Une branchie est un organe vital utilisé par les poissons et autres animaux aquatiques pour respirer en extrayant l’oxygène de l’eau environnante. Sur la plupart des animaux aquatiques qui utilisent des branchies pour la respiration, ils se trouvent sur ou près de la tête et sont protégés par une structure appelée volet branchial. Ces organes respiratoires spécialisés fonctionnent en filtrant l’oxygène de l’eau lorsqu’il traverse de nombreux filaments. Semblable aux poumons, l’oxygène est absorbé dans le sang à travers les parois minces de minuscules vaisseaux sanguins. Afin d’obtenir suffisamment d’oxygène pour soutenir la vie, une grande quantité d’eau doit passer par les branchies, et les scientifiques pensent qu’elle est utilisée par diverses créatures depuis des millions d’années.
La plupart des animaux aquatiques qui restent immergés sous l’eau utilisent des branchies pour respirer. Les exemples incluent les poissons, les anguilles et les crabes, et les branchies effectuent le travail que fait le poumon chez les animaux à respiration aérienne. La fonction principale des branchies est l’extraction de l’oxygène de l’eau et la libération de dioxyde de carbone. Habituellement, les branchies sont situées sur ou près de la tête de l’animal par paires avec une de chaque côté, et le nombre d’ensembles varie selon le type d’animal aquatique. Chacun est protégé par une structure appelée lambeau branchial, qui a l’apparence d’une longue fente profonde et légèrement incurvée dans la peau. Le rabat recouvre et protège la structure des branchies, et aide également à diriger l’eau à travers sa surface.
Une branchie fonctionne en filtrant d’énormes quantités d’eau qui s’écoule à travers la structure. Lorsque l’eau pénètre par le rabat, les grosses particules sont éliminées par des structures appelées branchiospines, qui ressemblent à un écran fait de tissus mous. Ensuite, l’eau atteint les filaments, qui sont composés de tissus mous de couleur rougeâtre et ressemblent à un peigne à dents fines. Les filaments ont une grande surface exposée à l’eau avec une multitude de minuscules vaisseaux sanguins à paroi mince très proches de la membrane externe.
Lorsque l’eau traverse les filaments, l’oxygène peut traverser les parois des minuscules vaisseaux sanguins et pénétrer dans la circulation sanguine. Le dioxyde de carbone est également capable de sortir du sang à travers les parois des vaisseaux afin qu’il puisse être libéré dans l’eau par les branchies. Comme il y a une concentration beaucoup plus faible d’oxygène dans l’eau que dans l’air, des quantités énormes doivent passer par les branchies afin de fournir suffisamment de gaz pour maintenir la vie. En plus de l’eau qui est naturellement aspirée lorsque l’organisme aquatique nage, de nombreux animaux sont capables d’en aspirer davantage en « pompant » leurs branchies lorsque des quantités supplémentaires sont nécessaires. Les branchies sont des organes respiratoires extrêmement efficaces qui, selon de nombreux scientifiques, sont utilisés depuis des millions d’années depuis que les premières créatures ont commencé à vivre dans la mer.