كيف تتنفس الأسماك تحت الماء؟

تُعد الخياشيم أكثر كفاءة من الرئتين في سحب الأوكسجين من الماء، كما أن الأسماك تستخدم أيضًا طاقة أقل للبقاء على قيد الحياة، لذلك تحتاج إلى كمية أقل من الأوكسجين. تظهر في الصورة السمكة المقاتلة (أو بيتا سيامي) في حوض مائى بولاية نبراسكا الأميركية. الصورة: Joel Sartore

كيف تتنفس الأسماك تحت الماء؟

إذا كان التنفس تحت الماء عملاً شاقًا، فلماذا لا تتنفس الأسماك الهواء كما يفعل البشر؟

22 مارس 2022

مثل البشر، تحتاج الأسماك إلى الأوكسجين للبقاء على قيد الحياة، إذ يساعد الأوكسجين على إمداد أجسامنا بالطاقة في عملية تسمى التنفس. كما يُطلق التنفس غازًا آخر هو ثاني أوكسيد الكربون، وبينما يحصل البشر على الأوكسجين من الهواء عبر أفواههم وصولًا إلى الرئتين، فإن الأمر يبدو معقدًا بالنسبة للأسماك التي تقضي جُل حياتها في الماء.

فمن أجل التنفس، يتعين على الأسماك سحب جزيئات الأوكسجين الذائبة في الماء باستخدام الخياشيم. ومع ذلك، فإن كمية الأوكسجين في الهواء أعلى بكثير من كمية الأوكسجين في الماء. هذا يعني أن الأسماك تواجه صعوبة في التنفس أكثر من البشر. حيث تسحب الأسماك الماء إلى أفواهها تمامًا كما يستنشق البشر الهواء. ثم يتم ترشيح هذه المياه من خلال الخياشيم، وهي أعضاء بها الكثير من الخيوط المصنوعة من جزيئات البروتين. هذه الخيوط تبدو مثل شعيرات الفرشاة الصغيرة. وبها الآلاف من الأوعية الدموية الدقيقة لمساعدة الأوكسجين على الوصول إلى مجرى الدم، وحتى الأوعية الدموية أكثر من رئتي الإنسان. هذا العدد الكبير من الأوعية الدموية في الأسماك يسمح بمرور الأوكسجين. ما يساعد في سحب الأوكسجين المذاب من الماء، وإطلاق ثاني أوكسيد الكربون مرة أخرى.

وتعد الخياشيم أكثر كفاءة من الرئتين في سحب الأوكسجين من الماء، كما أن الأسماك تستخدم أيضًا طاقة أقل للبقاء على قيد الحياة، لذلك تحتاج إلى كمية أقل من الأوكسجين. لكنهم يحتاجون على الأقل إلى بعض الأوكسجين. وهذا يعني أن الماء الذي يحتوي على مستويات منخفضة من الأوكسجين مميت للأسماك تمامًا مثل انخفاض الأوكسجين في الهواء بالنسبة للبشر؛ وهذا ما يفسر لنا أن مناطق نقص الأوكسجين، والتي تسمى المناطق الميتة، تمثل مصدر خطر  على حياة الأسماك.

ذكر سمكة "بيتا المسالمة"، وتُعرف أيضًا باسم "بيتا الهلال". الصورة:  Joel Sartore

إذا كان التنفس تحت الماء عملاً شاقًا، فلماذا لا تتنفس الأسماك الهواء كما يفعل البشر؟ الإجابة هي أن الخياشيم تحتاج إلى الماء للحفاظ على بنيتها ومنع أنسجتها الرقيقة من الانهيار. إذ يمكن للأسماك أن تموت في الهواء تمامًا مثل البشر الذين يغرقون تحت الماء. ففي حال تعرضت خياشيمها للهواء الطلق لفترة طويلة جدًا فإنها قد تنهار، وتصاب بحالة من الاختناق. لذا فهي معدة بشكل خاص للحياة تحت الماء، تمامًا مثل الحياة على الأرض!

وتُعد أسماك المتاهة واحدة من الاستثناءات، إذ لديها أعضاء تشبه الرئة تساعدها على تنفس الهواء، تمامًا كما يفعل البشر. كما تمتلك في الوقت ذاته خياشيم، حتى تتمكن من تنفس الأوكسجين المذاب في الماء أيضًا. فقد عاشت هذه الأسماك وأسلافها لملايين السنين في مياه منخفضة الأوكسجين، وعند نفاذه بإمكانها الاندفاع إلى السطح والبقاء لساعات خارج الماء واستخدام أعضائها التي تشبه المتاهة للحصول على جرعة إضافية من الهواء للبقاء على قيد الحياة.

المصدر: livescience

 

 

علوم

الخسوف الكلي

الخسوف الكلي

صورة في غاية الجمال تُظهر أطوار القمر -عبر صور مركبة- خلال فترة الخسوف الكلي في شهر مايو الماضي، التُقطت من إحدى القمم الجبلية بمدينة "زايو" الملقبة بـ"المدينة اليتيمة" في المغرب.

المومياوات المصرية.. دواءٌ في أوروبا!

علوم آثار

المومياوات المصرية.. دواءٌ في أوروبا!

في بدايات العصور الوسطى أصبح استخدام المومياوات من أشهر الأدوية الطبية وأكثرها انتشارًا. وعلى الفور تلقف الغرب ذلك الانتشار، وأصبحت المومياوات المسحوقة من المخدرات في أوروبا.

مَهمة جديدة: الإمارات تستكشف القمر

علوم فلك

مَهمة جديدة: الإمارات تستكشف القمر

سيوفر المستكشف "راشد" حوالى 10 غيغا بايت من المواد المسجلة والبيانات العلمية والصور الحديثة والجديدة وذات القيمة العالية والتي ستقدم للمجتمع العلمي العالمي.