La branchie est la structure intervenant le plus généralement dans la respiration aquatique. les branchies sont des structures d'allure pennée, lamellaire ou filamenteuse. Leur organisation anatomique particulière, en général extrêmement plissée, permet d'obtenir une surface d'échange considérable dans un volume relativement peu important.
Les branchies peuvent être externes ou internes.
a. branchies externes
Les branchies externes, pennées, sont considérées comme plus primitives.
Elles sont répandues chez les invertébrés. Elles n'existent chez les vertébrés
adultes que chez quelques espèces de protoptères et chez quelques urodèles.
Elles se rencontrent également à titre transitoire chez certains vertébrés
à l'état larvaire (amphibiens et certains poissons).
Les mouvements nécessaires au renouvellement de l'eau au niveau de ces branchies (ventilation) sont obtenus par des mouvements du corps ou des arborescences branchiales elles-mêmes. Ceci limite leur développement, la résistance de l'eau aux mouvements devenant vite très grande. On voit dès lors se développer rapidement au cours de l'évolution des systèmes de branchies internes. Les branchies se trouvent ici logées dans des cavités au niveau desquelles il est possible de créer un mouvement d'eau important, améliorant la ventilation branchiale.
b.
branchies internes
Dans la plupart des cas, les branchies sont logées dans des cavités spécifiques
dites branchiales. Elles présentent de notables avantages par rapport aux
branchies externes: protection, possibilité de réaliser dans la cavité branchiale
un débit d'eau important et ajustable en fonction des besoins.
On retrouve ce
type de branchies chez différents crustacés et mollusques ainsi que chez
tous les poissons. Chez les invertébrés, les branchies sont des excroissances
tégumentaires lamellaires ou filamenteuses. Chez les poissons, elles sont
toujours lamellaires et d'origine endoblastique.
Branchies internes de crustacés décapodes: schémas et microscopie
à balayage. D'aspect extérieur, ces branchies sont filamenteuses (trichobranchies,
A et dendrobranchies, B) ou lamellaires (phyllobranchies, C). Les trichobranchies
sont considérées comme les plus primitives; on les trouve chez les macroures
marcheurs (écrevisses, homards...), les macroures nageurs (crevettes) du
groupe des sténopidés et la plupart des anomoures (pagures...). Les macroures
nageurs du groupe des pénéidés ont des dendrobranchies. La plupart des brachyoures
(crabes) ont des phyllobranchies lamellées - Microscopie a balayage (d'après
Taylor et Taylor 1992, modifié) : de gauche à droite: trichobranchie de
Jasus novæhollandiæ (A), dendrobranchie de Penæus vannamei (B) et phyllobranchie
de Ovalipes catharus (C). Dans les branchies, le sang circule dans des canaux
et des lacunes creusées dans l'épaisseur des filaments et des lamelles,
structures soutenues par des cellules piliers
VA: vaisseau afférent; VE: vaisseau efférent.
c.
ventilation branchiale
La ventilation des branchies, c'est-à-dire les mouvements d'eau à leur niveau,
est assurée par différents systèmes. Chez les espèces à branchies externes,
le seul moyen est une agitation plus ou moins importante de celles-ci. Chez
les espèces à branchies internes, les mécanismes impliqués sont nombreux:
contraction du manteau et donc de la cavité paléale où sont logées les branchies
chez les céphalopodes, cils vibratiles chez les autres mollusques, mouvements
appendiculaires (scaphognathites) chez les crustacés, mouvements de la cavité
buccopharyngée chez les poissons.
Ventilation des branchies internes chez différentes espèces.
Chez les mollusques (A, B, C, D), les filaments branchiaux (cténidies: 4
au maximum) pendent dans une cavité paléale plus ou moins importante. Les
mouvements d'eau sont assurés soit par des cils vibratiles situés sur le
manteau et / ou sur les branchies elles-mêmes chez des espèces peu actives
(lamellibranches par exemple) soit par des mouvements de contraction du
manteau chez des espèces plus actives (céphalopodes). Dans de nombreux cas,
l'entrée et la sortie d'eau se font par des siphons inhalants et exhalants.
Chez les crustacés décapodes (E), l'eau entre dans les cavités branchiales
par des fentes situées au niveau des pattes. Elle ressort par un passage
exhalant situé en avant, au niveau de la bouche et où les scaphognathites
créent par leurs mouvements un courant sortant. Chez les tuniciers (F),
des cils vibratiles entretiennent un courant d'eau dans le pharynx et sur
les fentes branchiales, du siphon buccal vers le siphon cloacal. Chez les
céphalocordés, les agnathes et les poissons, les mouvements d'eau vont de
la bouche aux orifices branchiaux. Ils sont assurés par des cils vibratiles
chez les céphalocordés, les mouvements d'un vélum pharyngien chez les agnathes,
des mouvements de la cavité buccale chez les sélaciens et des mouvements
coordonnés des cavités buccale et operculaire chez les téléostéens.
Les
organes de respiration aérienne (ORA) suprabranchiaux de Hétérobranchus
longifilis, poisson chat africain. D'après Marlier (Ann. Soc. Roy. Zool.
Belg. 69, 163, 1938), modifié. Vue en microscopie électronique à balayage
d'une pointe d'arborescence respiratoire de H. longifilis. Don de Melle
Gluckmann (1996).
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source : http://www.ulg.ac.be/physioan/traite.htm
Avec l'autorisation de l'auteur R Gilles.
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