Les poissons respirent par les branchies au lieu des poumons. Comme tous les autres animaux, les poissons ont besoin d’oxygène pour survivre. Comme ils vivent dans l’eau, ils ont développé des branchies qui leur permettent d’éliminer l’oxygène dissous de l’eau. La plupart des poissons ont quatre branchies des deux côtés de la tête. Les requins et d’autres poissons plus primitifs peuvent avoir cinq ou plus de fentes branchiales.
Structure des branchies
Chaque branchie est soutenue par un arc branchial – une structure osseuse orientée verticalement sur le côté du poisson, juste derrière sa tête. L’arc branchial fournit le support pour maintenir un certain nombre de structures en forme de peigne appelées filaments branchiaux. Les filaments branchiaux s’étendent horizontalement à partir des arcs branchiaux. Chaque filament branchial produit de nombreuses branches appelées lamelles primaires et les lamelles primaires se ramifient en minuscules lamelles secondaires.
Les lamelles secondaires sont parallèles au flux de l’eau et absorbent l’oxygène de l’eau dans le corps du poisson. Le nombre de lamelles secondaires peut varier énormément entre les espèces de poissons, mais elles sont toujours extrêmement abondantes. Par exemple, un grand thon actif peut avoir plus de 5 millions de lamelles secondaires par cm2.
Comment fonctionnent les branchies ?
Lorsque l’eau passe ou est pompée sur les branchies, l’oxygène est absorbé par à travers les parois des lamelles secondaires et le CO2 est libéré. Les lamelles secondaires contiennent du sang à faible teneur en oxygène. Lorsque l’eau coule sur les lamelles, l’oxygène est absorbé par le sang, qui est ensuite pompé dans tout le corps par le cœur du poisson. La grande surface des lamelles secondaires est également utile pour échanger la chaleur corporelle, les ions et l’eau entre le corps du poisson et l’eau environnante.
Le fait d’avoir autant de minuscules lamelles crée une énorme surface à travers laquelle l’oxygène peut être absorbé. Ce phénomène est encore favorisé par le fait que les lamelles secondaires ont des parois fines, de sorte que le gaz peut être absorbé plus facilement dans le flux sanguin. L’oxygène dissous se trouve en concentration beaucoup plus faible dans l’eau que dans l’air, les branchies doivent donc être beaucoup plus efficaces dans leur absorption que les poumons.
Tous les poissons ont-ils des branchies ?
A ma connaissance, tous les poissons ont des branchies. Cependant, tous les poissons ne peuvent pas respirer par leurs branchies. Les dipneustes par exemple vivent dans des habitats d’eau douce et ont des poumons évolués qu’ils utilisent pour respirer de l’air. Cela est courant dans les plans d’eau stagnante et acide où les concentrations d’oxygène dissous sont très faibles ou l’acidité de l’eau pose des problèmes aux branchies.
D’autres animaux aquatiques comme les dauphins, les baleines et les phoques n’ont pas de branchies mais c’est parce qu’ils ne sont pas du tout des poissons, ce sont des mammifères. Les mammifères marins ont évolué à partir d’animaux terrestres mais sont revenus dans des environnements aquatiques. Les baleines et les dauphins sont en fait plus étroitement apparentés à l’hippopotame que tout autre animal vivant.
Comment et quand les branchies ont-elles évolué ?
Les branchies respiratoires des poissons ont très probablement évolué à partir des engins de collecte de nourriture d’animaux plus primitifs. Les poissons appartiennent au phylum Chordata, comme les mammifères et tous les autres animaux vertébrés. Les Chordés les plus primitifs sont cependant des invertébrés qui utilisent de minuscules excroissances appelées cils pour filtrer la nourriture de l’eau de la même manière que les poissons absorbent l’oxygène de l’eau.
Cette évolution du filtrage de la nourriture à l’absorption de l’oxygène a évolué il y a très longtemps. Les poissons ont été les premiers vertébrés à évoluer et l’ont fait dès le Cambrien précoce, il y a environ 530 millions d’années. L’un des premiers poissons connus à posséder des branchies est un poisson extrêmement primitif appelé Myllokunmingia, trouvé dans des eaux peu profondes en Asie. Bien que les branchies aient été importantes pour l’évolution des poissons, c’est l’évolution de la mâchoire qui a vraiment permis l’explosion de la diversité des poissons jusqu’aux 60 000 espèces actuellement présentes sur Terre.
Dernière édition : 18 juillet 2017
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