terreno fertile perfetto per i primi segni di vita sul pianeta Terra. Per 4,5 miliardi di anni, l'evoluzione all'interno dei mari e degli oceani ha prodotto esseri completamente adattati alla vita nell'acqua.
Uno degli aspetti più sorprendenti è la modifica della respirazione subacquea fino a raggiungere l'apparato respiratorio dei pesci. Lo vuoi sapere? Continua a leggere.
Il segreto della respirazione subacquea
Sebbene possa sembrare semplice, l'evoluzione delle diverse forme di assorbimento di ossigeno nell'acqua raggiunge il suo apice con la complessa respirazione branchiale dei pesci.
Molti animali acquatici hanno questa strategia, ma non così evoluta ed efficiente come quella dei pesci ossei o degli osteicti. Ve ne parleremo di seguito.
Branchie: i polmoni dei pesci
Le branchie o branchie sono gli organi respiratori degli animali che vivono e respirano nell'acqua. Con forme semplici negli animali invertebrati e altamente evolute nei vertebrati, questi organi hanno l'importante funzione di effettuare lo scambio gassoso.
Come i polmoni, le branchie sono altamente irrigate dai vasi sanguigni. Ma, a differenza delle prime, le branchie non catturano l'ossigeno dall'aria ma dall'acqua.
Grazie al flusso continuo di questo liquido attraverso le piccole lamelle nelle branchie, gli animali con respirazione acquatica possono assorbire ossigeno e smaltire gas tossici.
Nel pesce osseo, le branchie si trovano su entrambi i lati della testa, in un foro chiamato cavità opercolare. Questa struttura è protetta dall'opercolo, che è la parte della testa dell'animale che può aprirsi verso l'esterno.
Le branchie sono sostenute dagli archi branchiali, che sono strutture che compaiono durante lo sviluppo embrionale e vengono mantenute in questo tipo di animale.
Curiosamente, durante lo sviluppo embrionale umano, questi archi branchiali compaiono e poi scompaiono e danno origine ad alcune delle strutture dell'orecchio interno.
Da ciascun arco branchiale emergono a forma di «V» i filamenti branchiali che, a loro volta, Hanno strutture chiamate lamelle dove avverrà lo scambio di gas. Come fa il pesce a portare l'acqua alle lamelle?
Il sistema respiratorio dei pesci
L'apparato respiratorio dei pesci è noto come pompa bucco-opercolare. Attraverso un sistema di variazioni di pressione tra la bocca e le calotte, i pesci osteíctios effettuano lo scambio gassoso.
Durante la respirazione, il pesce apre la bocca e abbassa la lingua, esercitando così una pressione negativa e invitando l'acqua a entrare nella cavità orale.
Dopo questo, il pesce chiude la bocca e alza la lingua, che aumenta la pressione e fa passare l'acqua nella cavità opercolare, dove la pressione è più bassa e si trovano le branchie.
A sua volta, la cavità opercolare si contrae e spinge l'acqua attraverso le lamelle ed esce passivamente dall'opercolo. Quando il pesce riapre la bocca, è possibile che una certa quantità d'acqua rifluisca attraverso l'opercolo.
Come respirano i pesci condritti?
I pesci condritti o pesci cartilaginei sono quelli che hanno uno scheletro fatto di cartilagine anziché di ossa, ad eccezione della mascella, che è ossea. Sono, ad esempio, squali e razze.
Questi animali evolutivamente più vecchi non hanno il sistema oro-opercolare. A causa di questo fatto, molte specie di squali e razze hanno bisogno di nuotare costantemente con la bocca socchiusa, in modo che l'acqua viaggi passivamente dalla bocca alle fessure branchiali (mancano di opercoli).
Alcune specie di condritti che tendono a rimanere fermi sui fondali, invece, hanno sviluppato un apparato respiratorio più simile a quello di altri pesci. Pertanto, non tutti gli squali muoiono per soffocamento quando smettono di nuotare.
Il sistema respiratorio del pesce polmonato
La diversità globale delle specie è talmente ricca da offrire anche la presenza di pesci con polmoni che ovviamente respirano aria anziché acqua.
Questi animali appartengono alla classe Sarcopterigi e sono strettamente imparentati con il primo pesce che ha dato origine agli animali terrestri. Sono note solo sei specie di dipnoa o lungfish, la maggior parte in Africa:
- pesce fango americano (Paradosso della lepidosirena).
- Protopterus anfibio.
- Polmone africano (Protopterus annectens).
- Polmone marmorizzato (Protopterus aethiopicus).
- Protopterus dolloi.
- Queensland o lungfish australiano (Neoceratodus forsteri).
Nonostante il suo rapporto con l'aria, questi animali sono totalmente legati all'acqua e dipendono da essa per sopravvivere.
Quando ci sono forti siccità, devono essere interrati e protetti con una sostanza appiccicosa che secernono per mantenere la pelle idratata. Nel frattempo, lasciano un'apertura nel terreno aperta in modo che possano respirare.
In conclusione, si osserva che esiste una grande varietà di apparati respiratori nei pesci, quasi tante quante sono le specie. Quando togliamo un pesce dall'acqua, le lamelle preposte allo scambio di gas si seccano e si attaccano l'una all'altra. Questo impedisce al pesce di respirare.
Inoltre, il soffocamento nei pesci è terribilmente lento e, alla fine, soffrono maggiormente dell'acidificazione che avviene nel loro sangue dopo l'accumulo di anidride carbonica.
