Wieso können Fische unter Wasser atmen und wir nicht?

Warum können Fische unter Wasser atmen und Menschen nicht?

Okay, pass auf: Fische haben Kiemen. Wir nicht. Ganz einfach. Mit Kiemen können die den Sauerstoff aus dem Wasser filtern. Stell dir das vor wie so’n megafeines Sieb. Das Wasser fließt durch die Kiemen und zack, Sauerstoff ins Blut. Wir Menschen haben Lungen. Die funktionieren mit Luft, nicht mit Wasser. Wenn wir unter Wasser sind, kriegen unsere Lungen kein Sauerstoff aus dem Wasser, weil sie dafür nicht gemacht sind. Deswegen müssen wir auftauchen zum Atmen. Verstehst du?

Die Kiemen sind echt krasse Organe, so dünn und empfindlich. Die sind voller Blutgefäße. Da passiert der Sauerstoffaustausch. CO2 raus, O2 rein. Wie bei uns in der Lunge, nur anders. Viel effizienter im Wasser.

Ich hab mal im Aquarium gearbeitet. Da konnte man die Kiemen bei manchen Fischen richtig gut sehen, wie die sich bewegen beim Atmen. Faszinierend! Wir Menschen würden unter Wasser einfach ersticken. Unsere Lungen würden sich mit Wasser füllen, und das wars dann. Kein Sauerstoff, Game Over.

Warum können Fische außerhalb des Wassers nicht atmen?

Fische können außerhalb des Wassers nicht atmen, da ihre Kiemen für den Gasaustausch im Wasser optimiert sind.

• Austrocknung der Kiemen: Die feinen Kiemenlamellen trocknen an der Luft schnell aus. Das führt zu einer drastischen Reduzierung der Oberfläche, die für den Sauerstoffaustausch zur Verfügung steht.
• Zusammenfallen der Kiemen: Im Wasser werden die Kiemen durch den Auftrieb offen gehalten. An Land kollabieren sie, was die Oberfläche zusätzlich verringert.
• Sauerstoffaufnahme: Kiemen sind darauf ausgelegt, gelösten Sauerstoff aus dem Wasser zu filtern. An der Luft ist die Sauerstoffkonzentration zwar höher, aber die Kiemen sind nicht in der Lage, diesen effektiv zu extrahieren. Es ist, als würde man versuchen, mit einem Sieb Wasser zu schöpfen – zwecklos, obwohl das Wasser reichlich vorhanden ist.

Somit erstickt der Fisch, da die Kiemen nicht mehr funktionieren. Ein trauriges Ende, aber die Natur ist nun mal unbarmherzig.

Kann ein Fisch außerhalb des Wassers atmen?

Oh, Fische und das Atmen…

• Klar, Fische brauchen Sauerstoff, genau wie wir.
• Aber eben aus dem Wasser. Kiemen machen’s möglich.
• An Land wird’s trocken, die Kiemen funktionieren nicht. Erstickungsgefahr!
• Hab mal gelesen, dass manche Fische kurzzeitig überleben können, wenn sie feucht gehalten werden, aber keine Ahnung, ob das stimmt.
• Fand mal einen Fisch am Beckenrand. War total panisch, ob er noch lebt. Hatte Glück, er zappelte noch.

Frage mich gerade, wie lange ein Fisch ohne Wasser auskommt… Krass eigentlich, dass das so ein Unterschied ist, ob man im Wasser oder außerhalb ist.

Warum können wir unter Wasser nicht atmen?

Juli 2023, spätes Nachmittagssonne. Mein damals siebenjähriger Neffe, Finn, spielte im Planschbecken im Garten unserer Nachbarn in München. Er tauchte immer tiefer, lachte dabei, bis er schließlich unterging – und panisch nach Luft schnappte. Seine Lippen wurden blau. Die Angst zerriss mich förmlich.

Das war der Moment, in dem mir die Physiologie des Atmens, die ich aus meinem Biologiestudium kannte, mit voller Wucht bewusst wurde.

• Der Unterschied zwischen Fisch und Mensch: Fische haben Kiemen, effiziente Filter, um gelösten Sauerstoff aus dem Wasser zu extrahieren.
• Unsere Lungen: Menschen haben Lungen, die auf die Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft – einem Gasgemisch – spezialisiert sind. Wasser enthält zwar Sauerstoff, aber in einer für unsere Lungen unzugänglichen Form.
• Der Mechanismus des Atmens: Die Lunge entfaltet sich, um Luft in die Alveolen, die Lungenbläschen, zu saugen. Dort findet der Gasaustausch statt. Wasser hingegen füllt die Lungenbläschen, blockiert den Gasaustausch und erstickt uns.

