Az egyes halfajok kopoltyúszerkezete a részletekben különbözhet, de fő vonásaiban hasonló. A kopoltyúk (branchiae) a halakban a garatból fejlődnek, a harmadik, negyedik, ötödik és hatodik embrionális kopolyúívből. A hetedik, nyelvcsonti embrionális kopoltyúívből fejlődik a kopoltyúfedő (operculum). A garat entodermalis falából kopoltyútasakok türemkednek ki, amelyek előbb összetapadnak a testfali ectodermalis hámmal, majd az összetapadt felületen kialakul az 5 pár kopoltyúrés (spiraculum), amelyek a buccalis és az opercularis üreget választják el. Az entodermális hám verticalis, fésűfogszerű kettőzetei formálják a kopoltyúfonalakat (filamentum branchiae), amelyeket porcos kopoltyúsugarak és az oszlopsejtek támasztanak. A kopoltyú filamentumokon egyrétegű köbhám kettőzetek jönnek létre, a kopoltyú lemezkék (lamellae branchiae), amelyek felületén történik a gázcsere. A legtöbb hal kopoltyújában a ventiláció a víz egyirányú áramlása útján történik. Minden kopoltyúívhez egy afferens és egy efferens kopoltyúartéria fut, és a lemezkékben a véráramlás a legtöbb faj esetében ellentétes a környező víz áramlási irányával. A PO2 nyomáskülönbség a vér és a víz között kisebb, mint a vér és a levegő között, de az ellenáramlás révén a halak kopoltyúiban nagyobb a ventiláció/perfúzió arány (~10; pisztráng), mint a tüdőlégzés esetén (~1; ember). Az O2 diffúzió távolsága a víz és a vörösvérsejtek között a halkopoltyúban 3-8 µm, ami lényegesen nagyobb, mint az emlősök tüdejében (0,2-0,6 µm). A halak légzését a száj és az operculumok mozgása alapján kísérhetjük figyelemmel. Inspiráció alatt a nyelvcsont lesüllyed és a szájüreg kitágul. Ekkor a kopoltyúfedő caudalis részén lévő branchiostegális hártya elzárja az opercularis üreg bejáratát, a száj kinyílik és víz áramlik a buccalis üregbe. Ezután a száj bezárul, az operculum és a nyelvcsont emelkedik, a víz a szájüregből a spiraculumokon keresztül az opercularis üregbe kerül. Végül a kopoltyúfedő visszasüllyed, a branchiostegalis hártya nyílik és a használt légző víz kiáramlik. Az aktív életmódot folytató halfajok az ismertetett „kopoltyú ventiláció” mellett „ram ventilációt” is folytatnak, vagyis nyitott szájjal és branchiostegális hártyával gyorsan úszva áramoltatják át a vizet a kopoltyúikon. A kopoltyúlégzés mellett a halaknál a bőrlégzés is jelentős (~20 %).
Feladat
Helyezzünk közepes nagyságú törpeharcsákat 5-6 l-es üvegkádba, és szobahőmérsékleten határozzuk meg a percenkénti légzésszámot. Ezután oxigenáljuk a kád vizét 20 percig, majd mérjük a percenkénti légzésszámot. Végül hűtsük le a kádban levő vizet jég behelyezésével 0-4°C körüli hőmérsékletre, és ismét számoljuk meg a percenkénti légzésszámot. A kapott adatokat statisztikailag értékeljük.