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Respirer dans un milieu pauvre en dioxygène
Un litre d'eau de rivière contient, dans le meilleur des cas, une trentaine de fois moins de dioxygène qu'un litre d'air. Pour un poisson, chaque litre d'eau qui passe sur ses branchies vaut donc peu ; il lui en faut beaucoup, et il doit en extraire le maximum.
Les branchies sont logées de chaque côté de la tête, sous un volet osseux, l'opercule. Chacune porte des centaines de lamelles, elles-mêmes couvertes de replis microscopiques : chez une truite de 300 grammes, leur surface totale dépasse celle de tout le reste du corps. Leur paroi ne mesure que quelques millièmes de millimètre et le sang circule juste dessous. Sur les lamelles, le sang s'écoule dans le sens opposé à celui de l'eau : ce contre-courant permet au sang de capter jusqu'à 80 % du dioxygène dissous, alors qu'un poumon humain n'en prélève qu'un quart à chaque inspiration.
Pour renouveler l'eau, le poisson pompe : il ouvre la bouche en fermant les opercules, puis ferme la bouche en ouvrant les opercules. L'eau entre par l'avant, traverse les branchies et sort par l'arrière, toujours dans le même sens. Les grands nageurs comme le thon ont abandonné ce pompage : ils nagent bouche entrouverte, et c'est leur vitesse qui pousse l'eau sur les branchies. S'ils s'arrêtent, ils s'asphyxient.
Sorties de l'eau, les lamelles se collent les unes aux autres et leur surface s'effondre : un poisson à l'air libre se noie dans l'air, alors que le dioxygène y est trente fois plus abondant. Certains poissons ont contourné l'obstacle. Le poisson-chat grimpeur d'Asie garde ses branchies humides dans une chambre spéciale et peut ramper plusieurs heures d'une mare à l'autre pendant la saison sèche.
Voir le corrigé
- l'opercule
- 80 %
- Réponse libre — exemple : Une très grande surface (replis microscopiques), une paroi extrêmement fine, et le sang qui circule juste dessous.
- Réponse libre — exemple : Le sang circule dans le sens inverse de l'eau : tout le long de la lamelle, le sang rencontre de l'eau plus riche en O₂ que lui, ce qui lui permet de continuer à en capter jusqu'au bout — d'où un rendement bien meilleur que celui d'un poumon.
- Réponse libre — exemple : Il ne pompe plus l'eau avec sa bouche et ses opercules : c'est sa nage qui pousse l'eau sur ses branchies. Immobile, l'eau n'est plus renouvelée et il s'asphyxie.
- Réponse libre — exemple : Hors de l'eau, les lamelles se collent et la surface d'échange disparaît ; le dioxygène est pourtant abondant, mais le poisson n'a plus de surface pour le capter.
- Réponse libre — exemple : Il conserve des branchies, organe « aquatique », mais les garde humides dans une chambre pour continuer à respirer hors de l'eau : ce n'est pas le milieu qui impose l'organe, c'est l'animal qui s'adapte avec le sien.
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