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Para respirar debaixo d'água, os peixes precisam extrair oxigênio dissolvido da água. Eles fazem isso usando suas brânquias. A água entra na boca do peixe e, em seguida, o peixe força a água através de suas brânquias, passando por muitos pequenos vasos sanguíneos e saindo pelas fendas branquiais. As brânquias retiram oxigênio da água e permitem que ela retire dióxido de carbono e amônia dos vasos sanguíneos das brânquias. Os filamentos branquiais são a parte vermelha e carnuda das brânquias; eles levam oxigênio para o sangue. Cada filamento possui milhares de ramos finos (lamelas) expostos à água. Os ramos contêm capilares sanguíneos sob um epitélio fino que separa o sangue da água, permitindo a passagem fácil de oxigênio e dióxido de carbono.
Nem todos os peixes dependem completamente de suas guelras para respirar, no entanto. Algumas espécies de peixes absorvem grande parte do oxigênio necessário através da pele, principalmente quando são jovens. Outros têm pulmões ou outras câmaras de ar acessórios que se desenvolveram para respirar o ar da superfície da água, e essas espécies de peixes podem se afogar se não tiverem acesso à superfície da água.
Filamentos Gill
Os filamentos branquiais nos peixes têm funções como pulmões nas pessoas: é o órgão responsável pela absorção de oxigênio e expulsão de dióxido de carbono. As brânquias também regulam os níveis de íons minerais e o pH do sangue, além de ser o principal local de excreção de resíduos nitrogenados, na forma de amônia.
Os filamentos branquiais de peixes ósseos também são chamados de "lamelas primárias". São estruturas complexas que possuem uma grande área de superfície. "Lamelas secundárias" menores são ramificações dos filamentos primários. As lamelas secundárias contêm pequenos capilares sanguíneos e o sangue flui na direção oposta da água. Como resultado, a água que flui ao lado das lamelas secundárias sempre tem uma concentração de oxigênio mais alta do que a do sangue, portanto o oxigênio é absorvido por todo o comprimento das lamelas secundárias. Dessa maneira, também, o dióxido de carbono é difundido passivamente do sangue para a água.
Peixes que nadam ativamente têm filamentos branquiais altamente desenvolvidos para maximizar a absorção de oxigênio. Os peixes sedentários que vivem no fundo geralmente têm filamentos branquiais que absorvem volumes menores, uma vez que são menos ativos e não usam o oxigênio tão rapidamente.
Gill Arches
A maioria dos peixes tem três ou mais arcos branquiais em cada lado do corpo. Eles suportam os filamentos branquiais e são cartilaginosos ou ósseos e com a forma de um bumerangue. Cada arco branquial consiste em um membro superior e um inferior que são unidos nas costas. Os filamentos branquiais e os rakers branquiais estão presos aos arcos branquiais.
Os arcos branquiais oferecem suporte para as brânquias e também para os vasos sanguíneos. As artérias que entram nas brânquias trazem sangue com baixo oxigênio e uma alta concentração de resíduos. As artérias que saem das brânquias contêm sangue com pouco desperdício e rico em oxigênio.
Gill Rakers
Os guelras branquiais são projeções ósseas que ajudam o peixe a se alimentar. Eles apontam para frente e para dentro dos arcos branquiais. Seu número e formato variam de acordo com a dieta do peixe: os rakers amplamente espaçados são evidentes em peixes que comem presas grandes, como outros peixes, que impedem que o item fique livre e escape entre as guelras. Um número maior de rakers branquiais mais finos e longos é visto em peixes que comem presas menores. Espécies que consomem plâncton e matéria minúscula suspensa nos rakers de esporte aquático, extremamente longos e finos. Alguns peixes têm mais de 150 apenas na arcada inferior, o que ajuda a coletar partículas na garganta que podem ser engolidas, enquanto a água passa pelas fendas branquiais.
