Pour respirer sous l’eau, les poissons doivent extraire l’oxygène dissous dans l’eau. Pour ce faire, ils utilisent leurs branchies.1 L’eau pénètre dans la bouche du poisson, puis le poisson pousse l’eau à travers ses branchies, à travers de nombreux vaisseaux sanguins minuscules, et à travers les fentes branchiales. Les branchies absorbent l’oxygène de l’eau et laissent l’eau évacuer le dioxyde de carbone et l’ammoniac des vaisseaux sanguins des branchies. Les filaments branchiaux sont la partie rouge et charnue des branchies ; ils absorbent l’oxygène dans le sang. Chaque filament comporte des milliers de fines branches (lamelles) qui sont exposées à l’eau. Les branches contiennent des capillaires sanguins sous un fin épithélium 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 l’oxygène dont elles ont besoin par la peau, en particulier lorsqu’elles sont juvéniles. D’autres ont des poumons ou d’autres chambres à air accessoires qui se sont développés pour respirer l’air de la surface de l’eau. Ces espèces de poissons peuvent se noyer si elles n’ont pas accès à la surface de l’eau.
Filaments branchiaux
Les filaments branchiaux des poissons ont des fonctions similaires à celles des poumons chez l’homme : 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, et constituent le principal site d’excrétion des déchets azotés, sous forme d’ammoniaque.
Les filaments branchiaux des poissons osseux sont également appelés « lamelles primaires ».2 Il s’agit de structures complexes présentant 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 s’écoule dans la direction opposée à celle de l’eau. Par conséquent, l’eau qui coule à côté des lamelles secondaires a toujours une concentration en oxygène plus élevée que celle du sang, de sorte que l’oxygène est absorbé sur toute la longueur des lamelles secondaires. C’est également de cette manière que le dioxyde de carbone est diffusé passivement du sang vers l’eau.
Les poissons qui nagent activement ont des filaments branchiaux très développés pour maximiser l’absorption d’oxygène. Les poissons sédentaires qui vivent sur le 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.
Arcs branchiaux
La plupart des poissons possèdent trois arcs branchiaux ou plus de chaque côté du corps. Ils supportent les filaments branchiaux et sont cartilagineux ou osseux, en forme de boomerang. Chaque arc branchial se compose d’une branche supérieure et d’une branche inférieure qui se rejoignent à l’arrière. Les filaments branchiaux et les branchiospines sont attachés aux arcs branchiaux.
Les arcs branchiaux soutiennent les branchies ainsi que les vaisseaux sanguins.2 Les artères qui pénètrent dans les branchies apportent du sang contenant peu d’oxygène et une forte concentration de déchets. Les artères qui quittent les branchies contiennent du sang avec peu de déchets et riche en oxygène.
Les branchies
Les branchiospines sont des projections osseuses qui aident le poisson à se nourrir.3 Elles sont orientées vers l’avant et vers l’intérieur à partir des arcs branchiaux. Leur nombre et leur forme varient en fonction du régime alimentaire du poisson : les branchiospines largement espacées sont évidentes chez 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 fines et plus longues sont observées chez les poissons qui mangent des proies plus petites. Les espèces qui consomment du plancton et des matières minuscules en suspension dans l’eau ont des branchiospines extrêmement longues et fines. Certains poissons en possèdent plus de 150, uniquement sur l’arc inférieur, ce qui permet de collecter dans la gorge les particules de nourriture qui peuvent être avalées, tandis que l’eau est évacuée par les fentes branchiales.
