Atmungssysteme bei Tieren: Ein Überblick
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Atmungssysteme bei Tieren
Hautatmung
Diese Atmungsform findet man bei kleinen Wassertieren mit geringem Sauerstoffbedarf wie Weichtieren, Ringelwürmern und Amphibien. Der Gasaustausch erfolgt über die gesamte Körperoberfläche, die dünn, feucht und gut durchblutet sein muss.
Tracheenatmung
Insekten und Arthropoden nutzen die Tracheenatmung. Die Luft wird direkt zu den Zellen transportiert durch ein Netzwerk von Röhren, den Tracheen. Diese Röhren sind mit Chitin ausgekleidet, um ein Kollabieren zu verhindern. Tracheen machen bis zu 50% der Körpermasse des Tieres aus. Sie öffnen sich nach außen durch Stigmen. Am Ende der Tracheen befinden sich die Tracheolen (ohne Chitin), die den Gasaustausch mit den Zellen durch Diffusion ermöglichen. Einige Insekten besitzen Luftsäcke, die die Luftzirkulation unterstützen.
Kiemenatmung
Kiemen sind stark vaskularisierte Organe, die in verschiedenen Formen (faserig, lamellenartig oder baumförmig) vorkommen. Diese Strukturen reduzieren den Energieaufwand für die Atmung. Kiemenatmung ist typisch für Anneliden, Weichtiere, Krebstiere, Fische und Larven von Insekten und Amphibien. Sie können intern oder extern sein. Der Gasaustausch erfolgt im Gegenstromprinzip (Blut und Wasser fließen in entgegengesetzte Richtungen, um die Sauerstoffaufnahme zu maximieren).
Knorpelfische
Knorpelfische besitzen Kiemenspalten und müssen sich ständig bewegen, um die Wasserzirkulation über die Kiemen aufrechtzuerhalten.
Knochenfische
Bei Knochenfischen sind die Kiemen von einem Kiemendeckel (Operculum) bedeckt. Die Kiemen bestehen aus Kiemenfilamenten, die die Austauschfläche vergrößern. Die Atmung erfolgt durch Bewegungen des Operculums. Wasser strömt durch den Mund ein und über die Kiemen wieder aus.
Lungenatmung
Die Lungenatmung findet bei verschiedenen Tiergruppen statt und beinhaltet folgende Organe: Mund, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien. Die Luft wird in diesen Organen erwärmt, befeuchtet und gereinigt. Drei Anpassungen optimieren die Lungenatmung: Oberflächenvergrößerung, effizienter Gasaustausch und Ventilation (durch Kontraktion und Entspannung der Brusthöhle). Eine verbesserte Lungenatmung wird durch eine optimierte Blutzufuhr zur Lunge erreicht (besonders ausgeprägt bei Säugetieren und Vögeln).
Amphibien
Amphibien besitzen zwei einfache, längliche Lungensäcke. Diese Lungen sind relativ ineffizient, da die Oberfläche klein ist.
Reptilien
Reptilien haben eine größere Austauschfläche, da ihre Lungen Falten aufweisen.
Vögel
Vögel besitzen Luftsäcke, die wie Blasebälge wirken und die Sauerstoffaufnahme während des Fluges unterstützen.
Säugetiere
Säugetiere haben Alveolen, die stark gefaltet sind und von vielen Kapillaren umgeben sind. Dies maximiert die Austauschfläche für den Gasaustausch.