えら呼吸について

Question

ふと疑問。

モノ心ついたときに魚はえら呼吸してるから水のなかにいれるて教わりましたが、
どうやって水のなかで酸素をとってるのでしょうか？

これまではなんとなく水中の溶けている酸素で
呼吸してると思ったのですが、そもそも水中に酸素は溶けてるのかな？と。
えら呼吸ってそんなにすごいんですか？

noribou11 · Accepted Answer

生物の研究者です。

水の中にどれくらいの酸素が溶けているかとようと
15℃で７ml/l、25℃で5.8ml／lくらい溶けています。
ちなみに空気中は209ml／lなんで、空気中とくらべれば
そんなに多くは溶けてないですね。

で、どうやってエラで呼吸しているかというと
エラの中にある二次鰓弁というところに無数の毛細血管があります。
この血液の流れとは反対方向に呼吸水（エラに取入られた水ね）が流れます。
これを対向流の原理といって、反対方向に流れていると一定の酸素分圧の勾配が
維持されるようになります。

酸素を運ぶのは赤血球にふくまれるヘモグロビンというものです。
ヘモグロビンは酸素の多いところでは酸素と結合しやすく、
酸素の少ないところでは離れやすい性質を持っています。
細胞に酸素を渡していまったヘモグロビンはエラのところで新しく
酸素と結合して、また、全身へ散らばっていくんです。

ヘモグロビンをタクシーって考えると簡単で
タクシーの運ちゃんがお客（酸素）がたくさんいそうな繁華街（エラ）にいる状態。
タクシーを停めるにはタクシーの方を向いた方がいいのかタクシーと同じ方向を
向いた方がいいのかっていうと、当然、運ちゃんと対面した方が停めやすいでしょ。
これが血流と呼吸水が反対方向に流れている理由ね。

で、お客を乗せたタクシーは住宅街（組織）へと走っていって
目的地（夜の住宅街は人気がないから人間（酸素）が少ない状態ね）に着くと
お客を降ろす。そして、お客を求めてまた繁華街へ戻るってことかな。

エラ呼吸がすごいかというとメカニズムはすごいと思うよ。
なんせ、ほ乳類の場合、肺に入った酸素のうち２５％くらいしか利用してない。
一方、魚の場合は８０％も利用しているから効率はめちゃめちゃいい。
でも、肺には130ml／lの酸素があるから、その２５％と
水中の７ml／lの80％を比べれば、ほ乳類の方がたくさんの酸素を使って
いることには変わらないんだけどね。

nozomi500 · Answer

金魚の水槽に、エアーポンプで空気を送っています。川であれば、流れの中で結構空気が溶けますが、限られた水槽で何匹も飼うと、酸素不足にあります。

肺呼吸の非効率な点は、袋にいれて、また袋からだすという、交互通行。
えらは、一方通行で絶えず新しい水が入っていきます。高速道路みたいなもの。
ただ、効率よくしないと、もともと水という非効率的なものから取り出せない、という事があります。

Scotty_99さんって、いろんなことに疑問をお持ちですね。好きだなあ、こういうの。

ryuiti · Answer

魚のエラは毛細血管がむき出しの状態になっていて、水中の酸素を吸収し、二酸化炭素を吐き出しやすくしています。この毛細血管の表面は半透膜のようになっていて、水に溶けている酸素だけを吸収できるようになっているんです。人工の半透膜でも同じようなことは出来ます。
（物理的な理論はわかりません。ごめんなさい）
次に水中に溶けている気体（空気）を確かめる実験をしてみてください。きれいに洗ったガラスコップに静かに水を入れてみてください。そしてしばらくそのままにしておいて　もう一度観察してみてください。コップの中に気泡が出来ていることがわかります。これが水中に溶けていた気体です。入れる水は多少冷たいほうがいいでしょう。

えら呼吸について

生物の研究者です。

金魚の水槽に、エアーポンプで空気を送っています。

魚のエラは毛細血管がむき出しの状態になっていて、水中の酸素を吸収し、二酸化炭素を吐き出しやすくしています。

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