Pour respirer sous l'eau, les poissons doivent extraire l'oxygène dissous de l'eau. Ils le font en utilisant leurs branchies. L'eau pénètre dans la bouche du poisson, puis le poisson force l'eau à travers ses branchies, à travers de nombreux petits vaisseaux sanguins et à travers les fentes branchiales. Les branchies prennent l'oxygène de l'eau et laissent l'eau évacuer le dioxyde de carbone et l'ammoniac des vaisseaux sanguins dans les branchies. Les filaments branchiaux sont la partie rouge et charnue des branchies; ils prennent l'oxygène dans le sang. Chaque filament a des milliers de fines branches (lamelles) qui sont exposées à l'eau. Les branches contiennent des capillaires sanguins sous un épithélium fin qui sépare le sang de l'eau, permettant à l'oxygène et au dioxyde de carbone de passer facilement.
Cependant, tous les poissons ne dépendent pas entièrement de leurs branchies pour respirer. Certaines espèces de poissons absorbent une grande partie de leur oxygène nécessaire à travers la peau, en particulier lorsqu'ils sont juvéniles. D'autres ont des poumons ou d'autres chambres à air accessoires qui se sont développées pour respirer l'air de la surface de l'eau, et ces espèces de poissons peuvent se noyer si elles n'ont pas accès à la surface de l'eau.
Filaments branchiaux
Les filaments branchiaux chez les poissons ont des fonctions comme les poumons chez les humains :c'est l'organe responsable de l'absorption de l'oxygène et de l'expulsion du dioxyde de carbone. Les branchies régulent également les niveaux d'ions minéraux et le pH du sang, tout en étant le principal site d'excrétion des déchets azotés, sous forme d'ammoniac.
Les filaments branchiaux des poissons osseux sont également appelés "lamelles primaires". Ce sont des structures complexes qui ont une grande surface. Les "lamelles secondaires" plus petites sont des ramifications des filaments primaires. Les lamelles secondaires contiennent de petits capillaires sanguins et le sang circule dans le sens opposé de l'eau. En conséquence, l'eau qui coule à côté des lamelles secondaires a toujours une concentration en oxygène plus élevée que celle dans le sang, de sorte que l'oxygène est absorbé sur toute la longueur des lamelles secondaires. De cette manière également, le dioxyde de carbone est diffusé passivement du sang dans l'eau.
Les poissons qui nagent activement ont des filaments branchiaux très développés pour maximiser l'absorption d'oxygène. Les poissons sédentaires qui vivent au fond ont généralement des filaments branchiaux qui absorbent de plus petits volumes, car ils sont moins actifs et n'utilisent pas l'oxygène aussi rapidement.
Arches branchiales
La plupart des poissons ont trois arcs branchiaux ou plus de chaque côté du corps. Ceux-ci soutiennent les filaments branchiaux et sont cartilagineux ou osseux et en forme de boomerang. Chaque arc branchial se compose d'un membre supérieur et d'un membre inférieur qui se rejoignent dans le dos. Des filaments branchiaux et des branchiospines sont attachés aux arcs branchiaux.
Les arcs branchiaux offrent un soutien aux branchies ainsi qu'aux vaisseaux sanguins. Les artères qui pénètrent dans les branchies apportent du sang à faible teneur en oxygène et à forte concentration de déchets. Les artères qui partent des branchies contiennent du sang avec peu de déchets riches en oxygène.
branchiospines
Les branchiospines sont des saillies osseuses qui aident les poissons à se nourrir. Elles pointent vers l'avant et vers l'intérieur à partir des arcs branchiaux. Leur nombre et leur forme varient en fonction du régime alimentaire des poissons:des branchiospines largement espacées sont évidentes sur les poissons qui mangent de grosses proies, comme d'autres poissons, ce qui empêche la proie de se libérer et de s'échapper entre les branchies. Un plus grand nombre de branchiospines plus minces et plus longues sont observées sur les poissons qui mangent des proies plus petites. Espèces qui consomment du plancton et de minuscules matières en suspension dans les branchiospines des sports nautiques qui sont extrêmement longues et fines. Certains poissons en ont plus de 150 juste sur l'arche inférieure. Ceux-ci aident à collecter les particules de nourriture dans la gorge qui peuvent être avalées, tandis que l'eau est évacuée par les fentes branchiales.
