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La vescica natatoria è un organo interno dell'anatomia dei pesci. Esso viene utilizzato per migliorare il galleggiamento del pesce e la sua risposta al principio di Archimede, in modo da poter nuotare consumando meno energia e da poter effettuare movimenti più complessi come il nuoto verticale. Pesci con disfunzioni, malattie o ferite alla vescica natatoria nuoterebbero in maniera sconnessa, in maniera analoga ad un ubriaco quando cammina.La vescica natatoria ha origine primitivamente da delle "ernie" od estroflessioni del tubo esofageo, che in alcuni rami evolutivi hanno dato origine ai polmoni primordiali (pesci polmonati e successivamente anfibi) mentre in altri si sono trasformati nella vescica attuale.

Per rendere più efficiente questo organo i pesci posseggono una ghiandola del gas, alla quale è associata la rete mirabile, che serve a riempire la vescica di gas contro gradiente, e una valvola denominata ovale, che serve a sgonfiare la stessa. Il problema relativo al riempimento della vescica natatoria è appunto riuscire a far penetrare del gas all'interno di essa contro gradiente.

In alcune zone dell'Asia la vescica natatoria è considerata una delicatezza gastronomica. L'industria utilizza la vescica come risorsa da cui ricavare collagene. I chimici di inizio novecento utilizzavano la vescica natatoria come membrana di dialisi.