Πώς αναπνέουν οι Seahorses;

Αν και οι ιππόκαμποι μπορεί να φαίνονται πολύ διαφορετικοί από άλλους τύπους ψαριών, είναι απλώς ένα γένος ψαριών με οστά με όρθια στάση κολύμβησης. Οι ιππόκαμποι ανήκουν στην ίδια τάξη, Actinopterygii, όπως ο σολομός, ο τόνος και άλλα γνωστά είδη. Όπως αυτά τα ψάρια, οι ιππόκαμποι απορροφούν οξυγόνο από το νερό χρησιμοποιώντας ευαίσθητες επιδερμικές μεμβράνες γνωστές ως βράγχια.

Μια οστέινη δομή γνωστή ως οπερέλα καλύπτει τα βράγχια των περισσότερων ειδών ψαριών, αφήνοντας ανοίγματα σε σχήμα ημισελήνου στις πλευρές της κεφαλής. Στο ιππόκαμπο, αυτή η δομή μειώνεται σε ένα στενό άνοιγμα που βρίσκεται στο πίσω μέρος της κεφαλής. Οι Ιχθυολόγοι δεν κατανοούν πλήρως τον σκοπό αυτής της εξελικτικής τροποποίησης, αλλά πιστεύουν ότι σχετίζεται με το χαρακτηριστικό επίμηκες ρύγχος του ψαριού.

Τα βράγχια ιππόκαμπου έχουν μια ξεχωριστή εσωτερική δομή επίσης. Η κοινή δομή βράγχων μεταξύ των οστών ψαριών περιλαμβάνει τέσσερις καμάρες απλή σε κάθε πλευρά, διατεταγμένες με ομαλό τρόπο κατά μήκος χόνδρων νημάτων. Τα βράγχια ιππόκαμπου εμφανίζονται σε ένα φαινομενικά τυχαίο φουντωτό μοτίβο, πιθανώς ως προσαρμογή στην τροποποιημένη δομή της κεφαλής και μειωμένο λειτουργικό άνοιγμα.

Ένα μικρό στέλεχος που καλύπτεται από μια σφαίρα ιστού αποτελεί κάθε τούφα μέσα στα βράγχια ενός ιππόκαμπου. Αυτές οι τούφες είναι τα φύλλα, ένα είδος εξειδικευμένου επιθηλίου. Ένα πυκνό δίκτυο αιμοφόρων αγγείων διασχίζει τα ελάσματα, επιτρέποντας στο οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα να διαχέεται στις λεπτές μεμβράνες μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος του ιππόκαμπου και του περιβάλλοντος νερού. Αυτό επιτρέπει στον ιππόκαμπο να λαμβάνει οξυγόνο και να απαλλάσσει το διοξείδιο του άνθρακα.

Μέσα στα ελάσματα, το αίμα ρέει μέσω του τριχοειδούς δικτύου απέναντι από τη φυσική ροή του νερού από το στόμα προς τον όρχειο. Γνωστή ως ροή αντίθετου ρεύματος, αυτή η διάταξη αυξάνει τις δυνατότητες ανταλλαγής αερίων, επιτρέποντας στον ιππόκαμπο να εξαγάγει τη μέγιστη δυνατή ποσότητα οξυγόνου από το νερό.

Η αναπνοή ιππόκαμπου λαμβάνει χώρα με παθητική διάχυση. Η παθητική διάχυση συμβαίνει όταν οι ουσίες κινούνται κατά μήκος μιας μεμβράνης από περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης σε περιοχές υψηλής συγκέντρωσης. Όταν υπάρχει περισσότερο οξυγόνο στο περιβάλλον νερό παρά στο αίμα του ιππόκαμπου, τα μόρια οξυγόνου θα περάσουν φυσικά από το νερό στην κυκλοφορία του αίματος του ιππόκαμπου. Ομοίως, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται από την κυκλοφορία του αίματος στο περιβάλλον νερό. Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει στον ιππόκαμπο να εξάγει οξυγόνο από το περιβάλλον του και να απορρίπτει τα απόβλητα αέρια.