1. oxigén hiánya :A levegő sokkal alacsonyabb oxigénkoncentrációt tartalmaz, mint a víz. A víz körülbelül 21% oxigént tartalmaz, míg a levegő csak kb. 20,95% oxigént tartalmaz. Ez azt jelenti, hogy a kopoltyúk számára szignifikánsan kevesebb oxigén áll rendelkezésre a levegőből.
2. szerkezeti összeomlás :A kopoltyúszálak vékony, finom szerkezetek, amelyeket a víz támaszt. Ha levegőnek vannak kitéve, hajlamosak a gravitáció és a víz által biztosított felhajtóerő hiánya miatt összeomlásra. Ez az összeomlás csökkenti a gázcseréhez rendelkezésre álló felületet, tovább korlátozva az oxigénfelvételt.
3. kiszáradás :A levegő száraz környezet a vízhez képest. A levegőnek való kitettség esetén a finom kopoltyúszövetek elveszítik a nedvességet, szárazak és törékenyek. Ez a kiszáradási folyamat károsítja a kopoltyúkat, így kevésbé hatékonyan abszorbeálják az oxigént.
4. :A kopoltyúk nyálkahártyát termelnek, hogy megvédjék őket a káros részecskéktől és a vízben lévő kórokozóktól. A levegőben azonban a nyálka vastagabbá és ragadóbbá válhat, eltömítve a finom kopoltyúszálakat és további akadályozhatja az oxigénfelvételt.
5. ozmoreguláció :A vízi állatok a kopoltyúkat nemcsak légzéshez, hanem ozmoregulációhoz is használják, a testük és a sók megfelelő egyensúlyának fenntartásának folyamatát. A levegőben ez a funkció megszakad, mivel a kopoltyúk nem képesek hatékonyan szabályozni a víz és az ionok cseréjét.
Ezeknek a kihívásoknak köszönhetően a kopoltyúk nem igazodnak a vízen kívüli működéshez. Amikor a vízi állatokat eltávolítják a vízből, a kopoltyújuk gyorsan diszfunkcionálissá válik, ami hipoxiához (oxigén nélkülözés) és végül halálhoz vezet.