Για να αναπνέουν κάτω από το νερό, τα ψάρια πρέπει να εξάγουν διαλυμένο οξυγόνο από το νερό. Το κάνουν αυτό χρησιμοποιώντας τα βράγχια τους. Το νερό εισέρχεται στο στόμα του ψαριού και στη συνέχεια το ψάρι πιέζει το νερό στα βράγχια του, περνώντας από πολλά μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία και έξω από τις σχισμές των βραγχίων. Τα βράγχια παίρνουν οξυγόνο από το νερό και αφήνουν το νερό να απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα και την αμμωνία από τα αιμοφόρα αγγεία στα βράγχια. Τα νημάτια βραγχίων είναι το κόκκινο, σαρκώδες μέρος των βραγχίων. παίρνουν οξυγόνο στο αίμα. Κάθε νήμα έχει χιλιάδες λεπτά κλαδιά (lamellae) που εκτίθενται στο νερό. Τα κλαδιά περιέχουν τριχοειδή αγγεία αίματος κάτω από ένα λεπτό επιθήλιο που διαχωρίζει το αίμα από το νερό, επιτρέποντας στο οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα να περάσουν εύκολα.
Ωστόσο, δεν βασίζονται όλα τα ψάρια εντελώς στα βράγχια τους για να αναπνεύσουν. Μερικά είδη ψαριών απορροφούν μεγάλο μέρος του απαραίτητου οξυγόνου τους μέσω του δέρματος, ιδιαίτερα όταν είναι νεαρά. Άλλα έχουν πνεύμονες ή άλλους βοηθητικούς θαλάμους αέρα που έχουν αναπτυχθεί για να αναπνέουν αέρα από την επιφάνεια του νερού και αυτά τα είδη ψαριών μπορεί να πνιγούν εάν δεν έχουν πρόσβαση στην επιφάνεια του νερού.
Νήματα βραγχίων
Τα νημάτια των βραγχίων στα ψάρια έχουν λειτουργίες όπως οι πνεύμονες στους ανθρώπους: είναι το όργανο που είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση του οξυγόνου και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα. Τα βράγχια ρυθμίζουν επίσης τα επίπεδα των ανόργανων ιόντων και το pH του αίματος, καθώς επίσης είναι η κύρια θέση απέκκρισης αζωτούχων αποβλήτων, με τη μορφή αμμωνίας.
Τα νημάτια των βραγχίων των οστέινων ψαριών ονομάζονται επίσης «πρωτεύοντα ελάσματα». Είναι περίπλοκες κατασκευές που έχουν μεγάλη επιφάνεια. Τα μικρότερα "δευτερεύοντα ελάσματα" είναι παραφυάδες των πρωτογενών νημάτων. Τα δευτερεύοντα ελάσματα περιέχουν μικρά τριχοειδή αγγεία αίματος και το αίμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση του νερού. Ως αποτέλεσμα, το νερό που ρέει δίπλα από τα δευτερεύοντα ελάσματα έχει πάντα υψηλότερη συγκέντρωση οξυγόνου από αυτή στο αίμα, επομένως το οξυγόνο απορροφάται σε όλο το μήκος των δευτερευόντων ελασμάτων. Με αυτόν τον τρόπο επίσης, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται παθητικά από το αίμα στο νερό.
Τα ψάρια που κολυμπούν ενεργά έχουν νημάτια βραγχίων που είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένα για να μεγιστοποιούν την απορρόφηση οξυγόνου. Τα καθιστικά ψάρια που ζουν στον πυθμένα έχουν συνήθως νημάτια βραγχίων που απορροφούν μικρότερους όγκους, καθώς είναι λιγότερο ενεργά και δεν χρησιμοποιούν το οξυγόνο τόσο γρήγορα.
Αψίδες βραγχίων
Τα περισσότερα ψάρια έχουν τρία ή περισσότερα βραγχιακά τόξα σε κάθε πλευρά του σώματος. Αυτά υποστηρίζουν τα νημάτια των βραγχίων και είναι χόνδρινα ή οστέινα και έχουν σχήμα μπούμερανγκ. Κάθε βραγχιακό τόξο αποτελείται από ένα άνω και ένα κάτω άκρο που ενώνονται στην πλάτη. Τα νημάτια βραγχίων και οι τσουγκράνες βραγχίων είναι προσαρτημένα στα βραγχιακά τόξα.
Τα βραγχιακά τόξα προσφέρουν στήριξη στα βράγχια καθώς και στα αιμοφόρα αγγεία. Οι αρτηρίες που εισέρχονται στα βράγχια φέρνουν αίμα με χαμηλό οξυγόνο και υψηλή συγκέντρωση αποβλήτων. Οι αρτηρίες που αφήνουν τα βράγχια περιέχουν αίμα με λίγα απόβλητα που είναι πλούσια σε οξυγόνο.
Γκιλ ρακέρ
Οι τσουγκράνες βραγχίων είναι οστέινες προεξοχές που βοηθούν το ψάρι να τραφεί. Δείχνουν προς τα εμπρός και προς τα μέσα από τα βραγχιακά τόξα. Ο αριθμός και το σχήμα τους ποικίλλουν ανάλογα με τη διατροφή του ψαριού: τα βράγχια που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση είναι εμφανή σε ψάρια που τρώνε μεγάλα θηράματα, όπως άλλα ψάρια, τα οποία εμποδίζουν το θήραμα να απελευθερωθεί και να διαφύγει ανάμεσα στα βράγχια. Ένας μεγαλύτερος αριθμός λεπτότερων, μακρύτερων βραγχίων τσουγκράνας παρατηρείται σε ψάρια που τρώνε μικρότερα θηράματα. Είδη που καταναλώνουν πλαγκτόν και μικροσκοπική ύλη που αιωρείται στα θαλάσσια σπορ, τα οποία είναι εξαιρετικά μακριά και λεπτά. Μερικά ψάρια έχουν περισσότερα από 150 μόνο στο κάτω τόξο. Αυτά βοηθούν στη συλλογή σωματιδίων τροφής στο λαιμό που μπορεί να καταποθεί, ενώ το νερό διοχετεύεται από τις σχισμές των βραγχίων.
