Les organes respiratoires accessoires des poissons

Un organe respiratoire accessoire est un organe supplémentaire aux poumons ou aux branchies qui améliore la respiration et le système respiratoire d'un organisme. Par exemple, le labyrinthe et l'organe suprabranchial des poissons permettent à ces espèces de respirer hors de l'eau.

Il existe 140 espèces avec organes respiratoires accessoires aériens chez les Téléostéens. Lorsque ces poissons passent une partie de leur vie à terre, ils utilisent ces organes en cas de crise.

En plus des branchies, tous les autres organes respiratoires qui existent chez différents poissons sont appelés organes respiratoires accessoires. Pour s'adapter à des environnements spéciaux, ces organes respiratoires accessoires sont développés comme une partie supplémentaire des branchies chez les poissons.

Dans certains cas, surtout en été et lorsque le niveau de l'eau baisse, ces organes se retrouvent dans les poissons tropicaux d'eau douce et de rivière de montagne pour répondre à la demande d'oxygène supplémentaire. Certains poissons ont été coupés au sol pendant une courte période pour se protéger d'une sécheresse excessive. Certains poissons ont un taux métabolique si élevé qu'ils ne peuvent pas être satisfaits par l'oxygène de l'eau, ce qui a conduit au développement de certains organes respiratoires accessoires pour la respiration aquatique ou terrestre.

Les organes respiratoires accessoires des poissons peuvent être divisés en aériens et aquatiques. Parmi ceux-ci, les organes respiratoires aériens sont plus importants pour la vie des poissons. Chez de nombreux poissons, il contribue au fonctionnement normal des branchies et assure un supplément d'oxygène.

Différents types d'organes respiratoires accessoires se sont développés chez différentes espèces de poissons. Voici une description des différents types d'organes respiratoires accessoires chez les poissons :

Diverticules pharyngés comme organe respiratoire

Chez les poissons à tête de serpent du genre Channa tels que Channa punctatus, C. striatus, C. marulius et Cuchia cuchia, les organes respiratoires accessoires sont relativement simples. Tous ces poissons peuvent survivre hors de l'eau pendant une courte période dans un environnement extrêmement sec en raison de leur habitude de respirer l'air. Les poissons des deux groupes ont formé une paire de saillies en forme de sac à partir des branchies pour échanger du gaz. Dans le cas de Cuchia, les organes respiratoires accessoires sont relativement simples et consistent en une paire de chambres à air.

Ces chambres à air se développent à partir du pharynx. Les chambres à air sont en outre recouvertes d'une fine couche d'épithélium riche en vaisseaux sanguins. Ces chambres à air ont une structure simple en forme de sac. Ces chambres agissent comme un réservoir semblable à un poumon. Chez Channa striatus, l'épithélium riche en vaisseaux sanguins de la chambre à air est plié pour former des alvéoles et le filament des branchies est de taille réduite.

Dans le cas de la cuchia amphipène, une paire de sacs riches en vaisseaux sanguins dépassant du pharynx au-dessus des branchies agissent comme des organes respiratoires accessoires. Cette saillie a été exposée dans la 1^ère poche branchiale à l'avant. Physiologiquement, cette projection agit comme un poumon. Les branchies sont sévèrement réduites et les 2^ème et 3^ème arcs branchiaux restants ont des filaments branchiaux comme certains bourgeons.

Dans le 3^ème arc branchial, il y a un épithélium charnu en forme de vaisseau sanguin. Le périophtalme a une très petite paire de projections pharyngées qui sont formées par une couche d'épithélium riche en vaisseaux sanguins.

Dans le cas de ces poissons, la bouche se ferme lorsque les muscles pharyngés se contractent. L'air du sac à air est expulsé et va à la chambre operculaire à travers le pore expirant. Ce dernier sort par la chambre branchiale externe. Par contre, lorsque les muscles pharyngiens sont détendus, la bouche est ouverte et le sac à air est rempli d'air.

