Welchen Nachteil hat die Kiemenatmung?

Kiemenatmung: Ein Vorteil unter Wasser, aber eine tödliche Bedrohung an Land

Lebende Organismen haben sich im Laufe der Evolution an eine Vielzahl von Umgebungen angepasst, darunter auch an das Leben im Wasser. Eine der wichtigsten Anpassungen, die Wasserlebewesen entwickelt haben, ist die Kiemenatmung. Kiemen sind spezialisierte Organe, die den Gasaustausch zwischen Wasser und Blut ermöglichen.

Effektive Kiemenatmung unter Wasser

Unter Wasser sind Kiemen ein hochwirksames Mittel zur Sauerstoffaufnahme. Das Wasser ist reich an gelöstem Sauerstoff, der von den Kiemen aus dem Wasser extrahiert und in das Blutgefäßsystem des Organismus übertragen werden kann. Im Gegenzug wird Kohlendioxid, ein Abfallprodukt der Zellatmung, aus dem Blut in das Wasser abgegeben.

Die Struktur der Kiemen ist optimal für den Gasaustausch. Sie bestehen aus dünnen, stark vaskularisierten Membranen, die eine große Oberfläche für den Kontakt mit Wasser bieten. Dies ermöglicht einen schnellen und effizienten Gasaustausch.

Fatale Kiemenatmung an Land

Während Kiemenatmung unter Wasser von Vorteil ist, wird sie an Land zu einer tödlichen Bedrohung. Dies liegt daran, dass Luft ein sehr unterschiedliches Medium für den Gasaustausch ist.

Zunächst einmal ist die Luft nicht so reich an gelöstem Sauerstoff wie Wasser. Dies bedeutet, dass Kiemen aus der Luft nicht genügend Sauerstoff extrahieren können, um den Bedarf des Organismus zu decken.

Zweitens führt der direkte Kontakt mit Luft zum Austrocknen der empfindlichen Kiemenstrukturen. Dies liegt daran, dass die Luft viel trockener ist als Wasser. Wenn Kiemen austrocknen, verkleben sie und werden unbrauchbar für den Gasaustausch.

Das Austrocknen und Verkleben der Kiemen verhindert die Sauerstoffaufnahme und führt zum Ersticken des Organismus. Dieser Prozess kann innerhalb weniger Minuten ablaufen, was die Kiemenatmung an Land äußerst gefährlich macht.

Anpassungen bei terrestrischen Krebstieren

Einige Krustentiere, wie z. B. Einsiedlerkrebse, haben sich an terrestrische Lebensräume angepasst, obwohl sie Kiemenatmer sind. Sie kompensieren die Einschränkungen der Kiemenatmung an Land mit einer Reihe von Anpassungen.

Erstens haben terrestrische Krebstiere einen speziellen Wasserreservoir-Mechanismus entwickelt. Sie sammeln Wasser in einer speziellen Kammer, die mit ihren Kiemen in Verbindung steht. Dadurch können sie ihre Kiemen feucht halten, auch wenn sie sich nicht in Wasser befinden.

Zweitens haben terrestrische Krebstiere ihre Kiemen modifiziert, um eine gewisse Toleranz gegenüber Austrocknung zu entwickeln. Ihre Kiemen sind nicht so empfindlich gegenüber Trockenheit wie die Kiemen von rein aquatischen Krebstieren.

Die Anpassungen terrestrischer Krebstiere ermöglichen es ihnen, trotz ihrer Kiemenatmung in gewissem Umfang an Land zu überleben. Allerdings sind sie immer noch stark auf feuchte Umgebungen angewiesen und können nicht lange in trockener Luft überleben.

Fazit

Die Kiemenatmung ist eine hochwirksame Anpassung für das Leben im Wasser. Allerdings wird sie an Land zu einer tödlichen Bedrohung aufgrund des Austrocknens und Verklebens der empfindlichen Kiemenstrukturen. Terrestrische Krebstiere haben einige Anpassungen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, an Land zu überleben, aber sie sind immer noch auf feuchte Umgebungen angewiesen.