La vessie natatoire : organe fonctionnel non indispensable... L'homme en a copié le principe avec les ballasts des navires sous-marins.
L'intestin antérieur de l'embryon envoie un diverticule dorsal, qui chez l'adulte, devient la vessie natatoire, poche membraneuse, souvent cloisonnée intérieurement et gonflée d'oxygène mélangé à un peu d'azote. Cet organe est libre dans la cavité abdominale ou appliqué étroitement contre la colonne vertébrale et la base du crâne. Il reste en communication avec le tube digestif par un canal pneumatique (Physostomes) ou s'isole complètement (Physoclistes). A sa surface externe ou interne, les capillaires artériels forment des réseaux admirables, connus sous le nom de corps rouges ; en outre, chez diverses espèces, à la face interne de l'organe, on observe des amas de cellules d'aspect glandulaire qui forment la glande gazeuse (cas des Crossoptérygiens). Les Sélaciens et beaucoup de Téléostéens n'ont pas de vessie natatoire.
La vessie natatoire joue un rôle hydrostatique passif. La pression qui s'exerce sur les poissons augmente avec la profondeur. Il en résulte que le volume de la vessie natatoire varie en fonction inverse de cette pression (loi de Mariotte). L'équilibre entre le poisson et l'eau ambiante est parfait quand le poids du poisson et la poussée hydrostatique, étant égaux et orientés en sens inverse, s'annulent. Soumis à une dépression, les poissons augmentent de volume : les Physostomes rejettent par le canal pneumatique puis par la bouche, le gaz en excès ; les Physoclistes le résorbent peu à peu, mais une décompression forte et brutale provoque, parfois, l'éclatement de leur vessie.
Quand un poisson se rapproche du fond, l'augmentation de pression réduit le volume de la vessie et la poussée hydrostatique diminue, mais, par une nouvelle sécrétion de gaz, l'organe augmente à nouveau de taille et le poisson retrouve son équilibre.
L'extirpation de la vessie modifie peu le comportement du poisson !!! La perte de l'organe est compensée par des mouvements musculaires appropriés. Il s'agit donc d'un dispositif (organe) utile mais non indispensable.
Chez les poissons à osselets de Weber (cf. osselet de weber), la vessie natatoire sert à la transmission des sons et des ébranlements mécaniques.
La paroi de la vessie natatoire des Dipneustes n'est pas lisse, elle se plisse, forme des alvéoles et prend la structure d'un poumon ! Elle reçoit le sang du quatrième arc aortique.
Le maximum de complexité s'observe chez le Protoptère. Le canal pneumatique débouche dans l'œsophage, non pas dorsalement, mais ventralement, par une fente ou glotte qui s'ouvre ou se ferme à volonté. La vessie, impaire près du canal pneumatique, se bifurque vers l'arrière en deux longs prolongements à nombreux alvéoles. Cette vessie natatoire, de grandes proportions, est un véritable poumon fonctionnel.