タツノオトシゴはどのように呼吸しますか？

タツノオトシゴは他の種類の魚とは非常に異なって見えるかもしれませんが、それらは単に直立した水泳姿勢の硬骨魚の属です。 タツノオトシゴは、鮭、マグロ、その他の身近な種と同じクラスの条鰭綱に属しています。 これらの魚のように、タツノオトシゴは鰓と呼ばれる繊細な表皮膜を使用して水から酸素を吸収します。

蓋として知られている骨の構造は、ほとんどの魚種の鰓を覆い、頭の側面に三日月形の開口部を残します。 タツノオトシゴでは、この構造は後頭部にある狭い開口部に縮小されています。 魚類学者は、この進化的改変の目的を完全には理解していませんが、それが魚の特徴的な細長い鼻に関連していると信じています。

タツノオトシゴのえらは独特の内部構造も持っています。 硬骨魚に共通の鰓構造は、軟骨のフィラメントに沿って整然と配置された、両側に4つの鰓アーチを含みます。 タツノオトシゴの鰓は、おそらく修正された頭の構造と減少した眼窩開口部への適応として、一見ランダムな房状のパターンで発生します。

タツノオトシゴのえらの中の各房は、組織の球で覆われた小さな茎で構成されています。 これらの房は、特殊な上皮の一種であるラメラです。 血管の密なネットワークがラメラを通り抜け、タツノオトシゴの血流と周囲の水との間の薄い膜を越えて酸素と二酸化炭素が拡散することを可能にします。 これにより、タツノオトシゴは酸素を取り込み、二酸化炭素を取り除くことができます。

ラメラ内では、血液は口から弁蓋への自然な水の流れとは反対の毛細血管網を通って流れます。 向流として知られるこの配置は、ガス交換の可能性を高め、タツノオトシゴが水から可能な限り最大量の酸素を抽出できるようにします。

タツノオトシゴの呼吸は受動拡散によって起こります。 受動拡散は、物質が低濃度の領域から高濃度の領域に膜を横切って移動するときに発生します。 タツノオトシゴの血液よりも周囲の水に多くの酸素がある場合、酸素分子は自然に水からタツノオトシゴの血流に流れ込みます。 同様に、二酸化炭素は血流から周囲の水に拡散します。 このメカニズムにより、タツノオトシゴは環境から酸素を抽出し、廃ガスを処分することができます。