「サメは泳がないと息ができない」と聞いたことがあるのではないでしょうか。 これは一部のサメには当てはまりますが、500種以上が記載されているため、例外もあるはずです(この場合はたくさんあります!)
ご存知のように、サメは軟骨魚類の一種です。 世界中の海を極から極まで横断して生息しています。 魚であるため、サメは生息する水から酸素を摂取しています。 これは、エラという特殊な呼吸器官によって実現されている。 ほとんどのサメは、軟骨の鰓弓からなる5対の鰓を持ち、鰓膜の広大なネットワークを支えている。 これらのフィラメントは非常に血管が多く、細い血管が多数存在し、ガス交換のための大きな表面積を提供する。 サメ(および魚)のエラが鮮やかな赤色をしているのも、このためである。
二酸化炭素を酸素に交換するために、サメはこのエラ膜の上を常に水が通過する必要がある。 水中の酸素は赤血球に取り込まれ、二酸化炭素は水中に放出される。これは、私たちの肺の呼吸と同じプロセスである。 サメが必要とする酸素の量は、その生き方に直接的に依存する。 グリーンランドシャークのような深海で定住するサメの必要酸素量は非常に少なく、アオザメのような動きが速く活発なサメは、温血動物の哺乳類と同レベルの必要酸素量である。 これらの非常に活動的なサメは、前進する勢いを利用して、受動的に水を口からエラに送り込む「ラムベンチレーション」と 呼 ば れ るプ ロセ スを 採 用 して い る 。 多くの魚類とは異なり、この非常に活発なサメには、手動で水をエラに送り込む物理的な装置がないため、酸素の需要に見合うだけの水をエラに送り込むために、連続的に泳ぐことを余儀なくされている。 残念なことに、網にかかったり絡まったりして泳げなくなった場合、確実に死に至る。
ウォビゴン、ネコザメ、ナースシャークなど、他の種類のサメは、多くの時間を底で動かずに休んでいる。 ナースシャークはフロリダ海域でシュノーケラーやダイバーが最も遭遇するサメの一種であろう。 日中、岩やサンゴの棚の下に横たわり、互いに重なり合っているのがよく見られる。 この定住型サメは、泳ぐ必要なく水を汲み上げるのに適応している。 サメが口を開けると、咽頭(または喉)が広がり、鰓孔(さいこう)が平らになって真空状態になり、水が吸い込まれる。 次にサメは口を閉じて咽頭を収縮させ、閉じこめられた水を鰓孔からフィラメントに押し出す。 運良く休 んでいるサメを観 察できたなら、このリズミカルな 過 程を見ることが できるだろう。 多くのサメは、活動量や酸素要求量に合わせて、これらの呼吸法を切り替えることができる。 両方の呼吸をするサメには、カリブ海リーフ、レモン、タイガー、サンドタイガーなどがいる。
サンドタイガーには、もうひとつ空気を使った芸当がある。 サメには浮き袋がないため、「負の浮力」を持つ。つまり、泳いでいないときはたいてい沈む(看護師のサメが底に横になっているのを見たことがあるのを覚えておこう)。 しかし、賢いサンドタイガーは、水面で空気を吸い込み、それを胃に貯めて中性浮力を作り出し、水中で動かずにぶら下がって、静かに空気を送り出すことができるのである。 なんてかっこいいんでしょう!
。