魚も人と同じように、生きるためには酸素が必要です。ただし、多くの魚は空気を肺へ吸い込むのではなく、水に溶けている酸素をエラから血液へ取り込みます。
この記事では、水が口から入り、エラの細かなひだで酸素と二酸化炭素を交換し、再び外へ出るまでを6つのステップで説明します。
魚が水中で呼吸する6段階
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※主に一般的な硬骨魚の仕組みを説明しています。魚の種類によって水の動かし方や呼吸方法には違いがあります。
水には酸素が溶けている
水の中には、空気中から溶け込んだ酸素や、水草・植物プランクトンが作った酸素があります。魚が使うのは、水分子の一部ではなく水に溶けた酸素です。
口から水を取り込む
多くの硬骨魚は口を開き、口の中を広げて水を取り込みます。口を閉じる動きとエラぶたの動きを組み合わせ、エラへ向かう一方向の水流を作ります。
水をエラへ送る
口から入った水は、頭の左右にあるエラを通ります。エラには細いフィラメントと、その表面に並ぶ薄いひだがあり、水に触れる面積を大きくしています。
水と血液は逆向きに流れる
エラの薄いひだでは、水と毛細血管の血液が反対方向へ流れます。この「向流交換」によって酸素濃度の差が保たれ、広い範囲で酸素を取り込みやすくなります。
酸素と二酸化炭素を交換
水中の酸素は、濃度の高い水側から薄い壁を通って血液へ移動します。同時に、体で生じた二酸化炭素は血液から水側へ移動します。
水を出して酸素を全身へ
酸素が少なくなった水はエラぶたの後ろから外へ出ます。取り込まれた酸素は血液によって全身へ運ばれ、筋肉や臓器が活動するために使われます。
まとめ：魚はエラで水中の酸素を取り込む
多くの魚は、口から取り込んだ水をエラへ流し、水に溶けている酸素を血液へ取り込んでいます。
- 魚が使うのは、水分子の一部ではなく水に溶けた酸素です。
- 口とエラぶたの動きが、エラを通る一方向の水流を作ります。
- 細かなフィラメントと薄いひだが、水に触れる面積を広げます。
- 水と血液が反対向きに流れることで、酸素を効率よく交換できます。
- 酸素は血液で全身へ運ばれ、二酸化炭素は水中へ排出されます。
水温が上がると水に溶けられる酸素は少なくなる傾向があります。魚の呼吸は、エラの仕組みだけでなく水中の酸素量にも左右されます。