Atemsysteme: Wasser- vs. Landtiere
Wassertiere (Fische, Wasserwirbellose)
- Kiemen: Stark durchblutete, fadenförmige Strukturen. Wasser fließt unidirektional über die Kiemenlamellen; Sauerstoff diffundiert ins Blut.
- Gegenstromaustausch: Blut und Wasser fließen in entgegengesetzte Richtungen, wodurch entlang der gesamten Kiemenlänge ein günstiges Diffusionsgefälle aufrechterhalten wird – maximaler Sauerstoffextraktion (bis zu 80 %).
- Atemfarbstoffe: Hämoglobin (oder Hämocyanin) erhöht die Sauerstofftransportkapazität.
- Diffusionsgesteuert: Gasaustausch über dünnes Kiemenepithel mittels partieller Druckgefälle.
- Reduzierte/fehlende Lungen: Die meisten Fische verfügen nicht über funktionale Lungen (Lungenfische sind Ausnahmen).
Landtiere (Säugetiere, Vögel, Reptilien, Amphibien)
- Lungen: Interne, verzweigte luftgefüllte Säcke für den Gasaustausch in Luft.
- Trachea und Bronchien: Luftleitende Atemwege, die Luft zu den Atemoberflächen transportieren.
- Alveolen (Säugetiere) / Parabronchien (Vögel): Mikroskopische Strukturen mit enormer Oberfläche für die Diffusion.
- Lungenventilation: Aktive Ein- und Ausatmung durch Atemmuskulatur (Zwerchfell, Rippenmuskeln), die den Brustkorb erweitert und zurückfedert.
- Surfactant: Reduziert die Alveolaroberflächenspannung und verhindert einen Kollaps.
Diese grundlegenden Unterschiede spiegeln evolutionäre Anpassungen an die physikalischen Eigenschaften von Wasser (dicht, geringe Sauerstofflöslichkeit) gegenüber Luft (geringe Dichte, hohe Sauerstoffverfügbarkeit) für eine effiziente Sauerstoffaufnahme wider.
