Anche se i cavallucci marini possono sembrare molto diversi da altri tipi di pesci, sono semplicemente un genere di pesci ossei con una postura di nuoto eretta. I cavallucci marini appartengono alla stessa classe, Actinopterygii, come salmone, tonno e altre specie familiari. Come questi pesci, i cavallucci marini assorbono l'ossigeno dall'acqua usando delicate membrane epidermiche conosciute come branchie.

L'opercolo

Una struttura ossea conosciuta come l'opercolo copre le branchie della maggior parte delle specie ittiche, lasciando una forma a mezzaluna aperture ai lati della testa. Nel cavalluccio marino, questa struttura è ridotta ad un'apertura stretta situata nella parte posteriore della testa. Gli ittiologi non comprendono appieno lo scopo di questa modifica evolutiva, ma credono che sia correlato al caratteristico muso allungato del pesce.

Branchi trapuntati

Anche le branchie dei cavallucci marini hanno una struttura interna distintiva. La struttura di branchia comune tra i pesci ossei comporta quattro arcate branchiali su ciascun lato, disposte in modo ordinato lungo i filamenti cartilaginei. Le branchie dei cavallucci marini si presentano in un motivo a ciuffi apparentemente casuale, forse come adattamento alla struttura della testa modificata e ridotta apertura opercolare.

Le lamelle

Un piccolo gambo sormontato da una sfera di tessuto compone ciascuna ciuffo tra le branchie di un cavalluccio marino. Questi ciuffi sono le lamelle, un tipo di epitelio specializzato. Una fitta rete di vasi sanguigni attraversa le lamelle, permettendo all'ossigeno e all'anidride carbonica di diffondersi attraverso le sottili membrane tra il flusso sanguigno del cavalluccio marino e l'acqua circostante. Ciò consente al cavalluccio marino di assorbire ossigeno e liberarsi del biossido di carbonio.

Direzione del flusso sanguigno

All'interno delle lamelle, il sangue scorre attraverso la rete capillare opposta al flusso naturale dell'acqua dal bocca all'opercolo. Conosciuto come flusso controcorrente, questa disposizione aumenta il potenziale di scambio di gas, consentendo al cavalluccio marino di estrarre la massima quantità possibile di ossigeno dall'acqua.

Respirazione cavalluccio marino

Respirazione cavalluccio marino avviene per diffusione passiva . La diffusione passiva si verifica quando le sostanze si muovono attraverso una membrana da regioni a bassa concentrazione a regioni ad alta concentrazione. Quando c'è più ossigeno nell'acqua circostante che nel sangue del cavalluccio marino, le molecole di ossigeno passeranno naturalmente dall'acqua al flusso sanguigno del cavallo marino. Allo stesso modo, l'anidride carbonica si diffonde dal flusso sanguigno nell'acqua circostante. Questo meccanismo consente al cavalluccio marino di estrarre ossigeno dal suo ambiente e smaltire i gas di scarico.