Witte, F., Rutjes, C., Wanink, J. & van den Thillart, G. (2005)

De zuurstofconcentratie in water wordt lager
naarmate men dieper komt, omdat zuurstof verbruikt
wordt over de hele waterkolom, terwijl
het in het water komt door diffusie aan de oppervlakte
en door invloed van licht op planten
die vooral in ondiep water voorkomen. In situaties
met weinig wind en relatief hoge temperaturen
aan de oppervlakte kan er zelfs een scherpe
scheiding ontstaan tussen zuurstofrijk water in
de bovenste laag en zuurstofarm water daaronder.
Dit komt omdat het warme water lichter is
en alleen kan mengen met de onderste koelere
lagen bij voldoende wind en stroming. In deze
gevallen noemt men het overgangsgebied,
waarin de temperatuur snel afneemt, de spronglaag.
In de Mwanzagolf van het Victoriameer kan
een dergelijke spronglaag al op acht meter diepte
voorkomen (Fig. 1; van Oijen et al., 1981).
In heel diepe tropische meren zoals het Tanganjikameer
(1470m diep) en het Malawimeer (700
m diep) komt beneden de 200 m praktisch geen
zuurstof meer voor (Fryer & Iles, 1972). Doordat
de temperatuur afneemt met de diepte
blijft het water permanent gelaagd. Op
deze grote diepte heeft de wind geen invloed
meer. In de gematigde en koude streken
vindt tweemaal per jaar een volledige
circulatie plaats. Water heeft zijn grootste
dichtheid bij 4ºC. Zodra in de herfst de
zuurstofrijke bovenlaag van het water 4ºC
wordt, zakt deze naar omlaag. In de lente
gebeurt hetzelfde nog een keer, waardoor
in die streken wel zuurstof voorkomt op
de bodem van diepe meren, zoals in het 1620 m
diepe Baikalmeer (Kozhova & Izmest’eva, 1998).
Ademhaling bij vissen
Water is een minder geschikt medium voor ademhaling
dan lucht. Behalve dat een bepaald volume
water 30 maal minder zuurstof bevat dan een
zelfde volume lucht, is de dichtheid van water
1000 maal zo hoog als die van lucht. Door de hogere
dichtheid van water is er meer energie nodig
om het over een ademhalingsorgaan te pompen
dan bij lucht het geval is. Toch zijn vissen goed
aangepast aan ademhaling in het water. Ze kunnen
tot 80% van de opgeloste hoeveelheid zuurstof
uit het water halen. Ter vergelijking: de mens
haalt maar 25% van de zuurstof uit de ingeademde
lucht. Vissen danken hun efficiëntie aan
de bouw van de kieuwen en de bloedcirculatie
daarin, en aan het feit dat ze een continue waterstroom
weten te genereren. In tegenstelling tot
luchtademhaling met longen, waarbij de lucht
heen en weer gepompt wordt, stroomt bij vissen
het water van de mond, door de mondholte, over
de kieuwen naar de kieuwopeningen. Deze
stroom in één richting is van belang, want door
de hoge dichtheid en viscositeit (= stroperigheid)
van water zou omkeer van de stroomrichting veel
energie kosten.
Bij vissen zitten de kieuwen aan bogen die inwendig
door skeletelementen gesteund worden.
Net als bij longen, is de bouw van kieuwen er
op gericht het oppervlak, waarover de gasuitwisseling
plaatsvindt, zo groot mogelijk te
Kieuw van een cichlide. In de bovenste foto is het
deel binnen het witte kader uitvergroot (ca. 60 x);
de witte pijl geeft de richting aan van het aanzicht
in de onderste foto (ca. 250 x). De richting van de
water- (blauwe pijl) en bloedstroom (rode pijl) is
aangegeven (foto’s Monique Welten; samenstelling
Martin Brittijn).
Cichlidae 31-6 december 2005 (© NVC) 143