Vand indeholder ved mætning kun ca. 10 mg O₂ pr. liter ved 15⁰C i modsætning til atmosfærisk luft, der indeholder 210 mg pr. liter. I vandøkosystemer er der mange iltforbrugende processer, som på grund af den lave opløselighed af ilt i vand ofte bevirker dårlige iltforhold for vandlevende dyr. Desuden er diffusionshastigheden for ilt i vand ca. 10.000 gange langsommere end i luft.

Vandåndende dyr har udviklet forskellige strategier til at imødegå problemer med iltforsyning og iltsvind: Nogle dyr flygter (hvis det er muligt) fra områder med iltsvind. Andre har ånderør (f.eks. nogle vandinsekter), der som snorkler stikker op i frisk luft. Endelig er der mange dyr, der anvender hæmoglobin, hæmocyanin og andre iltbindende proteiner, der forbedrer evnen til at optage ilt fra omgivelserne og øger blodets transportkapacitet for ilt. Mange dyr med hæmoglobin (specielt fisk) er i stand til at ændre på de iltbindende molekylers iltbindingsevne, således at bindingsevnen øges ved iltsvind i det omgivende vand.

Iltforholdene i vand og i luft

Ilts opløselighed i vand er stærkt temperaturafhængig.

Iltkoncentrationen i vand afhænger af følgende betydende faktorer.

Fiskens gæller og modstrømsprincippet

Fig. 4. Fiskens gæller er delvist lukket af gællelåget (a). På (b) ses et udsnit af gællelamellerne. På disse er der tynde folder, hvori blodet flyder. På (c) ses at blodet og vandstrømmen passerer hinanden i modsat retning. Dette kaldes modstrøm og medfører en meget effektiv iltoptagelse, på skitsen optages 70% af vandets iltindhold, se fig. 5.

Fig. 5. Modstrømsprincippet medfører en meget effektiv stofudveksling i modsætning til medstrøm. Iltoptagelsen sker ved diffusion. En effektiv iltoptagelse kræver derfor bl.a. et stort areal, en kort diffusionsafstand mellem vand og blod, iltbindende molekyler i blodet (hæmoglobin) og modstrøm. Alt dette er effektueret i fiskens gælle.
På figuren ses også en skitse med ”medstrøm”. Det ses, at der her maksimalt kan optages 50% af vandets ilt til blodet.