魚のエラ呼吸の仕組み。陸上で呼吸出来ない理由とか。

魚は肺ではなく鰓（えら）によって呼吸を行います。

水中でしか呼吸できない仕組みや、水面でパクパクする理由などを絡め、魚のえら呼吸について解説していきます。

えら呼吸の仕組み

呼吸というのは酸素を取り込み、二酸化炭素を排出するという行為です。

エラは毛細血管が張り巡らされており、そこに水を通過させることで血管の二酸化炭素を水中に排出し、水中にある酸素の取り込みを行っています。

つまりエラに水を通過させる必要があるため、口から水を取り込み、鰓蓋（えらぶた：目の後側にある切り込み）から水を排出して呼吸を行っています。

水の流れ：水中　→　口　→　鰓（えら）　→　鰓蓋　→　水中

魚をよーく見ると鰓蓋（えらぶた）が動いているのが分かると思いますが、それにより呼吸を行っているのです。

泳ぐことでえらに水を通す魚も

ただ魚の中には鰓蓋（えらぶた）をあまり動かさずに、呼吸を行うのもいます。

例えばイワシやマグロなどの回遊魚がそれにあたり、彼らは泳ぐことで口から鰓・鰓蓋へと水を通過させているのです。
つまり泳ぐことで呼吸を行っているとも言えます。

鰓蓋を動かして呼吸する力は失っているので泳ぐのを止めてしまうと呼吸できずに死んでしまうのです。

空気呼吸できない理由

魚が空気呼吸できないのはエラが水中にしか適応していないと言ってしまえばそうなのですが、特に二酸化炭素の排出ができないという深刻な欠点があります。

二酸化炭素というのはかなり水に溶けやすい性質があり、えらによる二酸化炭素の排出というのは水中に二酸化炭素を溶け込ませることで排出を行っています。

そのため空気中だと二酸化炭素の排出ができず、呼吸が成り立たないのです。

金魚が水面をパクパクする理由

夏場などに金魚を買っていたり、数多く水槽に入れていると水面をパクパクしているのを見た人も多いと思います。

自ら口を出して空気中の酸素を取り込もうとしているように見えますが微妙に違います。

あれは水面でパクパクすることによりバシャバシャと水と空気をかき混ぜて、空気中の酸素を水に溶け込ましその上でえら呼吸しようとしている動きなのです。

金魚にとっては空気中の酸素はほぼ取り込むことができないのです。

あとはお腹が空いてる時は水面に浮いた微生物を食べていることもあります。

二酸化炭素過多によるパクパク

アクアリウムでは水草の育成のため二酸化炭素を強制添加することがあります。

しかし機器トラブルで二酸化炭素の添加が過剰気味になってしまうと同様に水面でパクパクする行動が見られます。

えらによる呼吸は酸素を取り込み、二酸化炭素を水中に溶かす行動ですが、水中に溶ける二酸化炭素が多すぎると体内の二酸化炭素を溶かすことができなくなってしまうのです。

そこで水面でパクパクすることにより水中に溶ける二酸化炭素を空気中に逃し、呼吸できる二酸化炭素濃度にした水を取り込もうとしているのです。

事故以外は起きない

こうすると二酸化炭素の添加は気を付けたほうが良いと感じそうですが、体内の二酸化炭素濃度以上に添加してしまうことは常識的な範囲内であればそうそう起こりません。

機器が壊れてバコバコ添加してしまった場合に限られるので、心配することはあまり無いでしょう。

空気呼吸ができる魚たち

実は魚のクセに空気呼吸ができる珍しいヤツもいるっちゃいるんです。

彼らはエラ以外にも呼吸器官をもっていて、それにより空気呼吸を行うことができるのです。

ラビリンス器官を持つ魚たち

ラビリンス器官を持つベタ

魚の中には空気呼吸が可能なラビリンス器官と呼ばれる呼吸器を持つものがいます。

ラビリンス器官により、空気中からダイレクトに酸素を取り込めるため酸素があまり無い水たまりなどの悪環境でも生存することができるのです。

熱帯魚で定番の「ベタ」と呼ばれる魚はこのラビリンス器官を持ち、コップなどの低酸素環境でも飼育することが可能なのです。
他にもグラミーやキノボリウオなどアナバスと呼ばれるグループがラビリンス器官を持っています。

ただラビリンス器官を持つ魚も二酸化炭素の排出は水中に溶かして排出を行うため完全に陸上のみで生活することはできません。

ハイギョ（肺魚）

肺魚の仲間であるプロトプテルス・エチオピクス

非常に珍しいのですが、魚には我々と同じ「肺」を持つ魚もいます。

ハイギョ（肺魚）と呼ばれる魚たちは名前の通り肺を持ち、肺呼吸を行う魚です。

肺呼吸により、陸上で長い間生存することができるようになっているのです。

肺魚の仲間たちもペットフィッシュとして入手することができるので興味があれば飼育してみるのも面白いでしょう。

まとめ、個人的な所感

えら呼吸は毛細血管に水を通すことにより呼吸を行い、肺呼吸は毛細血管に空気を通すことで呼吸を行います。

特に水中では二酸化炭素の排出は苦労無く行えるので、その点が肺呼吸と大きくことなっていますね。

二酸化炭素は簡単に水中に溶けるので体内の二酸化炭素を排出するのは容易だということです。

そもそも人間ですら肺という湿度の高い空間を作っているので、水分と二酸化炭素の排出は呼吸にとても密接な関係にあると言えるでしょう。