Hoe vissen ademen

Deze titel lijkt wel heel banaal, vissen ademen immers via hun kieuwen, dat weet zelfs de jongste duiker. Toch is dit wat kort door de bocht, de natuur heeft namelijk nog voor heel wat verbazingwekkende alternatieven gezorgd.

Laten we eerst even stilstaan bij het fenomeen kieuwen, hoe werken ze eigenlijk? Net zoals mensen hebben vissen zuurstof nodig om hun vitale functies draaiende te houden. Ze ontberen echter een gasvormige atmosfeer en zijn dus aangewezen op het opgeloste zuurstofgas in het hun omringende water. Afhankelijk van druk, temperatuur, zoutgehalte enz., bevat water gemiddeld maar 0,5% zuurstof.

kieuwbogen

Onder het kieuwdeksel, ook wel operculum genoemd, bevinden zich de kieuwbogen. Ze zien er gevederd uit door alle kieuwfilamenten, die miljoenen kieuwplaatjes dragen. De totale oppervlakte hiervan is soms groter dan het lichaamsoppervlak van de vis. Kieuwplaatjes zijn flinterdun en massaal voorzien van bloedvaten. Hierdoor kan cipe: water stroomt van het begin van de kieuwboog naar het uiteinde van de kieuwplaatjes en het vissenhart pompt zuurstofarm bloed vanaf het uiteinde van het kieuwplaatje in de tegenovergestelde richting. Hierdoor is de zuurstofconcentratie in het water altijd hoger dan op dezelfde plaats in het bloedvat en zal 02 altijd richting bloed diffuseren. Kieuwen zijn erg teer en om te vermijden dat vuil of voedseldeeltjes de kieuwbladen zouden beschadigen, zijn de kieuwbogen aan de darmzijde voorzien van uitsteeksels, de zogenaamde kieuwzeef. Hoe kleiner het voedsel van de vis, hoe beter ontwikkeld deze zeef is.

zuurstof uit het omringende water door diffusie rechtstreeks doordringen in de bloedvaten. Koolzuurgas kan op dezelfde manier aan het water afgegeven worden. Diffusie is een traag proces, dus vissen dienen er wel voor te zorgen dat er continu vers water door hun kieuwen stroomt. Dit gebeurt passief bij het zwemmen en actief door met open mond de kieuwdeksels zijwaarts en de mondholtebodem omlaag te bewegen. Daardoor vullen de mond en keelholte zich met vers water. Door de bek te sluiten en de mondholtebodem terug te trekken, wordt het water door de kieuwen geperst en verlaat het via de kieuwdeksels het lichaam. Om de zuurstof maximaal op te kunnen nemen, maken vissen gebruik van het tegenstroomprin-

De paradijsvis (Macropodus opercularis) is een 'echte' luchthapper.

Foto: André Karwath.

luchthappen

Het kan gebeuren dat het zuurstofgehalte in het water, onder bijvoorbeeld extreem warme omstandigheden, dramatisch afneemt. Sommige vissen, zoals karpers, gaan dan luchthappen aan de oppervlakte in een

poging meer zuurstof binnen te krijgen. Er zijn echter ook vissen die luchthappen tot hun basisademhaling hebben gebracht. De labyrintvissen, zoals de paradijsvis (Macropodus opercularis), leven in ondiepe, modderige en zuurstofarme rijstvelden. Deze dieren beschikken over een tweede ruimte boven de kieuwkamers, waarin uitwassen van de eerste kieuwboog een labyrint van met bloedvatrijke huid bedekte beenplaten vormen. De vis hapt lucht die via een opening de labyrintholte vult. Verbruikte lucht passeert via een andere opening de kieuwkamer en verlaat het lichaam. Vervolgens sluiten beide openingen en kan de vis de gevangen lucht gebruiken voor zuurstof- en koolzuurgasuitwisseling. De kieuwen zijn bij vele soorten dermate slecht ontwikkeld dat de vissen sterven als men ze het luchthappen belet.

opblaasbare kieuwkamer

De diepzee is net als een rijstveld ook een zuurstofarme omgeving, waar met energie zuinig moet omgesprongen worden. Luchthappen aan de oppervlakte is hier

geen optie! Zeepadden, zoals de 'coffinfish' (doodskistvis - Chaunax endeavouri), zijn diepzeevissen die niet echt zwemmen, maar met hun vinnen over de bodem wandelen. Hun oplossing om aan de broodnodige zuurstof te geraken is een opblaasbare kieuwkamer. In plaats van continu energierovende ademhalingsbewegingen te maken, vullen ze in één ruk hun kieuwkamer met zeewater, waardoor hun lichaamsvolume met wel 30% kan toenemen. Zo kunnen ze tot 4 minuten hun adem inhouden, best wel handig op 2,5 kilometer diepte.

Een juveniele doodskistvis (Chaunax endeavouri) met een opgevulde kieuwkamer.

