Verdauungssysteme im Tierreich: Von Porifera bis Wirbeltiere & Blutkreislauf

Verdauungssysteme im Tierreich

Porifera: Intrazelluläre Verdauung

Die Porifera (Schwämme) sind primitive Organismen ohne echte Gewebe oder Organe. Die Nahrungsaufnahme erfolgt durch Wasser, das durch Poren in den Körper gelangt. Die Verdauung der Nahrungspartikel findet in spezialisierten Zellen, den Choanozyten, statt. Die Nahrung wird durch Endozytose aufgenommen und in Vakuolen verdaut, wobei Lysosomen Verdauungsenzyme liefern. Nicht verdaute Reste werden durch Exozytose ausgeschieden. Diese intrazelluläre Verdauung hat Nachteile: Es können nur mikroskopisch kleine Partikel aufgenommen werden, und jede Zelle muss die notwendige Maschinerie selbst bereitstellen.

Gastrovaskuläres System: Erste Schritte der Extrazellulären Verdauung

Zur Förderung einer besseren Nahrungsaufnahme entwickelte sich eine neue Verdauungsform: der Gastrovaskulärraum. Dieser besitzt nur eine Öffnung, die sowohl als Mund als auch als Anus fungiert. Die Nahrung wird zunächst mechanisch zerkleinert und durch Verdauungsenzyme extrazellulär teilweise aufgeschlossen. Anschließend wird die teilweise verdaute Nahrung in die Zellen der Höhle aufgenommen, wo die Verdauung abgeschlossen wird.

Mundwerkzeuge und Nahrungsaufnahme

Der Magen-Darm-Trakt beginnt mit dem Mund und dem Rachen. Verschiedene Mundwerkzeuge sind an die Ernährungsweise angepasst:

• Saugnäpfe/Strohhalme: Zur Aufnahme von Flüssigkeiten (z.B. bei Schmetterlingen – Espiritrompa).
• Stechend-saugende Mundwerkzeuge: Zum Aufnehmen von Blut (z.B. bei Moskitos).
• Kopffüßer: Besitzen Tentakel und einen hornigen Schnabel zum Zerreißen der Beute.
• Seesterne: Nutzen ihre Ambulakralfüßchen, um Muscheln zu öffnen und den Magen auszustülpen, um die Beute außerhalb des Körpers zu verdauen.
• Meeresschnecken (Herbivoren): Verwenden die Radula (Zunge mit kleinen Zähnen) zum Abnagen von Algen.
• Seeigel: Nutzen die Aristoteles-Laterne, ein Kalkgebilde mit zahnartigen Strukturen, um Algen von Felsen zu kratzen.
• Wirbeltiere: Besitzen Zähne und eine Zunge zur Zerkleinerung und Mischung der Nahrung mit Speichel.
• Vögel und Schildkröten: Haben keine Zähne; die Zähne werden durch einen Schnabel ersetzt.

Der Speichel enthält Enzyme wie Ptyalin oder Amylase, die Stärkemoleküle in Maltose aufspalten.

Speicherung und Erste Verdauung im Verdauungstrakt

Würmer und Insekten speichern die aufgenommene Nahrung zunächst. Im Verdauungstrakt der Wirbeltiere:

• Magen (oder Kropf bei Vögeln): Dient der Speicherung und Vermischung mit Magensäften.
• Muskulöser Magen (z.B. bei Anneliden oder Krokodilen): Dient dem Zermahlen der Nahrung. Vögel schlucken Steine (Gastrolithen), die im Muskelmagen die Mahlfunktion unterstützen. Bei Krebstieren bildet sich eine Magenmühle; bei Insekten gibt es chitinöse Zähne.

Endgültige Verdauung, Resorption und Ausscheidung

Die endgültige Verdauung und Nährstoffresorption finden hauptsächlich im Dünndarm statt. Spezialisierungen der Darmwand erhöhen die Effizienz der Absorption:

• Anneliden: Falten in der dorsalen Wand.
• Haie: Tylosol (Spiralfalte).
• Wirbeltiere: Falten, Zotten (fingerartige Projektionen) und Mikrovilli auf den Zellen der Darmschleimhaut.

Im Dickdarm erfolgt die Wasseraufnahme und die Bildung des Stuhls aus unverdaulichen Resten. Hier findet auch Fermentation durch Bakterien statt.

Ausscheidung

Die Ausscheidung umfasst die Beseitigung von Stoffwechselabfällen, die kontinuierlich von den Zellen produziert werden.

Blutkreislaufsystem

Gefäßtypen

• Arterien: Besitzen dicke Wände aus glattem Muskelgewebe und elastischem Bindegewebe, was eine Anpassung des Durchmessers ermöglicht.
• Arteriolen: Haben keine elastischen Fasern, aber eine dünne Schicht glatter Muskelzellen. Der Übergang zwischen Arteriole und Kapillare wird durch den präkapillären Sphinkter reguliert.
• Kapillaren: Hier findet der Austausch von Nährstoffen und Abfallstoffen zwischen Blut und Körperzellen durch Diffusion statt.
• Venolen: Sammeln das Blut aus den Kapillaren und münden in größere Venen.

Kreisläufe

• Lungenkreislauf: Sauerstoffarmes Blut verlässt das Herz durch die Lungenarterien, wird in der Lunge mit Sauerstoff angereichert und kehrt über die Lungenvenen zum Herzen zurück.
• Systemischer Kreislauf: Sauerstoffreiches Blut wird vom Herzen durch die Aorta in den gesamten Körper verteilt und kehrt über die Vena Cava zum Herzen zurück.

Osmoregulation

Die Osmoregulation befasst sich mit dem Salz- und Wasseraustausch zwischen dem extrazellulären Milieu und der Außenwelt, um Verluste und Gewinne dieser Stoffe auszugleichen.