Hur andas sjöhästar?

Även om sjöhästar kan se väldigt annorlunda ut än andra typer av fisk, är de helt enkelt ett släkte av benfiskar med en upprätt simning. Sjöhästar tillhör samma klass, Actinopterygii, som lax, tonfisk och andra bekanta arter. Liksom dessa fiskar absorberar sjöhästar syre från vatten med känsliga epidermala membran som kallas gälar.

En benig struktur känd som operculum täcker gälarna hos de flesta fiskarter och lämnar halvmåneformade öppningar vid sidorna av huvudet. I sjöhästen reduceras denna struktur till en smal öppning på baksidan av huvudet. Iktyologer förstår inte helt syftet med denna evolutionära modifiering, men tror att det är relaterat till fiskens karakteristiska långsträckta nos.

Sjöhästgälar har också en distinkt inre struktur. Den vanliga gälstrukturen bland benfiskar involverar fyra gälvbågar på varje sida, ordnade ordnat längs broskfilament. Sjöhästgälar förekommer i ett till synes slumpmässigt tuftat mönster, möjligen som en anpassning till den modifierade huvudstrukturen och minskad operkulär öppning.

En liten stam toppad av en vävnadsfär utgör varje tuft i en sjöhästs gälar. Dessa tuffar är lamellerna, en typ av specialiserat epitel. Ett tätt nätverk av blodkärl löper genom lamellerna, vilket gör att syre och koldioxid kan spridas över de tunna membranen mellan sjöhästens blodomlopp och det omgivande vattnet. Detta gör det möjligt för sjöhästen att ta in syre och bli av med koldioxid.

Inom lamellerna strömmar blodet genom kapillärnätverket mittemot det naturliga flödet av vatten från munnen till operculum. Känd som motströmsflöde ökar detta arrangemang potentialen för gasutbyte, vilket gör att sjöhästen kan extrahera största möjliga mängd syre från vattnet.

Andning av sjöhästar sker genom passiv diffusion. Passiv diffusion inträffar när ämnen rör sig över ett membran från regioner med låg koncentration till regioner med hög koncentration. När det finns mer syre i det omgivande vattnet än i sjöhästens blod kommer syremolekylerna naturligt att passera från vattnet in i sjöhästens blodomlopp. På liknande sätt diffunderar koldioxid från blodomloppet till det omgivande vattnet. Denna mekanism gör det möjligt för sjöhästen att extrahera syre från sin miljö och kasta avgaser.