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Così respirano i pesci (2)

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di Adriano Madonna
branco di pesci 2

per la prima parte (leggi qui)

Il ciclo dell’acqua

Vale la pena, a questo punto, osservare come “si muove l’acqua” attraverso l’apparato oro-opercolare (bocca e camera opercolare) del pesce per cedere ossigeno alle branchie.

Innanzitutto, l’acqua penetra nella bocca del pesce, anzi, più precisamente, vi penetra di forza, poiché nel momento in cui il pesce apre la bocca, crea nel cavo orale una depressione che richiama acqua dall’esterno. Nel momento successivo, il pesce chiude la bocca e il suo pavimento si solleva, facendo diminuire il volume del cavo orale e, di conseguenza, determinando un aumento di pressione dell’acqua. A questo punto, si chiude una sorta di valvola che impedisce all’acqua di tornare indietro e di fuoriuscire attraverso la bocca. Il flusso intero, quindi, viene spinto nelle camere opercolari e l’ingresso dell’acqua viene ulteriormente forzato da una dilatazione degli opercoli, che, generando una depressione, proprio com’era avvenuto nel cavo orale, richiamano acqua ancora più energicamente. Nel frattempo, il lembo del margine esterno dell’opercolo aderisce alla fessura opercolare e impedisce che venga richiamata acqua dall’esterno nelle camere opercolari. Il solo flusso che va ad attraversare gli interstizi tra le lamelle branchiali, dunque, è quello proveniente dalla bocca e ciò consente lo scambio gassoso in controcorrente.

Come abbiamo potuto vedere, tutto avviene con flusso d’acqua sotto pressione. Terminiamo, dunque, dicendo che quando la pressione interna supera quella esterna, il lembo opercolare si apre facendo fuoriuscire l’acqua che era penetrata attraverso la bocca.

Questa sorta di “ciclo dell’acqua” avviene in maniera continua e coordinata da una costante differenza di pressione tra il cavo orale e quello opercolare, che gli conferisce un sorta di funzionamento automatico.

la funzione delle branchie

La ventilazione forzata

Dobbiamo considerare che nell’acqua non c’è una grande quantità di ossigeno: di media, infatti, si va dal 4 al 6%. In base a ciò, pesci che necessitano di una forte ossigenazione, come il tonno, che macina migliaia di miglia a velocità sostenuta, attuano una sorta di ventilazione forzata, che si basa proprio sull’alta velocità di crociera. Questi pesci, dunque, a un certo punto aprono la bocca e consentono al flusso d’acqua di raggiungere le camere branchiali spinto dalla loro velocità di progressione. In questo modo, l’ossigenazione raggiunge livelli più alti del normale e può soddisfare le aumentate necessità metaboliche, cioè la produzione di quella grande quantità di energia necessaria per uno sforzo così ingente come una migrazione attraverso gli oceani.

Le cellule del cloro

Abbiamo visto come funziona l’apparato respiratorio dei pesci, in particolare come avvengono gli scambi gassosi tra acqua e sangue attraverso le branchie, ma è interessante precisare che queste ultime non hanno solo una funzione respiratoria ma intervengono anche nei processi osmotici. Se ricordate il discorso che abbiamo fatto relativamente ai pesci eurialini e stenoalini, ricorderete che nei pesci di mare, proprio per consentire l’equilibrio idro-salino, c’è necessità di eliminare sali in eccesso, mentre nei pesci d’acqua dolce i sali devono essere assunti. I pesci raggiungono questo scopo grazie alle cosiddette “cellule del cloro o del sale”, presenti proprio nel tessuto branchiale, con la funzione di regolare l’equilibrio idro-salino. E ancora, le branchie hanno anche una funzione escretrice, infatti eliminano l’ammoniaca che si forma dalla degradazione degli aminoacidi.

Per finire, ricordate le famose branchiospine, quella sorta di filtro di cui sono dotate le branchie per evitare il contatto tra lamelle e placton? Bene, oltre a essere una funzione protettiva, quella delle branchiospine è anche una funzione che coadiuva la nutrizione di molti pesci: infatti, diverse specie ittiche si nutrono del plancton trattenuto dalle branchiospine.

branchie

La respirazione cutanea

Abbiamo detto che esiste un altro tipo di respirazione, una respirazione “semplice”, la respirazione cutanea, che viene adottata da organismi poco evoluti, siano essi unicellulari o pluricellulari. In ogni caso, la respirazione cutanea ha anche una funzione ausiliaria, abbinandosi a quella di un sistema respiratorio polmonare o branchiale per ottimizzarne i risultati. Nei pesci, oltre alla respirazione branchiale, dunque, ha la sua importanza anche la respirazione cutanea, in special modo in pesci sedentari con metabolismo lento, come l’anguilla, in grado di trascorrere molto tempo all’asciutto grazie proprio alla respirazione cutanea. Il muco che ricopre l’epidermide di questo pesce contribuisce a evitarne la disidratazione e a permettere la respirazione cutanea. Questa è addirittura indispensabile nei nototenioidei, pesci che vivono nelle acque dell’Antartide, il cui sangue è privo di emoglobina per avere una minore viscosità in acque così fredde e consentire la circolazione. Mancando l’emoglobina, veicolo di trasporto dell’ossigeno, nei nototenioidei l’ossigenazione dei tessuti avviene in particolare attraverso la respirazione cutanea.

[Così respirano i pesci (2) – fine]

 branco di sardine

Dott. Adriano Madonna, Biologo Marino, ECLab Laboratorio di Endocrinologia Comparata, Università degli Studi di Napoli “Federico II”

Bibliografia

C. Agnisola – Lezioni di fisiologia degli organismi marini – Università di Napoli Federico II;
E. Padoa – Manuale di anatomia comparata dei vertebrati – Feltrinelli;
A. Poli – Fisiologia degli animali – Zanichelli;
O. Mangoni – Lezioni di biologia marina – Università di Napoli Federico II;
C. Motta – Lezioni di anatomia comparata – Università di Napoli Federico II;
G. Ciarcia e G. Guerriero – Lezioni di zoologia – Università di Napoli Federico II;
Hill, Wyse, Anderson – Fisiologia animale – Zanichelli;
Wehner, Gehring – Zoologia – Zanichelli.

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