لقد درسنا التنفس لدى الأسماك. لقد قرأنا أن الأوكسيجين الذائب فى الماء ينتج عن حركة الماء أو النباتات المائية. و مع ذلك، فى الحدائق، توجد أحواض بدون دوامات و بدون نباتات و حيث تعيش أسماك حمراء. هناك ايضا شبوط الحدائق الكبيرة (سمك من فصيلة الشبوطيات يعيش فى المياه الحلوة). من أين يأتى الأوكسيجين.

فى الحوض، ينتج الأوكسيجين عن الهواء المحيط و النباتات بفضل عملية التمثيل الضوئى. كل الكائنات الحية فى الحوض (اسماك، حيوانات أخرى و لكن ايضا الجراثيم و النباتات) تتنفس، إذا تستهلك الأوكسيجين. غياب النباتات لا يعنى بالضرورة غياب عملية التمثيل الضوئى. فى الواقع، الطحالب الخضراء التى تغطى الجدران هى تصنعه ضوئية. يذوب أوكسيجين الهواء فى الماء عن طريق أنتشاره على السطح الفاصل. كلما كان السطح بين مكانين كبيراً، كلما كان أنتشاره سريعاً. الشلالات، الفقاقيع، إلخ تقوم بتهوية الماء بزيادة سطح التبادل. الدوامات تقوم بخلط هواء السطح المحمل بالأوكسيجين مع هواء القاع. كل هذا يسرع من أنتشار الأوكسيجين. و لكن ضغط الأوكسجين الذائب لا يمكن أن يزيد بطريقة لا نهائية لأنه يوجد توازن مع ضغط الأوكسجين في الهواء. ذلك الضغط (يطلق عليه تشبع) يعتمد على الضغط الجوى و درجة الحرارة المحيطة. يزيد التشبع مع الضغط الجوى و يقل مع درجة الحرارة. أنه من الصعب أن نعطى شرح أكثر تفصيلا بدون أن ندخل فى تفاصيل المعادلات المستخدمة فى الكيمياء الفيزيائية. تعتمد أحتياجات الاسماك للأوكسيجين على الأنواع. الشبوط و الأسماك الحمراء هى أنواعاً متقاربة جدا (الشبوطيات) و هى تقبل بمستوى أوكسيجين منخفض. و هذه ليست حالة التروتة على سبيل المثال، التى تعيش فى المياه الباردة و المتموجة، ليس لأنها تخشى الدافء و لكن لحاجتها لمياه بها كمية كبيرة من الأوكسيجين (على الأقل 11ميلجرام O2 /لتر، بينما المياه عند درجة حرارة 25 تتشبع عند 8ميليجرام/لتر). مثلنا، تكيف الاسماك "تهويتها / Ventilation " حسب ضغط الأوكسيجين. يزيد تردد حركة غطاء الخياشيم عندما يبدء الأوكسيجين فى القصور. عند تلك المرحلة، تتجه السمكة للسطح للألتقاط الهواء. بعض الأسماك المعتادة و المتكيفة على المياه قليلة الأوكسيجين لسخونتها، تملك عضواً خاص يطلق عليه التيهاء، حيث تمتص فقاعة الهواء. السطح الكبير للتيهاء يسمح بزيادة سطح التبادل و وقت التلامس بين الهواء و الدم. و هذا ما يحدث مع Combattant Betta splendens. لقياس ضغط الأوكسجين في الماء، توجد وسائل بسيطة و قليلة التكلفة فى محلات تربية الأسماك (أحذر تاريخ
الصلاحية). المراجع : l’eau des aquariums, études et analyses. H.-J. Krause (1989). Laboratoires Merk-Clément. Nogent sur Marne (fascicule gratuit de 59 PP).

1)سطح مستوى المياه هو منطقة تلامس بين الماء و الجو حيث يتم تبادل الغازات. إذا سيكون هناك دائما أوكسيجين ذائب فى كمية المياه. تزيد أو تقل الكمية حسب بعض الظروف (و من بينها، حجم سطح التلامس). 2) كل الأسماك ليست لديها نفس الحاجة للأوكسيجين. بعضها يكتفى بالقليل و يعيش فى أحواض المياه الهادئة التى وصفت فى السؤال. البعض الآخر لا يمكن أن يعيش سوى فى مكان ممزوج بالأوكسيجين جيدا : فى الطبيعة، سنجدها في مناطق التيارات و لا يمكنها أن تنجو فى نفس ظروف الأسماك الحمراء و الشبوط.

