Mensen gebruiken longen om zuurstof uit de lucht om ons heen aan te zuigen; Op dezelfde manier vissen vissen zuurstof uit het water, alleen hun "longen" worden kieuwen genoemd en zijn extern. Kieuwen werken op dezelfde manier in zoet- en zeewatervissen, maar er zijn enkele fysiologische verschillen in de manier waarop hun omringende water wordt verwerkt.
Inside-out Lungs
In menselijke longen lopen miljoenen capillairen vol met bloed in de buurt van het oppervlak van kleine luchtzakjes alveoli. Deze luchtzakken nemen zuurstof op uit de omringende lucht die vervolgens door de haarvaatjes en in het bloed transfuseert. Dit is de manier waarop zuurstof in ons bloed en ons hele systeem terechtkomt.
Kieuwen werken op dezelfde manier, behalve dat ze water gebruiken in plaats van lucht om zuurstof in het bloed te trekken. Kieuwen liggen ook aan de buitenkant van het lichaam van de vis, waardoor het proces onmiddellijk kan plaatsvinden terwijl ze door hun leefgebied bewegen.
Net als bij onze miljoenen luchtzakken en haarvaten, is het huidoppervlak van belang voor deze transfusie: zuurstoftransport door het doorlatende oppervlak van de huid en in het bloedsysteem. Hoe groter het oppervlak, hoe meer zuurstof er in het bloed kan worden gebracht. Water heeft 95 procent minder zuurstof dan lucht. Om te helpen met de veel lagere zuurstofniveaus, is het oppervlak van de kieuwen relatief groot voor het lichaam van de vis, waardoor ze in 80 procent van de zuurstof in het water kunnen filteren. In vergelijking met onze minuscule zuurstofinname van 25 procent per adem, hebben vissen zich goed aangepast aan hun omgeving.
Het vinden van balans in het leven
Celmembranen zorgen ervoor dat bepaalde elementen - zoals zuurstof - door het oppervlak van de huid kunnen stromen. Deze membranen laten wat dingen door, maar houden andere dingen buiten; dit wordt "osmose" genoemd. Stoffen die door osmose reizen overgaan van hogere concentraties naar lagere concentraties in een poging om 'in evenwicht te brengen'. Hoge concentraties water versus zout verplaatsen zich naar evenwicht door de huid van vissen.
Zoutwatervissen hebben een hoge waterconcentratie binnen in vergelijking met de zoutconcentraties eromheen, dus water diffundeert door hun huidoppervlak. Om het verlies van water uit hun lichaam aan te pakken, laten ze hun kieuwen zout verwijderen en zuurstof uit het water verwerken. De binnenkant van zoetwatervis bevat van nature meer zout dan hun zoetwaterhabitat. Hierdoor beweegt water in hun lichaam in plaats van uit: hoewel ze geen water hoeven te drinken, moeten ze toch plassen.
Als je een zoetwatervis in zout water zou zetten, zou het extra zout in het water de nu hogere waterconcentratie van de zoetwatervis absorberen, en het zou sterven door uitdroging en overtollig zoutgehalte in zijn bloed. Een zoutwatervis die in zoet water wordt geplaatst, zou te veel water door zijn kieuwen absorberen en zou door overhydratatie sterven. Terwijl de kieuwen op dezelfde manier werken, verwerken de fysiologische aanpassingen in de nieren van zeevis het water anders, waardoor ze kunnen overleven in hun eigen natuurlijke habitat.
Pump It Up
Zuurstof bereikt water op twee manieren: oppervlakte en levende waterplanten. Planten geven zuurstof af tijdens fotosynthese, terwijl zuurstof uit de lucht in het water van het oppervlak oplost. Deze zuurstof is wat vissen door hun longen filteren om te ademen.
Terwijl planten veel extra zuurstof leveren, is het oppervlak de beste zuurstofbron voor uw vissen. Een manier om de hoeveelheid zuurstof die in water wordt aangetroffen te vergroten, terwijl schadelijke sporengassen zoals koolstofdioxide worden uitgestoten, is het oppervlak van het water te roeren. Dit vergroot het gebied dat wordt blootgesteld aan verse lucht, waardoor het in de tank kan infiltreren. Roeren wordt eenvoudig bereikt door waterbeluchten of aquariumpompen.
In tegenstelling tot het uiterlijk brengen de luchtbellen in tanks geen zuurstof rechtstreeks naar het water. In plaats daarvan verplaatsen ze het oppervlak van het water aan de bovenkant van de tank, of - in het geval van watervallen en filters - breng zuurstofrijk water diep in de aquariumopstelling, zodat je vis levend, blij en goed ademt.