De donde sale el oxigeno que respiran los peces
Cuando pensamos en respirar, solemos imaginar pulmones llenándose de aire. Sin embargo, los peces viven sumergidos y no pueden sacar la cabeza a cada momento para tomar oxígeno como los mamíferos. Aun así, necesitan este gas igual que nosotros para obtener energía y mantener vivas sus células. Entonces, ¿de dónde sale el oxígeno que respiran los peces y cómo consiguen captarlo bajo el agua?
La clave está en dos ideas fundamentales. La primera, que el agua no solo está formada por moléculas de H₂O: también contiene gases disueltos, entre ellos oxígeno. La segunda, que los peces disponen de un órgano especializado, las branquias, diseñado para extraer ese oxígeno disuelto con una enorme eficiencia.
Comprender este proceso permite entender mejor cómo funcionan los ecosistemas acuáticos y por qué la calidad del agua es tan importante para la vida de los peces.
El oxígeno de los peces no viene del agua, sino del oxígeno disuelto
Una confusión muy extendida consiste en pensar que los peces “rompen” las moléculas de agua para sacar de ahí el oxígeno. No es así. La molécula de agua es muy estable y haría falta mucha energía para separarla en hidrógeno y oxígeno. Si los peces tuvieran que hacerlo, gastarían más energía de la que obtendrían a cambio, algo inviable para su supervivencia.
Lo que realmente respiran los peces es el oxígeno que está disuelto en el agua, igual que el azúcar se disuelve en un vaso de agua o la sal en una sopa. Ese oxígeno llega al agua por varios caminos:
– Se disuelve desde la atmósfera en la superficie de mares, ríos y lagos.
– Lo producen las algas, el fitoplancton y las plantas acuáticas al hacer la fotosíntesis.
– Se mezcla mejor gracias al movimiento del agua: oleaje, corrientes, cascadas, entrada de ríos o sistemas de aireación.
Es decir, el agua actúa como un medio que transporta oxígeno, pero los peces no respiran “agua”, sino el gas que va disuelto en ella. Las branquias son el sistema que les permite capturarlo.
Cómo funcionan las branquias: la “máquina” de respirar bajo el agua
Anatomía básica de las branquias
Las branquias son estructuras muy finas, de color rojizo, situadas a los lados de la cabeza. Están formadas por arcos branquiales y, sobre ellos, filamentos y lamelas que multiplican la superficie de contacto entre el agua y la sangre del pez. Cuanta más superficie, más capacidad para intercambiar gases.
En los peces óseos, las branquias están protegidas por una tapa ósea llamada opérculo. Cuando el pez abre y cierra esta estructura, está ayudando a que el agua circule por el interior de la cavidad branquial.
En los peces cartilaginosos, como tiburones y rayas, las branquias se abren al exterior en forma de hendiduras. El agua entra por la boca o por los espiráculos y sale por las hendiduras branquiales, pasando antes por las superficies donde se realiza el intercambio de gases.
El ciclo de respiración: bomba buco-opercular
La mayoría de los peces no dependen solo del movimiento al nadar para ventilar sus branquias. Muchos cuentan con un sistema llamado bomba buco-opercular, que funciona de la siguiente manera:
- El pez abre la boca y baja el suelo de la cavidad bucal. Aumenta el volumen y entra agua.
- Después cierra la boca y eleva el suelo bucal, empujando el agua hacia la cavidad opercular.
- El opérculo se abre ligeramente, la cavidad opercular se contrae y el agua es obligada a pasar a través de las branquias.
- Al fluir por las lamelas branquiales, el oxígeno disuelto pasa a la sangre y el dióxido de carbono sale de la sangre hacia el agua, que finalmente se expulsa al exterior.
Este ciclo se repite de forma continua mientras el pez está activo. Algunos peces, sobre todo los que nadan muy rápido, combinan este sistema con la ventilación por nado: avanzan con la boca entreabierta para que el agua circule de forma constante por las branquias.
Intercambio a contracorriente: un sistema muy eficiente
El agua circula por las branquias en dirección opuesta al flujo sanguíneo de los capilares branquiales. Esto se conoce como intercambio a contracorriente.
Gracias a este diseño, la sangre siempre se encuentra con agua que tiene una concentración de oxígeno algo mayor, incluso cuando ya ha pasado parte del recorrido. Esto mantiene un gradiente de concentración que favorece que el oxígeno siga diffundiéndose hacia la sangre durante todo el trayecto.
Este sistema es tan eficiente que muchos peces pueden extraer una gran parte del oxígeno disponible en el agua, a pesar de que la cantidad de oxígeno disuelto es muy baja si la comparamos con el aire.
De dónde procede el oxígeno disuelto en mares, ríos y lagos
El agua por sí misma, como H₂O, no “aporta” oxígeno respirable. El gas que utilizan los peces llega al agua a través de distintos procesos naturales.
Intercambio con la atmósfera
En la superficie de mares, ríos y lagos hay un intercambio constante de gases entre el agua y el aire. Las moléculas de oxígeno pasan del aire al agua hasta que se alcanza un cierto equilibrio, que depende de la temperatura, la presión y la salinidad.
En aguas frías, se disuelve más oxígeno que en aguas calientes. Por eso, muchos peces tienen más problemas de falta de oxígeno en verano, cuando el agua está más templada y, además, suele haber más actividad biológica consumiendo ese oxígeno.