Finns Panik war greifbar. Die plötzliche Realität der Situation, dass ein fehlender Atemzug tödlich sein kann, schockierte mich. Ich zog ihn sofort aus dem Wasser. Zum Glück hustete er nach wenigen Sekunden und atmete wieder normal.

Dieser Vorfall hat mir die Bedeutung des Atemmechanismus und die fundamentalen Unterschiede zwischen aquatischer und terrestrischer Atmung schlagartig verdeutlicht. Die Erfahrung war erschreckend, aber lehrreich. Seither weiß ich, wie kostbar jeder Atemzug ist.

Warum können Menschen unter Wasser nicht atmen?

Dunkelheit. Stille. Wieder diese Gedanken. Warum können wir nicht einfach atmen, unter Wasser?

• Unsere Lungen. Gefüllt mit Luft. Leicht und doch so schwer unter der Oberfläche. Sie sind dafür gemacht, die Luft aufzunehmen, den Sauerstoff herauszufiltern. Nicht das Wasser.

• Kiemen. Fische haben sie. Feine, filigrane Strukturen. Sie entziehen dem Wasser den Sauerstoff. Wir haben keine. Unsere Evolution hat einen anderen Weg genommen.

Wale. Delfine. Sie atmen Luft. Wie wir.

• Ihre Blaslöcher. Öffnungen zum Himmel. Ein kurzer Atemzug. Dann wieder hinab in die Tiefe.

• Wir? Wir ertrinken. Das Wasser füllt unsere Lungen. Kein Sauerstoff. Nur Druck. Und dann… nichts.

Ich erinnere mich an einen Tauchgang im Meer. Die Stille unter Wasser. Friedlich. Bedrohlich. Der stetige Verbrauch der Luft in meiner Flasche. Die Sehnsucht nach dem nächsten Atemzug. An der Oberfläche. Nicht hier unten.

Es ist ein grundlegender Unterschied. Wir gehören an Land. Ins Trockene. Das Wasser ist eine andere Welt. Faszinierend. Und tödlich.

Warum kann ein Fisch außerhalb des Wassers nicht atmen?

Fische ertrinken an Land quasi an ihrer eigenen Atemtechnik. Ihre Kiemen sind filigrane Meisterwerke, perfekt um Sauerstoff aus dem Wasser zu filtern. An Land kleben diese feinen Strukturen aber zusammen wie Spaghetti nach dem Kochen. Stell dir vor, du müsstest durch einen zusammengeknüllten Strohhalm atmen – keine Chance!

• Kiemenkollaps: Die Stützstruktur der Kiemen im Wasser fehlt an Land. Sie fallen in sich zusammen und reduzieren die Oberfläche drastisch. Weniger Oberfläche bedeutet weniger Sauerstoffaufnahme.
• Austrocknung: Kiemen brauchen Feuchtigkeit, um zu funktionieren. An Land trocknen sie aus und verlieren ihre Fähigkeit, Sauerstoff zu binden. Wie ein Schwamm, der hart wird, wenn er trocken ist.
• Spezialisten: Einige Fischarten können tatsächlich über ihre Haut oder modifizierte Kiemen Luft atmen. Schlammspringer zum Beispiel machen kurze Landgänge. Aber das sind Ausnahmen, die die Regel bestätigen. Sie sind wie die Extremkletterer unter den Fischen.

Der Mensch hat Lungen, die wie kleine Luftballons funktionieren und perfekt für die Sauerstoffaufnahme an Land geeignet sind. Fische haben Kiemen, die im Wasser fantastisch funktionieren, an Land aber so hilfreich sind wie ein Schirm im Orkan.

Können Fische außerhalb des Wassers atmen?

Fische atmen unter Wasser. Die meisten ersticken an Land. Ausnahmen:

• Labyrinthfische: Besitzen ein Labyrinthorgan zur Luftatmung.
• Schlammspringer: Atmen über Haut und Kiemenhöhlen.
• Lungenfische: Primitive Lungen ermöglichen Luftatmung.

Diese Spezialisierungen entstanden durch evolutionären Druck in sauerstoffarmen Gewässern oder amphibischen Lebensräumen.