L’ammoniac est présent dans l’environnement aquatique en raison du ruissellement agricole et de la décomposition des déchets biologiques. L’ammoniac est toxique pour tous les vertébrés, provoquant des convulsions, le coma et la mort, probablement parce que le NH4+ élevé déplace le K+ et dépolarise les neurones, provoquant l’activation des récepteurs du glutamate de type NMDA, ce qui entraîne un afflux de Ca2+ excessif et la mort cellulaire subséquente dans le système nerveux central.
Les critères actuels de l’ammoniac pour les systèmes aquatiques sont basés sur des tests de toxicité effectués sur des poissons affamés, au repos et non stressés. Ceci est doublement inapproprié. Lors d’un exercice épuisant et d’un stress, les poissons augmentent la production d’ammoniac et sont plus sensibles à l’ammoniac externe. Les critères actuels ne protègent pas les poissons nageurs. Les poissons ont des stratégies pour les protéger de l’impulsion d’ammoniac qui suit l’alimentation, et cela les protège également des augmentations d’ammoniac externe, en conséquence, les poissons affamés sont plus sensibles à l’ammoniac externe que les poissons nourris.
Il existe un certain nombre d’espèces de poissons qui peuvent tolérer un taux élevé d’ammoniac environnemental. La formation de glutamine est une stratégie importante de détoxification de l’ammoniac dans le cerveau des poissons, en particulier après l’alimentation. La détoxification de l’ammoniac en urée a également été observée chez les élasmobranches et certains téléostéens. La réduction du taux de protéolyse et du taux de catabolisme des acides aminés, qui entraîne une diminution de la production d’ammoniac, peut être une autre stratégie pour réduire la toxicité de l’ammoniac. La loche météorique volatilise le NH3, et le gobie, P. schlosseri, utilise encore une autre stratégie unique, il pompe activement le NH4+ hors du corps.