Tiere ohne Kreislauf- oder Atmungssystem: Diffusionsbasierter Gasaustausch bei einfachen Organismen

Einfache, kleine Metazoen verlassen sich ausschließlich auf den direkten Diffusionsaustausch über ihre Körperoberfläche für den Gasaustausch und verfügen über keine spezialisierten Kreislauf- oder Atmungsorgane. Diese Strategie schränkt ihre Körpergröße und -morphologie ein.

Beispiele für diffusionsabhängige Organismen

• Schwämme (Porifera): Asconoid-, Syconoid- und Leuconoid-Kanalsysteme; Wasserfluss durch Choanozyten; Gasaustausch und Nährstoffaustausch direkt über Zellmembranen.
• Cnidarien (Quallen, Hydra, Korallen): Gastrovasculäre Höhle dient sowohl Verdauung als auch Kreislauf; Diffusion über zwei Zellschichten (Epidermis und Gastrodermis).
• Plattwürmer (Platyhelminthes): Verzweigte gastrovasculäre Höhle erstreckt sich über den abgeflachten Körper, minimiert Diffusionsdistanzen.
• Fadenwürmer (Nematoden): Pseudocoelomale Flüssigkeit badet Gewebe; Gasaustausch über die Kutikula und Darmwand.

Insekten: Trachealsystem (jenseits einfacher Diffusion)

• Netzwerk luftgefüllter Tracheen, die zu mikroskopischen Tracheolen an den Geweben verzweigen.
• O₂ und CO₂ diffundieren direkt in der Gasphase; Hämolymphe besitzt keine Atmungspigmente und transportiert keine Gase.
• Stigmen (gesteuerte Öffnungen) regulieren den Gasaustausch und begrenzen den Wasserverlust.

Die Größenbeschränkung

Diffusion beschränkt die funktionale Körperdicke auf etwa 1 mm. Größere Organismen benötigen Kreislaufsysteme mit Atmungspigmenten (Hämoglobin, Hämocyanin), um Sauerstoff über größere Distanzen zu transportieren.