Fische atmen durch Kiemen anstelle von Lungen. Genau wie alle anderen Tiere brauchen Fische Sauerstoff zum Überleben. Da sie im Wasser leben, haben sie Kiemen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, gelösten Sauerstoff aus dem Wasser zu entfernen. Die meisten Fische haben vier Kiemen auf beiden Seiten ihres Kopfes. Haie und andere primitivere Fische können fünf oder mehr Kiemenschlitze haben.
Kiemenstruktur
Jede Kieme wird durch einen Kiemenbogen gestützt – eine knöcherne Struktur, die vertikal an der Seite eines Fisches, direkt hinter seinem Kopf, ausgerichtet ist. Der Kiemenbogen dient als Stütze für eine Reihe kammartiger Strukturen, die Kiemenfilamente genannt werden. Kiemenfilamente erstrecken sich horizontal von den Kiemenbögen. Jedes Kiemenfilament produziert viele Verzweigungen, die Primärlamellen genannt werden, und die Primärlamellen verzweigen sich in winzige Sekundärlamellen.
Die Sekundärlamellen verlaufen parallel zur Strömung des Wassers und nehmen Sauerstoff aus dem Wasser in den Körper des Fisches auf. Die Anzahl der Sekundärlamellen kann von Fischart zu Fischart stark variieren, sie sind aber immer extrem reichlich vorhanden. Zum Beispiel kann ein großer, aktiver Thunfisch mehr als 5 Millionen Sekundärlamellen pro cm2 haben.
Wie funktionieren Kiemen?
Wenn Wasser über die Kiemen fließt oder darüber gepumpt wird, wird Sauerstoff durch die Wände der Sekundärlamellen aufgenommen und CO2 freigesetzt. Die Sekundärlamellen enthalten Blut mit geringem Sauerstoffgehalt. Wenn das Wasser über die Lamellen fließt, wird der Sauerstoff in das Blut aufgenommen und dann wird das Blut durch das Herz des Fisches durch den Körper gepumpt. Die große Oberfläche der Sekundärlamellen ist auch hilfreich für den Austausch von Körperwärme, Ionen und Wasser zwischen dem Körper des Fisches und dem umgebenden Wasser.
Durch die vielen winzigen Sekundärlamellen entsteht eine enorme Oberfläche, durch die Sauerstoff aufgenommen werden kann. Dies wird noch dadurch unterstützt, dass die Sekundärlamellen dünne Wände haben, so dass das Gas leichter in den Blutkreislauf aufgenommen werden kann. Gelöster Sauerstoff kommt im Wasser in viel geringeren Konzentrationen vor als in der Luft, daher müssen die Kiemen bei der Absorption viel effizienter sein als die Lungen.
Haben alle Fische Kiemen?
Soweit ich weiß, haben alle Fische Kiemen. Allerdings können nicht alle Fische durch ihre Kiemen atmen. Lungenfische zum Beispiel leben in Süßwasserhabitaten und haben Lungen entwickelt, mit denen sie Luft atmen. Dies ist in stehenden und sauren Gewässern üblich, wo die Konzentration an gelöstem Sauerstoff sehr niedrig ist oder der Säuregehalt des Wassers Probleme für die Kiemen verursacht.
Andere Wassertiere wie Delfine, Wale und Robben haben keine Kiemen, aber das liegt daran, dass sie überhaupt keine Fische sind, sondern Säugetiere. Meeressäugetiere haben sich aus landlebenden Tieren entwickelt, sind aber in die aquatische Umgebung zurückgekehrt. Wale und Delfine sind in der Tat näher mit dem Nilpferd verwandt als jedes andere lebende Tier.
Wie und wann haben sich Kiemen entwickelt?
Die Atemkiemen der Fische haben sich höchstwahrscheinlich aus den Nahrungssammelvorrichtungen primitiverer Tiere entwickelt. Fische gehören zum Stamm der Chordata, wie auch die Säugetiere und alle anderen Wirbeltiere. Die primitivsten Chordata sind jedoch wirbellose Tiere, die winzige Wucherungen, die Zilien genannt werden, verwenden, um Nahrung aus dem Wasser zu filtern, ähnlich wie Fische Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen.
Diese Evolution vom Filtern der Nahrung zur Sauerstoffaufnahme hat sich vor sehr langer Zeit entwickelt. Fische waren die ersten Wirbeltiere, die sich entwickelt haben, und zwar schon im frühen Kambrium vor etwa 530 Millionen Jahren. Einer der frühesten bekannten Fische, die Kiemen besaßen, ist ein extrem primitiver Fisch namens Myllokunmingia und wurde in seichtem Wasser in Asien gefunden. Obwohl Kiemen für die Evolution der Fische wichtig waren, war es die Evolution des Kieferknochens, die die Explosion der Fischvielfalt zu den 60.000 Arten, die es heute auf der Erde gibt, erst ermöglichte.
Letzte Bearbeitung: 18. Juli 2017
Möchten Sie mehr erfahren?
Dies ist weltweit die Nummer 1 unter den Lehrbüchern für angehende Biologen und war für mich über die Jahre hinweg sehr wertvoll. Dies ist die Ressource, die ich über alles andere für angehende Biologen empfehle.
Die neueste Ausgabe ist bei Amazon und im Book Depository erhältlich.
Kostenloser 6-Wochen-Kurs
Geben Sie Ihre Daten ein, um Zugang zu unserem KOSTENLOSEN 6-wöchigen E-Mail-Kurs zur Einführung in die Biologie zu erhalten.
Lernen Sie über Tiere, Pflanzen, Evolution, den Baum des Lebens, Ökologie, Zellen, Genetik, Bereiche der Biologie und mehr.