Foto: NOAA - 'National Oceanic and Atmospheric Administration | Office of Exploration and Research.

Als de doodskistvis zijn kieuwkamer niet opgevuld heeft met zeewater, lijkt hij een beetje op een sterrenkijker. De grote modderkruiper (Misgurnus fossilis) komt regelmatig aan de oppervlakte om er lucht in te slikken.

Foto: Kelvin Aitken - Alamy.

afsluitbare kieuwkamer

Modder is ook de habitat van een andere speciale familie van vissen, de slijkspringers (o.a. de Berberse slijkspringer – Periophthalmus barbarus en de geelgevlekte slijkspringer – Periophthalmus walailakae).

Foto: Geza Farkas.

middendarm

Iets minder diep en wat dichter bij huis heeft onze inheemse grote modderkruiper (Misgurnus fossilis) zijn eigen manier van ademhalen bedacht. In modderig en zuurstofarm water komt hij regelmatig aan de oppervlakte luchthappen om het vervolgens in te slikken. Het achterste gedeelte van zijn middendarm heeft een dunne en bloedvatrijke wand, waar de zuurstofopname kan plaatsvinden. Zuurstofarm gas vindt via de anus zijn weg naar buiten.

Voedselverwerking heeft plaats in het voorste deel van de middendarm, waarna de restanten via slijmklieren tot een vettige brok worden ingepakt en zo het fragiele achterste gedeelte van de darm kunnen passeren zonder die te beschadigen. Slijkspringers komen voor in Afrika, Azië en Australië en houden van modderrijke mangroven, getijdengebieden en rivierdelta's. Een groot gedeelte van hun tijd brengen ze door op het land, kruipend op hun borstvinnen of springend via hun krachtige staartvin.

Om buiten het water te ademen, beschikken ze over enkele speciale eigenschappen. Waar gewone vissen op land sterven, omdat hun kieuwen dichtvallen en op elkaar plakken, kan de slijkspringer zijn kieuwkamer afsluiten. Net zoals wij als duikers een fles ademgas meenemen onder water, neemt onze avonturier een voorraadje water mee aan land, waardoor zijn kieuwen kunnen blijven functioneren. Dit is nog niet alles. Net als kikkers kan hij ook door zijn huid ademen en via het slijmvlies rond zijn muil, mond- en keelholte.

De grote modderkruiper (Misgurnus fossilis).

De Berberse slijkspringer (Periophthalmus barbarus).

Enige voorwaarde is dat hij nat blijft, een regelmatige duik terug in het water is dus noodzakelijk. Het voordeel dat slijkspringers hebben, is dat zij voedsel kunnen verzamelen in een voor gewone vissen ontoegankelijk gebied. Veel slijkspringers graven een hol in de modder met hun muil. Bij laagtij ligt de opening boven water. Sommige soorten bouwen een muurtje rond hun schuilplaats en creëren zo een getijdenpoeltje. Andere brengen met hun muil dan weer een extra voorraadje lucht in hun hol als reserve bij hoogwater.

Foto: Bernard Bialorucki.

Foto: Gemabio89 - Dreamstime.com

longen

Longvissen (Dipnoi), zoals de West-Afrikaanse longvis (Protopterus annectens), leven in zoetwaterrivieren en moerasgebieden. Zoals de naam al aangeeft, beschikken ze over 1 of 2 echte longen. Die staan in rechtstreekse verbinding met de mond- en keelholte, zonder luchtpijp zoals bij zoogdieren. De longen zijn zakvormige structuren, onderverdeeld in compartimenten om hun oppervlakte zo groot mogelijk te maken. Hun kieuwen zijn grotendeels geatrofieerd, maar dienen nog wel om het koolzuurgas uit het zuurstofarme bloed te verwijderen, een proces dat efficiënter in het waterige milieu van de kieuwkamer verloopt dan in de droge longomgeving.

Wanneer hun omgeving periodisch uitdroogt, houden de longvissen een zomerslaapje. Ingegraven in de modder hullen ze zich in een slijmkapsel en ademen ze door hun bek. Eens terug in de regentijd zwemmen ze vrolijk terug rond op voorwaarde dat ze lucht kunnen komen ademen, anders verdrinken ze onherroepelijk. De enige uitzondering hierop is de Australische longvis (Neoceratodus fosteri) die nog over voldoende ontwikkelde kieuwen beschikt om uitsluitend daarmee te ademen.

Het mag duidelijk zijn dat de natuur fantastische manieren heeft bedacht om in de

De West-Afrikaanse longvis (Protopterus annectens). De Australische longvis (Neoceratodus fosteri) heeft nog wel voldoende ontwikkelde kieuwen om mee te ademen.

Foto: Lukas Blazek.

meest extreme biotopen vissen van de levensnoodzakelijke zuurstof te voorzien. We kunnen er ons als duikers enkel maar over verbazen. 

STEF VAN UFFEL

Foto: Andrew Downey.

Advertentie