Fotosíntesis de algas y plantas acuáticas
El segundo gran “origen” del oxígeno disuelto son organismos que viven en el propio agua:
– Fitoplancton.
– Algias microscópicas y macroscópicas.
– Plantas acuáticas de ríos, lagunas y zonas someras.
Al hacer la fotosíntesis, estos seres utilizan dióxido de carbono, agua y luz solar para fabricar materia orgánica y liberan oxígeno como producto. En muchas masas de agua, una parte importante del oxígeno disponible procede de este proceso.
Durante el día, cuando hay luz, el oxígeno disuelto tiende a aumentar. Por la noche, al cesar la fotosíntesis, tanto las plantas como los animales siguen respirando y consumiendo oxígeno, lo que puede hacer que su nivel baje.
Movimiento y mezcla del agua
El movimiento del agua también influye mucho en el oxígeno disponible. En zonas con oleaje, corrientes o cascadas, el agua se mezcla continuamente con el aire y se mantiene mejor oxigenada. En cambio, en aguas estancadas, cálidas y con mucha materia orgánica en descomposición, el oxígeno se agota con facilidad.
Este equilibrio es delicado. Un descenso fuerte del oxígeno disuelto puede provocar lo que se conoce como hipoxia: una situación en la que los peces no consiguen respirar lo suficiente y pueden morir asfixiados.
Peces que van más allá de las branquias: pulmones y respiración aérea
Aunque las branquias son el sistema principal de respiración en la mayoría de los peces, la evolución ha producido excepciones muy llamativas.
Peces pulmonados
Algunos peces, llamados peces pulmonados o dipnoos, poseen estructuras internas que funcionan de forma muy similar a pulmones. Pueden salir a la superficie y tragar aire atmosférico cuando el agua tiene poco oxígeno.
Estas especies suelen vivir en zonas donde los ríos o lagos pueden secarse parcialmente o experimentar cambios bruscos de nivel y calidad del agua. Su capacidad para respirar aire directamente les da una ventaja en ambientes extremos.
Peces que complementan branquias con otros órganos
Además de los peces pulmonados, hay otros grupos que han desarrollado soluciones intermedias:
– Peces que utilizan una vejiga natatoria modificada como órgano respiratorio.
– Especies que pueden captar algo de oxígeno a través de la piel o la boca en aguas muy pobres en oxígeno.
– Peces que salen a respirar aire en la superficie de forma periódica.
En todos estos casos, la idea es la misma: cuando el agua no aporta suficiente oxígeno disuelto, recurren al aire para completar sus necesidades respiratorias.
Por qué los peces se asfixian fuera del agua
Una pregunta frecuente es: si los peces respiran oxígeno y el aire está lleno de oxígeno, ¿por qué se asfixian fuera del agua?
La respuesta está en la estructura de las branquias. Estas están formadas por láminas muy finas, que necesitan el soporte del agua para mantenerse desplegadas y separadas. Cuando el pez sale del agua:
– Las branquias se colapsan por su propio peso.
– Disminuye de forma drástica la superficie disponible para el intercambio de gases.
– El aire no fluye por entre las lamelas de la misma manera que lo hace el agua.
Durante un tiempo, el pez puede seguir obteniendo algo de oxígeno, pero la cantidad es insuficiente. Si no vuelve al agua o no dispone de otro sistema respiratorio, termina asfixiándose.
Qué ocurre cuando falta oxígeno en el agua
El oxígeno disuelto no es infinito. Si se consume más rápido de lo que se repone, la concentración baja y los peces pueden entrar en una situación de estrés respiratorio.
Las causas más frecuentes de falta de oxígeno son:
– Temperaturas altas, que reducen la solubilidad del oxígeno.
– Exceso de materia orgánica en descomposición, que consume oxígeno.
– Contaminación y vertidos que alteran el equilibrio químico.
– Aguas estancadas sin renovación ni mezcla con capas más oxigenadas.
Los peces reaccionan cambiando su comportamiento:
– Suben a la superficie y boquean intentando aprovechar la capa más oxigenada.
– Se vuelven más lentos, dejan de alimentarse o se concentran en zonas con más corriente.
– En casos graves, se produce mortalidad masiva de peces y otros organismos acuáticos.
Por eso, la calidad del agua y la cantidad de oxígeno disuelto son indicadores clave para valorar la salud de cualquier ecosistema acuático, desde un río hasta un acuario doméstico.
Los peces respiran oxígeno igual que el resto de animales, pero lo hacen de una forma adaptada al medio acuático:
– No rompen las moléculas de agua, sino que capturan el oxígeno que está disuelto en ella.
– Utilizan branquias, órganos muy vascularizados y con una enorme superficie de intercambio.
– El agua pasa por las branquias gracias a un sistema de bombeo o al nado continuo, y el intercambio se hace por un mecanismo de contracorriente muy eficiente.
– El oxígeno disuelto proviene del contacto con la atmósfera y de la fotosíntesis de algas y plantas acuáticas.
– Algunas especies han desarrollado pulmones o estructuras especiales para respirar aire cuando el agua no les aporta suficiente oxígeno.
– Si el oxígeno disuelto disminuye por contaminación, calor o estancamiento, los peces pueden morir asfixiados a pesar de estar rodeados de agua.
Entender de dónde sale el oxígeno que respiran los peces ayuda a valorar mejor la importancia de conservar ríos, lagos y mares limpios, bien oxigenados y en equilibrio, porque de ello depende directamente la vida bajo el agua.
