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Pour respirer sous l'eau, les poissons doivent extraire l'oxygène dissous de l'eau. Ils le font en utilisant leurs branchies. L'eau pénètre dans la bouche du poisson, puis le poisson force l'eau à travers ses branchies, passe devant de nombreux minuscules vaisseaux sanguins et sort par les fentes branchiales. Les branchies prennent l'oxygène de l'eau et laissent l'eau chasser le dioxyde de carbone et l'ammoniac des vaisseaux sanguins des branchies. Les filaments de Gill sont la partie rouge et charnue des branchies; ils prennent de l'oxygène dans le sang. Chaque filament a des milliers de fines branches (lamelles) qui sont exposées à l'eau. Les branches contiennent des capillaires sanguins sous un mince épithélium qui sépare le sang de l'eau, permettant à l'oxygène et au dioxyde de carbone de passer facilement.
Cependant, tous les poissons ne dépendent pas entièrement de leurs branchies pour respirer. Certaines espèces de poissons absorbent une grande partie de leur oxygène nécessaire à travers la peau, en particulier quand elles sont juvéniles. D'autres ont des poumons ou d'autres chambres à air accessoires qui se sont développés pour respirer l'air de la surface de l'eau, et ces espèces de poissons peuvent se noyer si elles n'ont pas accès à la surface de l'eau.
Filaments de Gill
Les filaments branchiaux des poissons ont des fonctions semblables à celles des poumons des humains: c'est l'organe responsable de l'absorption de l'oxygène et de l'expulsion du dioxyde de carbone. Les branchies régulent également les niveaux d'ions minéraux et le pH du sang, tout en étant le site principal d'excrétion des déchets azotés, sous forme d'ammoniac.
Les filaments branchiaux des poissons osseux sont également appelés «lamelles primaires». Ce sont des structures complexes qui ont une grande surface. Les "lamelles secondaires" plus petites sont des ramifications des filaments primaires. Les lamelles secondaires contiennent de petits capillaires sanguins et le sang coule dans la direction opposée de l'eau. En conséquence, l'eau qui coule à côté des lamelles secondaires a toujours une concentration en oxygène plus élevée que celle dans le sang, donc l'oxygène est absorbé sur toute la longueur des lamelles secondaires. De cette manière également, le dioxyde de carbone est diffusé passivement du sang dans l'eau.
Les poissons qui nagent activement ont des filaments branchiaux très développés pour maximiser l'absorption de l'oxygène. Les poissons sédentaires qui vivent au fond ont généralement des filaments branchiaux qui absorbent de plus petits volumes, car ils sont moins actifs et n'utilisent pas l'oxygène aussi rapidement.
Gill Arches
La plupart des poissons ont au moins trois arcs branchiaux de chaque côté du corps. Ceux-ci soutiennent les filaments branchiaux et sont cartilagineux ou osseux et en forme de boomerang. Chaque arc branchial se compose d'un membre supérieur et d'un membre inférieur qui sont joints à l'arrière. Les filaments et branchies branchiales sont attachées aux arcades branchiales.
Les arcades branchiales soutiennent les branchies ainsi que les vaisseaux sanguins. Les artères qui pénètrent dans les branchies apportent du sang pauvre en oxygène et une forte concentration de déchets. Les artères qui quittent les branchies contiennent du sang avec peu de déchets riches en oxygène.
Gill Rakers
Les faneurs de branchies sont des projections osseuses qui aident les poissons à se nourrir. Ils pointent vers l'avant et vers l'intérieur des arcs branchiaux. Leur nombre et leur forme varient en fonction du régime alimentaire du poisson: des branchies très espacées sont évidentes sur les poissons qui mangent de grandes proies, comme d'autres poissons, ce qui empêche la proie de se libérer et de s'échapper entre les branchies. On observe un plus grand nombre de branchiospines plus minces et plus longues sur les poissons qui mangent des proies plus petites. Espèces qui consomment du plancton et de minuscules matières en suspension dans les branchies des sports aquatiques qui sont extrêmement longues et minces. Certains poissons en ont plus de 150 seulement sur la voûte inférieure, ce qui aide à recueillir les particules de nourriture dans la gorge qui peuvent être avalées, tandis que l'eau s'écoule par les fentes branchiales.
