L'eau était le terreau idéal pour les premiers signes de vie sur la planète Terre. Depuis 4,5 milliards d'années, l'évolution des mers et des océans a permis à des êtres de s'adapter parfaitement à la vie dans l'eau.
L'un des aspects les plus surprenants est la modification de la respiration sous-marine jusqu'à ce qu'elle atteigne le système respiratoire du poisson. Voulez-vous le savoir? continuer la lecture.
Le secret de la respiration sous-marine
Bien que cela puisse paraître simple, l'évolution des différentes formes d'absorption d'oxygène dans l'eau atteint son apogée avec la respiration branchiale complexe des poissons.
De nombreux animaux aquatiques ont cette stratégie, mais pas aussi évoluée et efficace que celle des poissons osseux ou des ostéiciens. Nous vous en parlerons ci-dessous.
Les branchies : les poumons des poissons
Les branchies ou branchies sont les organes respiratoires des animaux qui vivent et respirent dans l'eau. Avec des formes simples chez les invertébrés et très évoluées chez les vertébrés, ces organes ont pour fonction importante d'effectuer les échanges gazeux.
Comme les poumons, les branchies sont fortement irriguées par les vaisseaux sanguins. Mais, contrairement aux premières, les branchies ne captent pas l'oxygène de l'air mais de l'eau.
Grâce au flux continu de ce liquide à travers les petites lamelles des branchies, les animaux à respiration aquatique peuvent absorber de l'oxygène et évacuer des gaz toxiques.
Chez les poissons osseux, les branchies se trouvent des deux côtés de la tête, dans un trou appelé cavité operculaire. Cette structure est protégée par l'opercule, qui est la partie de la tête de l'animal qui peut s'ouvrir vers l'extérieur.
Les branchies sont soutenues par les arcs branchiaux, qui sont des structures qui apparaissent au cours du développement embryonnaire et sont maintenues chez ce type d'animal.
Fait curieux, au cours du développement embryonnaire humain, ces arcs branchiaux apparaissent puis disparaissent et donnent naissance à certaines des structures de l'oreille interne.
De chaque arc branchial émergent les filaments branchiaux en forme de « V » qui, à leur tour, Ils ont des structures appelées lamelles où auront lieu les échanges gazeux. Comment le poisson amène-t-il l'eau aux lamelles ?
Le système respiratoire des poissons
Le système respiratoire des poissons est connu sous le nom de pompe bucco-operculaire. Grâce à un système de changements de pression entre la bouche et les bouchons, Les poissons osteíctios effectuent l'échange gazeux.
Pendant la respiration, le poisson ouvre la bouche et abaisse la langue, exerçant ainsi une pression négative et invitant l'eau à pénétrer dans la cavité buccale.
Après cela, le poisson ferme la bouche et lève la langue, ce qui augmente la pression et fait passer l'eau dans la cavité operculaire, où la pression est plus faible et où se trouvent les branchies.
À son tour, la cavité operculaire se contracte et force l'eau à travers les lamelles et sort passivement de l'opercule. Lorsque le poisson ouvre à nouveau la bouche, il est possible qu'une certaine quantité d'eau reflue par l'opercule.
Comment respirent les poissons chondrichtyens ?
Les poissons chondrichtyens ou poissons cartilagineux sont ceux qui ont un squelette fait de cartilage au lieu d'os, à l'exception de la mâchoire, qui est osseuse. Ce sont, par exemple, les requins et les raies.
Ces animaux évolutifs plus âgés n'ont pas le système oro-operculaire. En raison de ce fait, de nombreuses espèces de requins et de raies doivent constamment nager la gueule entrouverte, de sorte que l'eau se déplace passivement de la bouche aux fentes branchiales (elles manquent d'opercules).
D'autre part, certaines espèces de chondrichtyens qui ont tendance à rester immobiles sur les fonds marins ont développé un système respiratoire plus similaire à celui des autres poissons. Par conséquent, tous les requins ne meurent pas d'étouffement lorsqu'ils arrêtent de nager.
Le système respiratoire du poisson-poumon
La diversité mondiale des espèces est si extrêmement riche qu'elle offre également la présence de poissons à poumons qui respirent évidemment de l'air au lieu de l'eau.
Ces animaux appartiennent à la classe Sarcoptérygiés et ils sont étroitement liés au premier poisson qui a donné naissance aux animaux terrestres. Seules six espèces de dipnoa ou de poisson poumon sont connues, la plupart en Afrique :
- Mudfish américain (Lepidosiren Paradoxe).
- Protopterus amphibius.
- Poisson poumon d'Afrique (Protopterus annectens).
- Poisson poumon marbré (Protopterus aethiopicus).
- Protopterus dolloi.
- Queensland ou poisson poumon australien (Neoceratodus forsteri).
Malgré sa relation avec l'air, ces animaux sont totalement liés à l'eau et en dépendent pour survivre.
En cas de sécheresse sévère, il faut les enterrer et les protéger avec une substance collante qu'elles sécrètent pour garder la peau hydratée. Pendant ce temps, ils laissent une ouverture dans le sol pour qu'ils puissent respirer.
En conclusion, on observe qu'il existe une grande variété d'appareils respiratoires chez les poissons, presque autant qu'il y a d'espèces. Lorsque l'on sort un poisson de l'eau, les lamelles chargées des échanges gazeux se dessèchent et se collent les unes aux autres. Cela empêche le poisson de respirer.
De plus, l'étouffement chez les poissons est terriblement lent et, au final, ils souffrent davantage de l'acidification qui se produit dans leur sang après l'accumulation de dioxyde de carbone.
