|
Kabeljauw (Gadus morhua) is een vis van gemiddeld 80 cm lang die ongeveer 150 cm kan worden. Ook vissen hebben zuurstof nodig om te kunnen functioneren. Ze maken energie die ze nodig hebben voor alle processen en om te kunnen bewegen (lees hier waar die energie gemaakt wordt in de cel, in de mitochondria). Vissen hebben geen longen, maar kieuwen. Omdat (zee)water minder zuurstof bevat dan de lucht, volstaan longen niet in het water, omdat ze dan onvoldoende zuurstof binnen krijgen. Daar hebben vissen kieuwen die op een bijzondere manier in staat zijn om voldoende zuurstof uit het water te halen.
|
Figuur 1. Kabeljauw (Gadus morhua)
|
Figuur 2: De bek van een kabeljauw met de kieuwbogen zichtbaar.
Hiernaast zie je linksonder de kieuwspleten waardoor het water weer naar buiten komt. Kenmerkend voor de kabeljauw is de lange kindraad (rechtsonder op de foto).
Wanneer je de kieuwspleet optilt kun je de kieuwen zien liggen, zoals in figuur 4 en 5 te zien is. Vele kieuwplaatjen bevinden zich als sliertjes aan de onderkant van de kieuwbogen. 
Figuur 4. De kieuwplaatjes.
|
Wanneer een vis zwemt zal hij water in zijn bek opzuigen. Dit geldt ook voor de kabeljauw, maar bijvoorbeeld niet voor haaien en roggen die met een open bek moeten zwemmen om water langs de kieuwen te krijgen. Een kabeljauw kan vervolgens het water langs de kieuwen persen en zo komt het water, met minder zuurstof, weer in het (zee)water terecht.
Hiernaast kijk je in de bek van de kabeljauw en die je de linkerkieuwbogen zitten. De kieuwbogen zelf zijn een botachtige structuur waarin de kieuwplaten zitten. Het water zal naar links en rechts geduwd worden, langs de kieuwbogen en de kieuwplaten die daaraan vastzitten. 
Figuur 3. De kop van een kabeljauw.
Het doel van deze kieuwplaatjes is oppervlaktevergroting waardoor de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide tussen water en bloed veel sneller kan verlopen. Alle kieuwplaatjes samen kunnen wel een totale oppervlakte hebben van 10 tot 60 keer de lichaamsoppervlakte van de hele vis. Ook bij onze longen is oppervlaktevergroting essentieel wat wordt bereikt door de vele longblaasjes.
Hieronder zie je nog twee foto's van een kieuwboog op zichzelf. Het zijn twee rijen met vele kieuwplaatjes waarlangs het water kan stromen. |
Figuur 5-7. De kieuwboog van een kabeljauw (Klik voor vergoting).
|
Wanneer je de kieuwplaatjes bekijkt onder een binoculair, ontdek je dat de kieuwplaatjes een gedetailleerde structuur hebben. Deze lamellen, die loodrecht op de kieuwplaatjes staan (dus horizontaal in figuur 8) bevatten de kleinstje bloedvaten, genaamd haarvaten. Alle kieuwplaatjes samen bevatten dus een groot vertakt netwerk van haarvaten, waardoor de uitwisselingsoppervlakte tussen (zee)water en bloed erg groot is. Hierdoor zal door diffusie (de beweging van gas- en vloeistofmoleculen) uitwisseling plaatsvinden en wel van een plaats met een hoge concentratie naar een plaats met een lage concentratie van de opgeloste stof. Zuurstof zal dus van het (zee)water naar het bloed diffunderen (verplaatsen door diffusie) en voor koolstofdioxide zal dit andersom plaatsvinden.
Maar, dat is nog niet alles. De manier waarop dit gebeurd heeft ook een belangrijke functie. Het zeewater heeft namelijk precies de tegenovergestelde stroomrichting als het bloed in de haarvaten. Hierdoor is de uitwisseling maximaal. Dit wordt het tegenstroomprincipe genoemd. |
Figuur 8. De kieuwplaatjes bekeken met een binoculair.
|
Het tegenstroomprincipe
Wanneer twee vloeistoffen langs elkaar stromen waarbij maar één van de twee een bepaalde opgeloste stof bevat, zal de toename en afname van de concentratie verlopen tot deze gelijk is. Dat is namelijk kenmerkend voor diffusie: er zal een verandering optreden door beweging (dus uitwisseling) van de opgeloste stoffen tot de concentraties gelijk zijn. Dit betekent niet dat de uitwisseling zal stoffen, want die zal blijven plaatsvinden, maar de netto verplaatsing is dan gelijk aan nul (geen afname of toename van de concentratie in beide vloeistoffen). Bij gelijkstromende vloeistoffen zal dit dus zorgen voor 50% uitwisseling (zie figuur 9, bovenste afbeelding).
Bij het tegenstroomprincipe bevat de vloeistof met de opgeloste stof op elke locatie van het uitwisselingstraject een hogere concentratie opgeloste stof waardoor er op elke locatie evenveel toename (en afname) in concentratie van de oploste stof zal plaatsvinden. Dit in tegenstelling tot het meestroomprincipe, waar aan het eind van het traject vrijwel geen toename is, omdat beide vloeistoffen 50% opgeloste stof bevatten. Hierdoor levert dit principe bijna 100% uitwisseling op.
Bij het tegenstroomprincipe bevat de vloeistof met de opgeloste stof op elke locatie van het uitwisselingstraject een hogere concentratie opgeloste stof waardoor er op elke locatie evenveel toename (en afname) in concentratie van de oploste stof zal plaatsvinden. Dit in tegenstelling tot het meestroomprincipe, waar aan het eind van het traject vrijwel geen toename is, omdat beide vloeistoffen 50% opgeloste stof bevatten. Hierdoor levert dit principe bijna 100% uitwisseling op.
Figuur 9. Het tegenstroomprincipe (onder) vergeleken met het meestroomprincipe (boven). De percentages geven het maximaal haalbare weer.
|
Ga terug naar Anatomie of Onderwerpen
|
Met dank aan Martin Stam (Vis van Stam, daar smult u van!)
Figuur 1: wikipedia |
