Onko kaloilla hengitysvaikeuksia?

Kalat hengittävät kiduksillaan, mutta monille niistä tämä on kirjaimellisesti vain puoli totuutta. Vaikeus saada happea vedestä on se yksittäinen tekijä, joka eniten on muokannut kalojen evoluutiota. Maaeläimet altistuvat pääosin samalle happipitoisuudelle, mutta kalojen on toimittava vesissä, joiden happipitoisuus vaihtelee huomattavasti ja muuttuu nopeasti. Lisäksi vesi sisältää paljon vähemmän happea kuin ilma, ja hapen diffuusio vedessä on suuruusluokkia hitaampaa kuin hapen diffuusio ilmassa. Siksi kalojen evoluutio joutui keksimään luovia tapoja

1. täydentää veren happipitoisuutta keinoilla, jotka eivät liity kiduksiin, ja
2. estää hapen menetystä punasoluista, kun ne altistuvat vähähappiselle vedelle.

Tuoreimmassa katsauksessamme  esitämme, että yksi näistä sopeutumisista – niin kutsuttu toissijainen verisuonijärjestelmä (SVS) – kehittyi alun perin näiden molempien tehtävien suorittamiseksi. Myöhemmin osa kaloista kehittyi maalla eläviksi eläimiksi. Näissä eläimissä SVS:n seuraaja tunnetaan nykyään imusuonistona. Ihmisten kaltaisilla nisäkkäillä imusuonisto imee takaisin nestettä, jota vuotaa verisuonista korkean verisuonensisäisen paineen vuoksi. Kaloilla ei ole yhtä korkeaa verenpainetta kuin nisäkkäillä, eikä niiden kehossa esiinny yhtä suuria hydrostaattisia paine-eroja kuin ihmisillä. Tarvitsevatko ne ylipäätään imusuonistoa? Imukudosjärjestelmä on tärkeä kaikissa tartuntataudeissa sekä syövän ja sydän- ja verisuonitautien hoidossa. Koska biolääketieteen tutkijat tekevät yhä enemmän tutkimusta seeprakaloista, niiden verisuonijärjestelmän anatomian ja toiminnan ymmärtäminen vaikuttaa tärkeältä! Noin vuonna 1980 kalatutkijat alkoivat kiistellä: toiset kiistivät, että kaloilla olisi imusuonisto, kun taas toiset esittivät todisteita sen olemassaolosta. Tämä kiista on itse asiassa paljon vanhempi, ja kiistanalaisia havaintoja tehtiin jo yli 100 vuotta sitten. Kysymys siitä, onko kaloilla imusuonia ja miten nämä imusuonet liittyvät kalojen toissijaiseen verisuonijärjestelmään, nousee säännöllisesti esiin verisuonibiologian kokouksissa. Samalla tieteellisessä kirjallisuudessa ei ole paljon dokumentaatiota tästä kiistasta. Hyvät tutkijat ovat luonnostaan varovaisia, ja kaikki ovat aina odottaneet lisää tietoa ennen kuin ottavat kantaa. Meillä oli lopulta tarpeeksi tietoa, ja päätimme, että meidän tulisi dokumentoida nykytilanne. Yhdessä saksalaisten ja ruotsalaisten kollegoidemme kanssa laadimme konsensustulkinnan saatavilla olevista tiedoista. Vaikka emme olekaan kaikesta 100-prosenttisen varmoja, mallimme rinnakkaisesti esiintyvästä ja osittain päällekkäisestä sekundaarisesta verisuonijärjestelmästä (SVS) ja imusuonijärjestelmästä on sopusoinnussa suurimman osan saatavilla olevista tiedoista kanssa. Merkittävää on, että malli auttaa uusien tutkimusten suunnittelussa. Olemme iloisia voidessamme ilmoittaa, että tämä kalojen verisuonistoa käsittelevä katsaus on nyt julkaistu erinomaisessa Biological Reviews -lehdessä: https://doi.org/10.1111/brv.13114  . Kiitos kaikille tähän projektiin osallistuneille! 26 sivua, 8 kuviota ja 263 viitettä sisältävä katsaus kattaa vuodet 1845–2024, ja se on tähän mennessä laajin katsauksemme.