Alguna vez te has preguntado, ¿Cómo respiran los peces? tal vez la respuesta obvia fue: Claro, lo hacen por medio de branquias, y es correcto. Pero en esta oportunidad, repasaremos lo que en realidad ocurre en la respiración de los peces, de manera clara, sencilla y no tan profunda.
Como siempre algo de lo general para entender lo específico. Debido a que las propiedades físicas del aire y el agua son significativamente diferentes, las estrategias que los animales emplean para ventilar la superficie respiratoria varían según que se encuentren en el aire o en el agua. La mayoría de los animales que utilizan el agua como medio respiratorio cuentan con branquias ventiladas de forma "unidireccional", mientras casi todos los animales que respiran en el aire presentan pulmones con ventilación corriente (como nosotros) o utilizan un sistema de tubos de aire como es el caso de los insectos.
El contenido de oxígeno en el aire es alrededor de 30 veces mayor que en el agua, de modo que los animales que respiran en el agua se ven obligados a ventilar la superficie respiratoria unas 30 veces más enérgicamente para transportar la misma cantidad de oxígeno por la superficie respiratoria. El agua es asimismo más densa y viscosa que el aire, por lo que requiere un mayor esfuerzo transportar determinado volumen de agua que el mismo volumen de aire. En el caso de la ventilación corriente, un animal debe dedicar energía a invertir la dirección del aire hacia dentro y hacia fuera de la cavidad respiratoria, tal como un pulmón. Con la ventilación unidireccional, el organismo sólo debe transportar el líquido en una única dirección, por lo que requiere menor cantidad de energía que la anterior. La ventilación unidireccional también hace posible que la sangre circule contracorriente (es algo que veremos más adelante), mejorando así la eficiencia en la extracción de oxígeno. Por todas estas razones, los organismos acuáticos que presentan branquias en general las ventilan de forma unidireccional.
Los peces utilizan algo así como una bomba bucal-opercular para la ventilación. ¿Qué rayos significa esto?
Las branquias de los peces se ubican en las llamadas cavidades operculares, cámaras a las que se llega por la cavidad bucal y que se encuentran protegidas por una cubierta llamada opérculo. El agua entra por la boca, a través de la cavidad bucal, pasa a la cavidad opercular y luego sale por la hendidura o válvula formada por el opérculo. Los peces deben ventilar las branquias, y lo hacen cuando abren la boca. Cuando el pez hace esto, el agua entra a la cavidad bucal, el opérculo (por donde sale el agua) permanece cerrado, y la cavidad opercular achicada. Al momento de que el pez cierra la boca, achica la cavidad bucal y el agua es impulsada por presión a la cavidad opercular, la cual se expande por el ingreso de agua, en este momento la cavidad bucal queda achicada. A partir de allí, la cavidad opercular expulsa el agua por el opérculo, en camino a ser expulsada pasa por los filamentos branquiales o las branquias en otras palabras, donde realiza el intercambio gaseoso en el cual obtiene el oxígeno y desecha el dióxido de carbono; termina su recorrido cuando sale por el opérculo. Al salir, este se cierra y el pez abre nuevamente la cavidad bucal, así sucesivamente.
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Vista lateral y corte horizontal. Extraído de: Moyes, C. 2007. Principios de Fisiología Animal. Pearson Educación, S.A., Madrid, España.
Muchos peces activos (que no paran de nadar) como el atún y algunas especies de tiburón usan la ventilación pasiva. Si un pez nada hacia adelante con la boca abierta, el agua fluye por las braquias sin necesidad de bombearla con los músculos de la cavidad bucal y opercular. Esto porque no tienen bien desarrollado su sistema bucal-opercular como los demás peces. Esta estrategia es bastante eficaz ya que no necesitan energía para ventilar la superficie respiratoria, aunque puede ser contraproducente, porque puede aumentar el esfuerzo de locomoción. En otras palabras, el pez no puede dejar de nadar porque se ahogaría. ¿Es irónico cierto?
Las branquias de los peces son bastante complejas y tienen una gran superficie para el intercambio gaseoso, estas poseen cuatro arcos branquiales junto con sus vasos sanguíneos aferentes y eferentes. Cada arco branquial sostiene dos hileras de filamentos branquiales que se proyectan en forma de V, de modo que la branquia en su totalidad forma una especie de tamiz. Los vasos sanguíneos recorren los filamentos y se encargan de transportar sangre a las superficies respiratorias, estos filamentos están cubiertos por estructuras llamadas lamelas secundarias, los cuales están bastante vascularizadas y actúan como una superficie respiratoria principal. La cantidad de filamentos y lamelas y la superficie branquial total varían de una especie a otra, las especies de peces más activas tienden a contar con una mayor cantidad de lamelas y una superficie mayor. La corriente sanguínea por las lamelas fluye a contracorriente con respecto del flujo de agua por las branquias. Cuando se encuentran correctamente los flujos por este sistema, la extracción de oxígeno del agua puede alcanzar una eficacia de hasta el 70%.
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Estructura de una branquia de pez. Extraído de: Moyes, C. 2007. Principios de Fisiología Animal. Pearson Educación, S.A., Madrid, España.
Dentro de todos los procesos específicos que ocurren dentro de la respiración, esto es lo más relevante. Espero que les haya gustado y aclarado algunas dudas. Un fuerte abrazo.
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Hola @themarinecoffe, buenas tades. ¡Muy buena información!
Noté que eres nuevo y me alegra que hayas empezado con el pie derecho, pero hay otras cosas que debes tener en cuenta al momento de publicar.
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Saludos :)
Gracias por las observaciones, de verdad lo de la etiquetas es algo importante, lo tomaré muy en cuenta. Saludos!