كيف تتنفس الأسماك تحت الماء؟

مثل البشر، تحتاج الأسماك إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة، فكيف يتنفسون تحت الماء؟ يساعد الأكسجين على إطلاق الطاقة التي تدفع أجسامنا من الجلوكوز الكيميائي السكري في عملية تسمى التنفس. التنفس يطلق غازًا آخر، ثاني أكسيد الكربون، الذي يتم زفيره بواسطة الغوريلا والبشر والأسماك. يستنشق البشر الأكسجين من الهواء، عبر الفم، إلى الرئتين للتنفس بسهولة. ومع ذلك، فإن الأسماك لديها أصعب بكثير.

للتنفس، يجب على الأسماك إزالة جزيئات الأكسجين الذائبة في الماء باستخدام خياشيمها، وفقًا لإدارة ولاية أيوا من الموارد الطبيعية. ومع ذلك، فإن كمية الأكسجين في الهواء أكبر بكثير من كمية الأكسجين في الماء. هذا يعني أن الأسماك تواجه صعوبة في التنفس أكثر من البشر. يشربون الماء في أفواههم تمامًا كما نشرب الهواء، ويفتحون ويغلقون شفاهنا.

ثم تتسرب هذه المياه من خلال الخياشيم، وهي الأعضاء التي تحتوي على العديد من الخيوط الريشية المصنوعة من جزيئات البروتين. تبدو الخيوط مثل شعيرات صغيرة على فرشاة. لديهم الآلاف من الأوعية الدموية الصغيرة لمساعدة الأكسجين على دخول مجرى الدم، حتى الأوعية الدموية أكثر من الرئتين البشرية. يوفر العدد الأكبر من الأوعية الدموية في الأسماك مساحة سطح أكبر بكثير لتمرير الأكسجين. وهذا يساعدهم على استخراج الأكسجين المذاب من الماء وإطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الماء.

كيف تعمل الخياشيم

الفرق في التصميم بين الرئتين والخياشيم هو السبب الرئيسي الذي يجعل الناس لا يستطيعون التنفس تحت الماء . الخياشيم أفضل بكثير من استخراج الأكسجين من الماء من الرئتين. يتم استخراج حوالي 75٪ من الأكسجين الذي يمر عبر خياشيم سمكة، وفقًا للمتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي.

تستخدم الأسماك أيضًا طاقة أقل للعيش من الثدييات مثل البشر، لذلك فهي تحتاج إلى كمية أقل من الأكسجين. ومع ذلك، فإنها تحتاج على الأقل بعض الأكسجين. وهذا يعني أن المياه ذات مستويات الأكسجين المنخفضة قاتلة للأسماك كما يمكن أن تكون مستويات الأكسجين المنخفضة في الهواء بالنسبة لنا. مناطق نقص الأكسجين ونقص الأكسجين، والتي تسمى أحيانًا المناطق الميتة، هي أجزاء من المحيط حيث الأكسجين نادر جدًا بحيث لا تستطيع الأسماك البقاء على قيد الحياة، وفقًا لـ المكتب الوطني لإدارة المحيطات والغلاف الجوي (NOAA).

إذا كان التنفس تحت الماء عملاً شاقًا، فلماذا لا تتنفس الأسماك الهواء كما نفعل؟ تحتاج الخياشيم إلى الماء للحفاظ على هيكلها ومنع أنسجتها الرقيقة من الانهيار. مثلما يغرق البشر تحت الماء، يمكن للأسماك أن تغرق في الهواء. إذا تعرضت الخياشيم للهواء الطلق لفترة طويلة جدًا، فقد تنهار وتسبب خنق الأسماك. إنها مناسبة بشكل خاص للحياة تحت الماء، مثلنا للحياة على الأرض!

استمر في القراءة:

يكتشفون أن الحيتان الحدباء تسافر حتى 6000 كيلومتر بحثًا عن رفيق.