Respiración branquial:

Todos los seres vivos, excepto algunos tipos de bacterias, necesitan oxígeno para vivir y lo obtienen del medio en el que viven. Los organismos terrestres lo consiguen del aire y los acuáticos del agua. Aparentemente, la disponibilidad de oxígeno en el agua no parece un problema, ya que cada molécula de agua contiene un átomo de oxígeno. Sin embaro, esto no les sirve de nada a los animales acuáticos, porque ese oxígeno está formando parte de la molécula de agua y no es nada fácil separalo de ella.

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El único oxígeno útil para los peces es el que está en forma de moléculas de O2 (como las que hay en el aire) pero  mezcladas (disueltas) con las de agua… Pero también con esto surgen complicaciones. El agua no es un  medio muy bueno que digamos para disolver oxígeno. El oxígeno que hay disuelto en el agua proviene del que “entra” desde la atmósfera y del producido por la fotosíntesis de las algas. Si la atmósfera estuviera compuesta por un 100% de O2, la máxima concentración de O2 en agua a 10 ºC que podría alcanzarse sería de algo más de 50 mg de O2 por cada litro de agua (54,2 mg/L). Esto ya es una cantidad bastante pequeña, pero las cosas son aún peores, porque, en realidad, la atmósfera  posee un 21% de oxígeno, lo que hace que el agua a 10ºC sólo alcance una concentración de oxígeno disuelto de 11,3 mg/L. Esta concentración es unas ¡25 veces menor que la que posee la atmósfera!. Para que te hagas una idea, un ser humano no puede sobrevivir por debajo de unos 90 mg  de O2 por litro de aire que equivale a un 7% de oxígeno en la atmósfera.
Para enfrentarse a este problema, los peces (y otros organismos acuáticos) han desarrollado un sistema increíblemente eficiente para extraer el O2 disuelto en el agua: las branquias. Las branquias están formadas por un gran número filamentos delgados por cuyo interior circulan vasos sanguíneos. Los filamentos están dispuestos en varias hileras fijadas a unas estructuras llamadas arcos branquiales. El secreto de las branquias reside en dos características especiales. En primer lugar, el flujo de agua pasando entre los filamentos que componen las branquias es casi continuo (a diferencia de la respiración pulmonar donde se toma aire, se retiene unos instantes y luego se expulsa). Los peces absorben agua por la boca, luego la cierran, comprimen el agua, abren una abertura cercana a las branquias e impulsan el agua a través de ellas.

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En segundo lugar el agua pasa entre los filamentos en sentido contrario a como lo hace la sangre del pez por el interior  de los filamentos. A esto se le llama mecanismo contracorriente, y hace que el paso de O2 hacia la sangre sea unas 4 veces mayor que si la sangre y el agua circularan en el mismo sentido. El mecanismo es tan eficiente que llega a extraer hasta el 80% del oxígeno disuelto en el agua y esto permite que los peces sean capaces de sobrevivir en circunstancias normales con una disponibilidad de oxígeno mucho menor que en los ecosistemas terrestres.
Claro que quizás ahora te hagas la siguiente pregunta: si las branquias son tan eficientes obteniendo oxígeno, ¿por qué  no son capaces de hacerlo en el medio terrestre, donde la cantidad de oxígeno es mucho mayor? Pues la respuesta toma varios caminos. En primer lugar, el sistema de flujo de agua a través de las branquias que usan los peces, apenas funciona con el aire. Ten en cuenta que el agua no puede comprimirse, pero el aire sí. Cuando se produce la presión interna en la boca del pez toda esa presión se transmite al volumen de agua que hay dentro y ese agua es empujada a través de las branquias; pero si hay aire, este se comprime y el flujo a través de las branquias es mucho menos efectivo. En segundo lugar, al estar fuera del agua, todos los filamentos branquiales se quedan pegados unos a otros por efecto de la tensión superficial del agua (igual que cuando estás en la playa y sales del mar, tus pelos se te quedan pegados, mientras que cuando estás dentro, los cabellos ondulan  libremente). Esto provoca que la superficie de contacto de los filamentos con el aire se vea muy reducida, con lo cual, la ganancia de oxígeno también disminuye. Aún así, hay peces con respiración branquial que aguantan vivos fuera del agua muchos minutos.
Pero incluso dentro del agua hay factores que pueden complicar mucho la existencia a los peces: Cuanto más alta sea la temperatura o mayor la concentración de sal o menor el oleaje (mezcla superficial con el aire), aún menor será la concentración de oxígeno disuelto en el agua. Imagínate una charca muy poco profunda de agua salada, calentada por el sol de verano. En estas condiciones la situación puede volverse verdaderamente extrema (y no digamos nada si el agua termina evaporándose). Por debajo de una concentración de O2 de 3 mg/L no hay pez que aguante vivo mucho tiempo, así que para sobrevivir siendo animal acuático, hay que buscar soluciones imaginativas. En otras ocasiones, aunque las circunstancias sean buenas, puede ser útil explorar el “mundo exterior”.

fuente.naturalmenteciencias

Abrazo

Excelente post Diego, Muchas Gracias por compartirlo

Que bueno Diego, gracias por compartirlo
Saludos