A halak azon kevés gerincesek közé tartoznak, amik képesek a víz alatt lélegezni. Ez elsőre magától értetődőnek tűnhet, de valójában jelentős biológiai teljesítményről van szó: a víz ugyanis jóval kevesebb oxigént tartalmaz, mint az ugyanekkora térfogatú levegő.
Miközben mi gyakorlatilag oxigéndús közegben élünk, a halaknak sokkal szűkösebb erőforrásból kell fedezniük az élethez szükséges mennyiséget. Fontos, hogy nem a vízmolekulákhoz kémiailag kötött oxigént használják, a számukra létfontosságú oxigén a levegőből oldódik bele a vízbe.
Ebből az eleve kis koncentrációból kell elegendőt kivonniuk, amihez hatalmas mennyiségű vizet áramoltatnak át a kopoltyúikon. A kopoltyú rendkívül finoman felépített szerv. Számos kopoltyúfonalból áll, amik mindegyikén több ezer apró lamella vagy kopoltyúlemez található. Ezek a mikroszkopikus redők jócskán megnövelik azt a felületet, ami érintkezik a vízzel.
Az oldott oxigén a lamellák vékony hártyáján keresztül jut be a véráramba, miközben a szén-dioxid az ellenkező irányba távozik. A rendszer különlegessége az úgynevezett ellenáramú gázcsere. A vér a lamellákban ellentétes irányban áramlik, mint a víz. Ez folyamatos koncentrációkülönbséget tart fenn, így az oxigén szinte végig képes a vízből a vérbe jutni. Ennek köszönhetően a kopoltyún áthaladó oxigén nagyjából 75 százalékát képes a hal hasznosítani. Ez nagyjából kétszerese annak az aránynak, amit az emberi tüdő egy levegővétel során kivon.
De nem minden halfaj támaszkodik kizárólag a kopoltyújára. Az atlanti tarpon úszóhólyagja például a nyelőcsövéhez van nőve, így tüdőszerű szervként is képes használni, és oxigénszegény vízben is képes vele lélegezni. Ilyenkor viszont időről időre fel kell úsznia a felszínre, hogy levegőt nyeljen.
Míg az atlanti tarpon esetében a kopoltyú és a levegővétel egyszerre biztosítja az oxigénellátást, a tengeri emlősök, például a bálnák, teljesen más utat jártak be az evolúció során. Nincs kopoltyújuk, tüdővel lélegeznek, ezért rendszeresen a felszínre kell emelkedniük oxigéndús levegőért. Bár életük nagy részét a víz alatt töltik, a légzésük szempontjából ugyanúgy levegőre szorulnak, mint az ember.
Az iszapugró géb még tovább feszegeti a határokat. Hosszú időt tölt a vízen kívül, amit úgy tud megoldani, hogy kopoltyúi körül vízzel telt üreget tart fenn. Emellett a legtöbb halhoz hasonlóan a bőrén keresztül is képes bizonyos mennyiségű oxigént felvenni, akár a víz alatt is. Az ő példája is mutatja, hogy a halak víz alatti légzése rendkívül hatékony, a környezethez adaptálódott rendszer, ráadásul fajonként rendkívül változatos tud lenni.
(Forrás: Amerikai Természettudományi Múzeum)
