Tierphysiologie: Verdauung, Kreislauf, Atmung & Ausscheidung

Fütterung und Verdauung bei Tieren

Wie Tiere Nahrung aufnehmen

Tiere sind heterotrophe Lebewesen. Sie benötigen Nahrung, um diese in Nährstoffe umzuwandeln und die enthaltene Energie sowie die Nährstoffe zu nutzen.

Die Nahrung gelangt in den Mund und durchläuft den Verdauungstrakt, der typischerweise folgende Organe umfasst:

• Mund
• Magen
• Dünndarm
• Dickdarm
• Anus

Was ist Verdauung?

Verdauung ist der Prozess, bei dem die von einem Lebewesen aufgenommene Nahrung in einfache Moleküle (Nährstoffe) umgewandelt wird. Diese können dann von den Zellen aufgenommen und verwertet werden. Die Verdauung erfolgt auf zweierlei Weisen:

• Intrazelluläre Verdauung (innerhalb der Zelle)
• Extrazelluläre Verdauung (außerhalb der Zelle)

Intrazelluläre Verdauung

Diese Art der Verdauung findet bei einzelligen Lebewesen wie Protozoen statt. Diese Protisten nehmen Nahrungsreste durch Phagozytose auf und bilden dabei eine Verdauungsvakuole. Die Nährstoffe gelangen ins Zytoplasma, und unverdaute Materialien werden ausgeschieden.

Extrazelluläre Verdauung

Die extrazelluläre Verdauung erfolgt außerhalb der Zellen. Die Nahrung durchläuft den Verdauungstrakt und kommt mit Verdauungssäften in Kontakt, die Biomoleküle in einfache Substanzen zerlegen. Dies geschieht durch:

• Mechanische Prozesse (Zerkleinerung der Nahrung)
• Chemische Prozesse (enzymatische Spaltung)

Dadurch wird die Nahrung verdaut und verwertbar gemacht.

Das Kreislaufsystem

Das Kreislaufsystem, bestehend aus Arterien, Venen und Kapillaren, transportiert Nährstoffe, Sauerstoff, Kohlendioxid usw. durch den Körper.

Offener und geschlossener Kreislauf

• Offener Kreislauf: Bei Weichtieren und Arthropoden (Gliederfüßern) pumpt das Herz Blut in offene Räume (Hämolymphe), die die Organe umspülen.
• Geschlossener Kreislauf: Bei Ringelwürmern und Wirbeltieren zirkuliert das Blut in einem geschlossenen System von Herz und Blutgefäßen.

Die Atmung

Wie Zellen Energie gewinnen (Zellatmung)

Die Zellatmung ist ein fundamentaler Prozess, bei dem Nährstoffe in Gegenwart von Sauerstoff abgebaut werden, um Energie zu gewinnen. Dabei wird Kohlendioxid als Abfallprodukt produziert.

Arten der Atmung bei Tieren

Tiere haben verschiedene Mechanismen entwickelt, um Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid abzugeben:

• Hautatmung: Der Gasaustausch erfolgt direkt über die Haut bestimmter Körperregionen oder die Mundhöhle.
• Kiemenatmung: Wird durch Kiemen realisiert. Für den Gasaustausch nutzen Kiemen oft einen Gegenstrommechanismus: Blut und Wasser zirkulieren in entgegengesetzte Richtungen, was eine maximale Sauerstoffaufnahme durch Diffusion ermöglicht.
• Lungenatmung: Besteht aus der Ausdehnung und Kontraktion der Lungenmembranen beim Ein- und Ausatmen. Um dies zu spüren, können Sie Ihre Hände auf den Bauch legen, wiederholt ein- und ausatmen und fühlen, wie sich das Zwerchfell zusammenzieht und ausdehnt.
• Tracheenatmung: Findet an der Körperoberfläche statt, wo Poren (Stigmen) mit der Außenseite kommunizieren. Diese Poren führen zu einem System von Röhren (Tracheen), die Sauerstoff direkt zu den Zellen transportieren. Typisch für Insekten (Arthropoden).

Die Ausscheidung

Die Zellaktivität produziert Abfallstoffe wie Kohlendioxid. Der Prozess der Entfernung dieser Abfallstoffe aus dem Körper wird Ausscheidung genannt.