Aqu @teach : Physiologie de la respiration
L’air que nous respirons est principalement de l’azote (78%) et de l’oxygène 21%. L’eau que les poissons « respirent » contient également de l’oxygène, mais à une concentration beaucoup plus faible, inférieure à 1%. De plus, comme l’eau est 840 fois plus dense que l’air et 60 fois plus visqueuse, il faut plus d’efforts pour que les poissons « respirent » pour extraire l’oxygène, soit environ 10 % de leur énergie métabolique. En comparaison, les animaux terrestres n’utilisent qu’environ 2% de leur énergie métabolique pour extraire l’oxygène de l’air. Par exemple, la truite arc-en-ciel doit déplacer environ 600 ml d’eau au-delà de ses branchies par minute par kg de poids alors que, en comparaison, les reptiles terrestres comme les tortues n’ont besoin que de déplacer 50 ml d’air min-1 kg-1 . Par conséquent, même si les branchies des poissons sont assez efficaces, il peut être difficile d’obtenir suffisamment d’oxygène dans l’eau environnante et parfois mettre la vie en danger.
Les poissons capturent l’oxygène à l’aide de leurs branchies qui sont en contact direct avec l’eau environnante et sont des proies faciles pour les parasites et les infections bactériennes. La surface totale des branchies est environ 10 fois la surface du corps entier. Les branchies jouent également un rôle important dans l’échange d’ions (maintien de l’équilibre acido-basique) et dans l’élimination des déchets, comme l’ammoniac. Ainsi, les poissons urinent essentiellement via leurs branchies ainsi que de respirer à travers eux. Pour obtenir de l’oxygène, l’eau est aspirée dans la cavité buccale, puis la bouche est fermée pour forcer l’eau à travers les deux opercules. Ce mouvement de pompage crée un flux d’eau unidirectionnel, contrairement à l’inhalation et à l’expiration par le même orifice chez les mammifères terrestres. Certains poissons, comme les requins, peuvent garder leur bouche ouverte pendant la baignade, ce qui semble fournir suffisamment d’eau sur les branchies pour respirer normalement. Si vos réservoirs le permettent, vous pouvez essayer de mesurer indirectement la fréquence cardiaque de vos poissons en comptant la fréquence operculaire — les temps d’ouverture et de fermeture de l’opercule pendant une minute. Cette mesure peut être utilisée comme indicateur indirect du bien-être animal puisque les poissons stressés ont des fréquences opératoires élevées.
La plupart des poissons ont quatre arches branchiales de chaque côté de leur corps (figure 2). Chaque arc est constitué d’une tige osseuse blanche qui s’étend de haut en bas (ventral-dorsal) d’où proviennent les filaments primaires en forme de V dans la direction caudale. Les filaments primaires ou les lamelles primaires sont rouges car elles sont pleines de sang. Chaque lamelle primaire a des lamelles secondaires qui la traversent perpendiculairement et transportent des cellules sanguines individuelles pour faciliter l’échange gazeux (libérer du CO2 et capturer l’O2 en utilisant l’hémoglobine dans les globules rouges). Le flux du sang coule contre le flux d’eau, ce qui augmente son efficacité. De plus, les poissons peuvent ouvrir ou fermer l’ensemble des filaments primaires pour exposer plus de lamelles secondaires à l’eau, en respirant efficacement plus profondément. Après avoir rempli d’oxygène, les cellules sanguines continuent à se déplacer à travers le corps via les artères.
*Copyright © Partenaires du projet Aqu @teach. Aqu @teach est un partenariat stratégique Erasmus+ dans l’enseignement supérieur (2017-2020) dirigé par l’Université de Greenwich, en collaboration avec l’Université des sciences appliquées de Zurich (Suisse), l’Université technique de Madrid (Espagne), l’Université de Ljubljana et le Centre biotechnique Naklo (Slovénie) . *