فيزياء ذوبان الغازات الجوية فى الماء. تلك الغازات هى الأزوت (حوالى 78%)، الأوكسيجين (حوالى 21%)، بخار الماء (متغير جدا)، الغاز الكربونى (يساوى 0.03%) و العديد من الغازات الأخرى (أرغون، غاز النيون، غاز الكريبتون، إلخ). لنراقب ماءً صافياً تم بغليه لأستخلاص الغازات الذائبة. يبنما يبرد (تنتهى درجة حرارته بمعادلة درجة الحرارة المحيطة)، تذوب الغازات الجوية ببطء فى الماء حتى تصل لتوازن بين نسب الغازات الموجودة فى الهواء و نسب تقريبا مشابهة فى الماء – و لكن هذا ليس تقريبا كل شىء لأن الغاز الكربونى يتفاعل بطريقة ضعيفة مع الماء مكونا حامضاً كربونياً (حامض ضعيف جدا) يذوب تقريبا كأيون هيدروجين أو كأيون ثانى الكربونات. عاملان ماديان يجب مراعتهما : درجة الحرارة (كلما أنخفضت، كلما أذاب الماء السائل الغازات المذكورة) و الضغط الجوى (نفس المقدار من الماء يذيب كمية أكبر من الغازات على أرتفاع منخفض منها على أرتفاع عالى). تقلبات الماء لا تؤثر في قدر توازن الغازات بين الماء و الجو و لكنها تعجل من عملية الذوبان عندما لا يكون التوازن قد تم. و هذا ما تقوم به آلة الفقاقيع فى حوض الأسماك.
2) الغازات الذائبة و الكائنات الحية المائية. هناك حالتان يجب توضيحها :
أ) يحتوى الماء على كائنات لا يمكنها القيام بعمليةالتمثيل الضوئى (أغلبية الجراثيم، العفونة، الحيوانات): يتم أستهلاك الأوكسيجين في أثناء التنفس، يتم أنتاج الغاز الكربونى.
ب) الماء يحتوى على الطحالب (ذات أحجام متوسطة، كبيرة أو مجهرية ) و/ أو النباتات : في أثناء النهار، يكون هناك عملية التمثيل الضوئى يصاحبها أستهلاك الغاز الكربونى و أنتاج الأوكسيجين، و لكن التنفس ليلا، كما هو موضح فى (أ).
3) بالنسبة للأسماك ؟ : تلك الأسماك تتنفس الأوكسيجين الذائب فى الماء. فى الواقع، ذلك الغاز ينتشر (عملية خاصة بالفيزياء) عبر جدار الخياشيم : أنه يتحرك فى الماء حتى الدم، لكون الدم به كمية أوكسيجين أقل من الماء. فى الدم، يتحد الأوكسيجين مؤقتا مع هيموجلوبين كرات الدم الحمراء؛ تلك الكرات تؤمن نقل الأوكسيجين لأنسجة الحيوان حيث يتم أنتاج الغاز الكربونى. الكمية الفائضة من الغاز الكربونى يتم التخلص منها فى الأتجاه الآخر (أكثر تعقيدا لكون هذا الغاز أكثر ذوبانا فى الماء و يتحد مع الماء كما ذكرنا بأعلى). أ) إذا كانت الأسماك متطلباتها من الأوكسيجين قليلة (الشباط، الاسماك الحمراء)، يمكنها العيش مكتفية بالأوكسيجين الذائب فى الماء الثابتبشرط أن لا يكون عددها كبيراً ، فى نفس كمية المياه و أن لا تكون تلك المياه شديدة السخونة. سيكونوا أفضل إذا عاشوا فى حوض إضائته جيدة و يحتوى على نباتات و/أو طحالب و لكن ليس الكثير منها. فى الواقع/
تلك الطحالب تنتج الأوكسيجين أثناء النهار و لكنها تتنفس في أثناء الليل. ب) إذا كانت ابأسماك متطلبة من حيث الأوكسيجين (التروتة، السلمون)، يجب أن يكون الماء بارد (يذيب الأوكسيجين أكثر فى نفس الحجم). إذا كانت المياه متحركة، سيكون هذا أفضل لأنه يتم الوصول لتوازن تركيز الغاز بين الجو و الماء بطريقة أسرع.