Épithélium buccopharyngé comme organe respiratoire

L'épithélium pharyngé de certains poissons est riche en nombreux vaisseaux sanguins, ce qui le rend plus conducteur. Ce sont des plis simples ou en développement qui agissent comme un organe respiratoire efficace. C'est une croissance en forme de langue qui se forme à partir de la bouche et du pharynx.

De tels organes respiratoires se trouvent dans les poissons comme le périopthalmus, le boléophtalme, les amphipènes, l'électrophorèse, etc. Ils aident à absorber l'oxygène directement de l'atmosphère.

Tous ces poissons tropicaux sortent de l'eau et passent la plupart de leur temps à sauter et à marcher dans des endroits humides et humides, en particulier les racines des forêts de mangroves. On pensait auparavant qu'une queue riche en sang aide à la respiration. Cependant, les scientifiques modernes des pêches ne veulent pas l'accepter.

Un tégument comme organe respiratoire

La peau d'Anguilla anguilla, Amphipnous cuchia, Periophthalmus et Boleopthalmus, est riche en vaisseaux sanguins et joue un rôle dans la respiration aérobie comme une grenouille. Avant le développement des branchies, les embryons et les larves de nombreux poissons sont capables de respirer à travers la peau. Les larves de nombreux poissons ont de nombreux vaisseaux sanguins dans les plis de la nageoire moyenne qui jouent un rôle dans la respiration.

L'opercule de l'esturgeon et de nombreux poissons-chats est plus riche en vaisseaux sanguins qui sont utilisés comme organe respiratoire accessoire. Amphipnous et Mastacembelus vivent dans des plans d'eau fermés à faible teneur en oxygène et leur peau joue peu de rôle dans la respiration. Cependant, il joue un rôle important dans l'absorption de l'oxygène gazeux. Lorsque les poissons entrent ou sortent de l'étang boueux, la sécrétion de glandes cutanées empêche le poisson d'être sec dans l'environnement aérien.

Excroissance de la nageoire pelvienne en tant qu'organe respiratoire

Dans le cas des poissons pulmonaires Lépidosiren (dipneustes), ils ont des excroissances minces et riches en sang des nageoires pelviennes qui jouent un rôle dans la respiration. Pendant la reproduction, les mâles développent cette croissance qui agit comme un complément du système respiratoire à un moment donné.

La vessie agit comme un poumon

Le sac d'air gazeux (vessie gazeuse, vessie natatoire) est un organe important, mais chez certains poissons, il agit comme un poumon. Dans le cas d'Amia et de Lepisosteus, les membranes du sac d'air s'enrichissent et forment une structure semblable à un poumon. Le sac aérien de Polypterus ressemble à un poumon superficiel et une paire d'artères pulmonaires provenant de la dernière paire d'artères épibranchiales s'y sont dilatées.

En termes de structure et de fonction du sac aérien des dipnoïdes (dipneustes), c'est exactement comme les poumons des Tétrapodes. Chez Neoceratodus, c'est un seul lobe mais chez Protopterus et Lepidosiren, il est bilobé. Dans ce cas, la formation d'alvéoles spongieuses à l'intérieur des poumons augmente. Puisque ces poissons ne peuvent pas utiliser de branchies pendant l'estivation, ils respirent par leurs poumons. Les artères pulmonaires, issues de la dernière paire d'artères épibranchiales des poumons de Dipnoïdes comme Polypterus, s'y développent.

Canal alimentaire comme organe respiratoire

L'estomac ou les intestins de certains poissons ont changé spécifiquement pour la respiration aérienne. Après inhalation, l'air atteint le tube digestif de ces poissons et est stocké pendant un certain temps dans une partie spéciale de celui-ci. Les changements suivants ont eu lieu dans le tube digestif des poissons pour l'échange d'air :

• La paroi de l'estomac et des intestins devient considérablement plus mince et, à la suite d'une contraction excessive des muscles, elle devient pratiquement transparente.
• La couche interne du tube digestif est entourée d'une seule couche de cellules épithéliales. Il n'y a pas de cellules ou de glandes sécrétant du mucus, mais l'épithélium est riche en vaisseaux sanguins.
• Des quantités excessives de fibres musculaires circulaires sont réduites et les fibres musculaires longitudinales forment une couche extrêmement fine.

