من أجل التنفس تحت الماء، يتعين على الأسماك استخراج الأكسجين المذاب من الماء، ويفعلون ذلك باستخدام خياشيمهم، فيدخل الماء إلى فم الأسماك ثم تجبر الأسماك الماء أن تعبر خياشيمها مرورا بالعديد من الأوعية الدموية الدقيقة، ويخرج من الشقوق الخيشومية، وتأخذ الخياشيم الأكسجين من الماء وتترك الماء يخرج معه ثاني أكسيد الكربون والأمونيا من الأوعية الدموية في الخياشيم.
والخيوط الخيشومية هي الجزء الأحمر اللحمي من الخياشيم، ويأخذ الأكسجين إلى الدم، ويحتوي كل خيط على آلاف الفروع الدقيقة (الصفائح) التي تتعرض للماء، وتحتوي الفروع على شعيرات دموية تحت ظهارة رقيقة تفصل الدم عن الماء، مما يسمح للأكسجين وثاني أكسيد الكربون بالمرور بسهولة.
ومع ذلك، لا تعتمد كل الأسماك كليا على خياشيمها في التنفس، حيث تمتص بعض أنواع الأسماك جزءا كبيرا من الأكسجين الضروري من خلال الجلد، وخاصة عندما تكون صغيرة، ولدى البعض الآخر رئتان أو غرف هواء ملحقة أخرى تطورت لاستنشاق الهواء من سطح الماء، وقد تغرق هذه الأنواع من الأسماك إذا لم يكن بإمكانها الوصول إلى سطح الماء.
الخيوط الخيشومية:
تمتلك الخيوط الخيشومية الموجودة في الأسماك وظائف مثل الرئتين عند الإنسان، فهي العضو المسؤول عن امتصاص الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون، وتنظم الخياشيم أيضا مستويات الأيونات المعدنية ودرجة الحموضة في الدم، فضلا عن كونها الموقع الأساسي لإخراج النفايات النيتروجينية على شكل أمونيا.
تسمى الخيوط الخيشومية للأسماك العظمية أيضا الصفائح الأولية، وهي هياكل معقدة لها مساحة سطح كبيرة، وأصغر الصفائح الثانوية هي فروع من الخيوط الأولية، وتحتوي الصفائح الثانوية على شعيرات دموية صغيرة ويتدفق الدم في الاتجاه المعاكس للماء، ونتيجة لذلك فإن المياه المتدفقة بجانب الصفائح الثانوية تحتوي دائما على تركيز أكسجين أعلى من ذلك الموجود في الدم، لذلك يتم امتصاص الأكسجين بطول الصفائح الثانوية.
وبهذه الطريقة أيضا، ينتشر ثاني أكسيد الكربون بشكل سلبي من الدم إلى الماء، وتحتوي الأسماك السابحة النشطة على خيوط خيشومية متطورة للغاية لزيادة امتصاص الأكسجين، وعادة ما تحتوي الأسماك المستقرة التي تعيش في القاع على خيوط خيشومية تمتص أحجاما أصغر، لأنها أقل نشاطا ولا تستخدم الأكسجين بسرعة.
الأقواس الخيشومية:
تحتوي معظم الأسماك على ثلاثة أقواس خيشومية أو أكثر على كل جانب من الجسم، وهذه تدعم الخيوط الخيشومية وتكون غضروفية أو عظمية، ويتكون كل قوس خيشومي من طرف علوي وطرف سفلي متصل بالظهر، ويتم ربط الخيوط الخيشومية وسنينات الخياشيم بأقواس الخياشيم، وتوفر الأقواس الخيشومية دعما في الخياشيم والأوعية الدموية، والشرايين التي تدخل الخياشيم تجلب الدم مع انخفاض الأكسجين وتركيز عال من النفايات، وتحتوي الشرايين التي تخرج من الخياشيم على دم مع القليل من الفضلات الغنية بالأكسجين.
السنينات الخيشومية:
السنينات الخيشومية عبارة عن نتوءات عظمية تساعد الأسماك على التغذية، وتشير إلى الأمام وإلى الداخل من الأقواس الخيشومية، ويختلف عددهم وشكلهم بناء على النظام الغذائي للأسماك، وتتواجد السنينات الخيشومية المتباعدة على نطاق واسع في الأسماك التي تأكل فريسة كبيرة مثل الأسماك الأخرى، والتي تمنع عنصر الفريسة من التحرر والهروب بين الخياشيم.
ويظهر عدد أكبر من سنينات الخياشيم الأرق والأطول على الأسماك التي تأكل فريسة أصغر، والأنواع التي تستهلك العوالق والمواد الدقيقة العالقة في الماء فإم السنينات الخيشومية طويلة ورقيقة للغاية، وتحتوي بعض الأسماك على أكثر من 150 نوعا فقط في قوس الخياشيم السفلي، وهذا يساعد على تجميع جزيئات الطعام في الحلق التي يمكن ابتلاعها، بينما يتم تمرير الماء من خلال شقوق الخياشيم.
