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Obwohl Seepferdchen sehr anders aussehen als andere Fischarten, sind sie einfach eine Gattung knöcherner Fische mit einer aufrechten Schwimmhaltung. Seepferdchen gehören zur gleichen Klasse, Actinopterygii, wie Lachs, Thunfisch und andere bekannte Arten. Wie diese Fische nehmen Seepferdchen Sauerstoff aus dem Wasser auf, indem sie empfindliche epidermale Membranen verwenden, die als Kiemen bekannt sind.
Das Operculum
Eine knöcherne Struktur, die als Deckel bekannt ist, bedeckt die Kiemen der meisten Fischarten und hinterlässt sichelförmige Öffnungen an den Seiten des Kopfes. Beim Seepferdchen ist diese Struktur auf eine schmale Öffnung am Hinterkopf reduziert. Ichthyologen verstehen den Zweck dieser evolutionären Modifikation nicht vollständig, glauben jedoch, dass er mit der für Fische charakteristischen länglichen Schnauze zusammenhängt.
Getuftete Kiemen
Seepferdchenkiemen haben auch eine ausgeprägte innere Struktur. Die gemeinsame Kiemenstruktur bei knöchernen Fischen besteht aus vier Kiemenbögen auf jeder Seite, die geordnet entlang knorpeliger Filamente angeordnet sind. Seepferdchenkiemen treten in einem scheinbar zufälligen, getufteten Muster auf, möglicherweise als Anpassung an die veränderte Kopfstruktur und reduzierte Augenöffnung.
Die Lamellen
Ein kleiner Stiel, über dem sich eine Gewebekugel befindet, bildet jedes Büschel in einer Kieme eines Seepferdchens. Diese Büschel sind die Lamellen, eine Art spezialisiertes Epithel. Ein dichtes Netzwerk von Blutgefäßen verläuft durch die Lamellen, so dass Sauerstoff und Kohlendioxid über die dünnen Membranen zwischen dem Blutstrom der Seepferdchen und dem umgebenden Wasser diffundieren können. Dadurch kann das Seepferdchen Sauerstoff aufnehmen und Kohlendioxid entfernen.
Richtung des Blutflusses
Innerhalb der Lamellen fließt das Blut durch das Kapillarnetz, das dem natürlichen Wasserfluss vom Mund zum Deckel entgegengesetzt ist. Diese Anordnung, die als Gegenstrom bezeichnet wird, erhöht das Gasaustauschpotential und ermöglicht es dem Seepferdchen, dem Wasser die maximal mögliche Sauerstoffmenge zu entziehen.
Seepferdchen-Atmung
Die Seepferdchenatmung erfolgt durch passive Diffusion. Passive Diffusion tritt auf, wenn Substanzen von Regionen niedriger Konzentration zu Regionen hoher Konzentration über eine Membran wandern. Wenn das umgebende Wasser mehr Sauerstoff enthält als das Seepferdchenblut, gelangen die Sauerstoffmoleküle auf natürliche Weise aus dem Wasser in die Blutbahn des Seepferdes. Ebenso diffundiert Kohlendioxid aus der Blutbahn in das umgebende Wasser. Dieser Mechanismus ermöglicht es dem Seepferdchen, Sauerstoff aus seiner Umgebung zu extrahieren und Abgase zu entsorgen.