Une telle respiration intestinale se retrouve chez la loche (Misgurus fossilis) et certains poissons de la famille des Siluridae et Loricariidae. En plus du tube digestif, les intestins des poissons de la famille des Cobitidae jouent un rôle important dans la respiration. Chez certaines espèces, le tube digestif (intestin) joue un rôle dans la digestion et la respiration à de courts intervalles.

Chez d'autres poissons, le tube digestif ne joue pas de rôle dans la respiration en hiver, mais il aide à la respiration en été. L'épithélium interne de l'intestin joue principalement un rôle important dans la digestion. Cobitis taenia (loche géante d'Europe) vient au-dessus du niveau de l'eau et prend une certaine quantité d'air et la fait passer en arrière à travers l'estomac et les intestins.

Misgurus fossilisa un gonflement à l'arrière de l'estomac qui est recouvert d'une fine couche de sang. Ce gonflement joue le rôle de respiration accessoire. Après l'échange de gaz, le gaz s'échappe par l'anus. Chez Callichthys, Hypostomus et Doras (Doradidae), les vaisseaux sanguins supérieurs agissent comme un organe respiratoire par l'absorption et l'excrétion d'eau. La paroi intestinale de tous ces poissons est transformée et amincie pour réduire la couche musculaire.

Chambre operculaire modifiée pour la respiration aérienne

Chez certaines espèces, l'air inhalé passe à travers la poche branchiale et s'accumule dans la chambre operculaire pendant un certain temps. Dans la région postérieure du crâne, les chambres operculaires forment deux structures en forme de ballon. Plus tard, leurs parois se replient et l'air s'échappe par de petites ouvertures branchiales externes. L'échange gazeux joue un rôle dans l'enrichissement des membranes de la chambre operculaire avec un vaisseau sanguin plus fin et plus abondant. Cette condition est observée chez Periopthalmus et Boleopthalmus.

Les changements structurels suivants sont observés chez le périophtalme :

• Les os operculaires sont minces et élastiques.
• La chambre operculaire est agrandie et s'étend de la base du basibranchial au sommet de l'arc branchial. Des poches d'air se développent dans la paroi de l'épithélium respiratoire.
• Dans l'appareil branchial des deux côtés, une sorte de soupape de sécurité se développe qui est contrôlée par les muscles.
• Le vaisseau sanguin épithélial de la chambre operculaire et de la membrane branchiostégiale (branchiostège) est enrichi.
• Des techniques complexes ont été développées pour ouvrir ou fermer les pores d'inhalation et d'exhalation.

Développement de diverticules à partir de la chambre operculaire

Chez les poissons respiratoires aériens hautement spécialisés, des projections en forme de sac se développent à partir de la surface dorsale de l'opercule ou de la poche branchiale. Ces chambres à air ou poumons operculaires sont situés au sommet des branchies et ils ont une structure spéciale comme des organes labyrinthiques qui augmentent le niveau de respiration. Des organes respiratoires accessoires sont présents chez les poissons comme les Heteropneustes, Anabas, Clarias, Trichogaster, Macropodus, Betta et autres Osphronémidés.

Fonction des organes respiratoires accessoires

Ces organes agissent comme des réservoirs supérieurs d'oxygène. Les poissons avec des organes respiratoires accessoires peuvent vivre confortablement dans une eau faiblement oxygénée. Dans ce cas, le poisson remonte à la surface de l'eau, remplit l'air et l'emmène vers les organes respiratoires. Si ces poissons sont empêchés de remonter à la surface, ils mourront d'essoufflement en raison du manque d'oxygène.

La présence d'organes respiratoires accessoires chez les poissons est donc une caractéristique adaptative. De plus, le taux d'absorption d'oxygène de ces organes est supérieur au taux de dioxyde de carbone émis. Puisque les branchies émettent naturellement plus de dioxyde de carbone. La fonction principale du système respiratoire accessoire est d'absorber l'oxygène.