Tiere haben eine bemerkenswerte Vielfalt an Atmungsstrukturen entwickelt, die jeweils an ihre Umwelt und ihren Stoffwechsel angepasst sind.
1. Trachealsystem (Insekten, einige Spinnentiere)
- Ein Netzwerk aus chitinausgekleideten Röhren (Tracheen), das über Spirakel nach außen öffnet.
- Liefert Sauerstoff direkt an die Gewebe, ohne Bluttransport zu benötigen.
- Begrenzt die Körpergröße aufgrund von Diffusionsdistanzen; größere Insekten nutzen aktive Belüftung.
2. Kiemen (Wassertiere)
- Fieder- oder fadenförmige Ausstülpungen mit großer Oberfläche.
- Gegenstromaustausch bei Fischen maximiert die Sauerstoffentnahme aus Wasser (das nur ca. 1 % O₂ vs. 21 % in Luft enthält).
- Vorkommen bei Fischen, Krustentieren, Weichtieren und Amphibienlarven.
3. Lungen (Landwirbeltiere)
- Interne Säcke mit Alveolen (Säugetiere) oder Faveoli (Vögel/Reptilien).
- Belüftung ist bei Säugetieren gebietsweise (tidal), bei Vögeln jedoch unidirektional mit Luftsäcken – ein hocheffizientes System.
- Surfactant reduziert die Oberflächenspannung; die Atmung wird vom Zwerchfell (Säugetiere) oder den Rippenmuskeln angetrieben.
4. Cutane Atmung (Haut)
- Dünne, durchblutete, feuchte Haut erlaubt Gasaustausch durch Diffusion.
- Primär bei Regenwürmern und einigen Salamandern (Plethodontiden); ergänzend bei Fröschen und Schildkröten.
- Erfordert eine feuchte Umgebung, was die Landanpassung einschränkt.
Vergleichende Anmerkungen
- Vögel besitzen das effizienteste Atmungssystem (Gegenstromaustausch plus unidirektionaler Fluss).
- Viele Tiere nutzen mehrere Modi (z. B. Frösche nutzen Lungen, Haut und Maulhöhlenpumpung).
- Atmungsstruktur spiegelt Evolutionsgeschichte und ökologische Nische wider.
