Carmen Zohm

Atmung- Atmungsorgane verschiedener Tiergruppen

Vortrag

Thema:

Die meisten Lebewesen brauchen zur Energiefreisetzung O₂.

• Erläutern Sie die Möglichkeiten der Atmung verschiedener Tiergruppen und gehen Sie dabei auf die Leistungsfähigkeit ein.
• Stellen sie Zusammenhänge her!

Gliederung:

1. Was ist Atmung?

2. Atmungsorgane und Atmung verschiedener Tiergruppen

3. Höherentwicklung

4. Beispiel Atmung von Wasserinsekten

1. Was ist Atmung?

• Atmung ist der Gasaustausch der Lebewesen mit ihrer Umgebung
• dabei wird Sauerstoff vom Organismus aufgenommen und Kohlenstoffdioxid abgegeben
• der Gasaustausch erfolgt durch besondere Atmungsorgane, oder bei niederen Tieren durch die Haut

2. Atmungsorgane und Atmung verschiedener Tiergruppen

2.1. Hautatmung

• Aufnahme von O₂ und Abgabe von CO₂ erfolgt durch Zelloberfläche bzw. Zellwand, im Konzentrationsgefälle

Voraussetzung:

• dünne Haut
• Feuchtigkeit

Beispiele:

Würmer, Polypen, einfache Vielzeller, bei höherentwickelten Wirbeltieren , als Zusatzatmung beim Menschen (1%)

2.2 Tracheenatmung

• Aufnahme von O₂ und Abgabe von CO₂ erfolgt durch weitverzweigtes Röhrensystem (Tracheen), die sich in kleine Tracheolen verzweigen und die Atemgase direkt zur Körperzelle bzw. nach außen transportieren

Beispiele: Insekten, Tausendfüßler, Spinnen

2.3. Kiemenatmung

• Aufnahme von O₂ und Abgabe von CO₂ erfolgt durch Kiemen im H₂O
• Kiemen sind dünnhäutige, blattförmige Ausstülpungen der Körperfläche bzw. der Körperwand oder der Schleimwand des Vorderdarms
• der Sauerstoff diffundiert von Kiemenwand in Kapillarwand und von dort ins Blut

Beispiele: Fische, Krebse, Wasserschnecken, Würmer

2.4. Lungenatmung

• Aufnahme von O₂ und Weiterleitung durch die Luftröhre in die Lungen dort weiter in die Lungenbläschen
• aus Lungenbläschen tritt O₂ auf Grund seines höheren Partialdrucks durch die Kapillarwand ins Blut, während gleichzeitig CO₂ aus dem gleichen Grund vom Blut in die Alveolen (= bläschenförmige Endverzweigungen an den Bronchiolen der Lunge)
• Vergrößerung der inneren Oberfläche

Beispiele: Lurchen, Kriechtiere, Säugetiere, Vögel

Die Säugetierlunge ermöglicht die größte Leistungsfähigkeit. Sie weist sie größte Oberfläche auf, durch welche wesentlich mehr Sauerstoff für die Veratmung von Nährstoffen aufgenommen werden kann.

3. Höherentwicklung

Hautatmung ist die einfachste Form der äußeren Atmung. Diese Art der Atmung bringt jedoch nicht viel Sauerstoff und damit kann auch nicht viel Energie freigesetzt werden. Deshalb wird die Hautatmung vorwiegend nur von Einzellern genutzt. Da alle Organismen Haut haben und der Sauerstoff durch ein Konzentrationsgefälle in den Körper gelangt, könnten alle die Hautatmung nutzen bei den höherentwickelten und größeren Lebewesen und Organismen würde dies allerdings nicht ausreichen. Die Hautatmung war die erste Form der Atmung woraus sich dann Tracheen-, Kiemen- und Lungenatmung entwickelt haben. Die Höherentwicklung der Hautatmung ist die Tracheenatmung (vorwiegend von Insekten genutzt). Die Tracheen sind ein einfach gebautes Röhrensystem, die den Sauerstoff zu den Zellen transportieren. Die Tracheen sind daher schon differenziert und dadurch spezialisiert wodurch eine Funktionsteilung möglich ist und die Leistungsfähigkeit zunimmt, denn mit der Tracheenatmung kann mehr Sauerstoff aufgenommen und mehr Energie freigesetzt werden.

Die Höherentwicklung der Tracheenatmung ist die Kiemenatmung (vorwiegend Fische, Krebse, Wasserschnecken, Würmer). Die Kiemen sind Atmungsorgane. Sie sind durch Differenzierung entstanden. Die Kiemen sind nur an einer speziellen Stelle des Körpers und nur für die O₂ Aufnahme verantwortlich. Sie leiten diesen weiter an das Blut und das Blutsystem weiter an die Zellen. Dadurch wird eine Funktionsteilung erreicht und daraus wiederum eine höhere Leistungsfähigkeit.

Das höchstentwickelte Atmungsorgan ist die Lunge ( Lurchen, Kriechtiere, Säugetiere, Vögel).

Die Lunge ist differenziert (Bronchiolen, Lungenbläschen, Bronchien) und spezialisiert auf die Sauerstoffweiterleitung und dem CO₂-Entzug aus dem Blut.

Daher diese Reihenfolge der Atemorgane.

4. Beispiel: Atmung bei Wasserinsekten

1. Tracheenkiemen sind von feinen Tracheolen durchsetzt. Der Sauerstoff diffundiert hier aus dem Wasser durch eine dünne Kutikula in das Atmungssystem. Diese Form der Atmung findet man z.b. bei Eintagsfliegen

geschlossenes Tracheensystem , dünnhäutige Ausstülpungen der Körperoberfläche, Diffusion des Sauerstoffs

2. Luft atmende Insekten, z.b. Stechmückelarven, nehmen Sauerstoff über das Tracheensystem aus der Luft auf.

offenes Tracheensystem, O₂ gelangt aus der Luft durch Stigmen in Tracheen

3. Viele Wasserinsekten, z.b. der Rückenschwimmer, nehmen eine Luftblase unter den Flügeldecken oder auf der Bauchseite mit unter Wasser. Die Tracheen entnehmen den Sauerstoff aus dieser Luftblase. Wenn der Sauerstoff verbraucht ist, müssen die Tiere auftauchen und die Luftblase erneuern.

offenes Tracheensystem, die Stigmen münden in einer Luftblase

4. Bei einigen Käfern und Wasserwanzen ist der Körper mit feinen, wasserabweisenden Härchen bedeckt. Durch diesen Belag wird ein dünner Luftfilm (=Plastron) um das Tier festgehalten. Der Sauerstoff diffundiert im Konzentrationsgefälle aus dem Wasser in das Plastron. Diese Tiere sind unabhängig von der Wasseroberfläche und brauchen nicht aufzutauchen.

offenes Tracheensystem, hydrophobe Härchen, der Sauerstoff diffundiert in das Plastron