Wie bewegen sich Tiere im Wasser fort?

Wie bewegen sich Fische im Wasser fort? Grundlagen der aquatischen Fortbewegung

Das Verständnis darüber, wie sich fische im wasser fortbewegen, ist für die Beurteilung der aquatischen Biologie von entscheidender Bedeutung. Lesen Sie weiter für eine genaue Analyse der Mechanismen.

Die Physik unter Wasser: Warum Schwimmen so schwer ist

Wie bewegen sich Fische im Wasser fort? Fische bewegen sich hauptsächlich durch das Hin- und Herschlagen ihrer Schwanzflosse vorwärts, was ihnen den nötigen Antrieb gibt.
Zusätzlich bewegen sich viele Arten mit einer schlängelnden Körperbewegung durchs Wasser. So überwinden sie den massiven Widerstand ihres Lebensraumes.

Seien wir ehrlich - unter Wasser zu navigieren ist extrem anstrengend. Wasser ist ungefähr 800-mal dichter als Luft. Das bedeutet, dass jede Bewegung massiven Widerstand erzeugt.

Die meisten Menschen denken, der Antrieb kommt allein aus den Flossen. Aber es gibt einen völlig kontraintuitiven Faktor, den fast alle Erklärungen übersehen - ich werde ihn im Abschnitt über den Strömungswiderstand weiter unten genauer beleuchten. Zunächst müssen wir verstehen, wie bei der Fortbewegung fortbewegung fische flossen wirklich einsetzen.

Muskelbewegung und die Rolle der Schwanzflosse

Als ich das erste Mal versuchte, die Bewegung eines Fisches in einem Strömungsbecken zu analysieren, machte ich jeden möglichen Anfängerfehler. Ich fokussierte mich nur auf die Flossen.
Monatelang. Ich ignorierte den restlichen Rumpf völlig. Das Ergebnis? Meine Berechnungen zum Energieverbrauch stimmten überhaupt nicht. Ich brauchte Wochen, um zu realisieren, dass der gesamte Körper als Antriebseinheit fungiert. Eine harte Lektion.

Wie schwimmen Fische genau? Die Fortbewegung basiert auf einer perfekten Koordination.
Auf beiden Seiten der Wirbelsäule ziehen sich Muskelpakete abwechselnd zusammen. Dadurch krümmt sich der Körper. Ziemlich effektiv. Schnell. Die Welle pflanzt sich bis nach hinten fort. Dort entsteht der finale Druck gegen das Wasser.

Die schlängelnde Körperbewegung im Detail

Viele Experten raten, sich beim Design von Unterwasserrobotern stets an extrem schnellen Fischen zu orientieren. Selten habe ich eine so kurzsichtige Perspektive gesehen. Die Realität sieht oft anders aus.

Aale beispielsweise nutzen eine stark schlängelnde körperbewegung fische, bei der fast der gesamte Rumpf an der Schuberzeugung beteiligt ist, was zwar nicht für absolute Höchstgeschwindigkeiten wie die über 100 km/h eines Fächerfisches ausreicht, aber für das Navigieren in engen Riffen oder dichtem Seegras eine unschlagbare Manövrierfähigkeit bietet.

Die meisten wissenschaftlichen Abhandlungen - und ich habe in den letzten drei Jahren unzählige Papiere zu diesem Thema gelesen - zeigen, dass eine durchgehende schlängelnde Bewegung bei diesen Tieren perfekt für komplexe Korallenriffe funktioniert.
Auch wenn diese Methode theoretisch einen höheren Energieverbrauch hat und Biologen lange dachten, dass solche Jäger extrem schnell ermüden würden.

Strömungswiderstand: Die unerwartete Lösung

Hier ist jener kontraintuitive Faktor, den ich anfangs erwähnt habe. Die Überraschung. Der Antrieb entsteht zwar aus der Schwanzflosse - und das überrascht viele Anfänger - aber die unglaubliche Effizienz kommt aus der Haut.

Viele Fische produzieren einen speziellen Schleim, der den Reibungswiderstand um bis zu 60 Prozent reduzieren kann. Ohne diesen Schleim würden sie trotz stärkster Muskelbewegung kaum vom Fleck kommen. Genial.

Schwimmstile der Fische im Vergleich

Thunniform (z.B. Thunfisch) ⭐

Extrem hohe Reisegeschwindigkeit und Ausdauer auf offener See

Nur das letzte Drittel des Körpers und die Schwanzflosse bewegen sich

Sehr geringe Wendigkeit und Manövrierfähigkeit in engen Räumen

Anguilliform (z.B. Aal)

Hervorragende Manövrierfähigkeit in Riffen und Spalten

Der gesamte Körper schlängelt sich wellenförmig durch das Wasser

Verbraucht bei kontinuierlich hohen Geschwindigkeiten relativ viel Energie

Der Strömungsfehler im heimischen Aquarium

Klaus, ein ambitionierter Aquarianer aus München, bemerkte, dass seine neuen Flossensauger ständig gegen die starke Strömungspumpe kämpften. Die Anlage war auf kräftige 1500 Liter pro Stunde eingestellt. Er dachte, eine extrem starke Strömung sei besser für diese spezialisierte Art.

Erste Lösung: Er kaufte eine noch leistungsstärkere Pumpe, in der festen Annahme, die Fische bräuchten lediglich mehr körperliches Training. Das machte alles nur noch schlimmer - die Tiere wurden an die Rückscheibe gedrückt und weigerten sich komplett zu fressen. Zwei Wochen voller Frust folgten.

Der Durchbruch: Bei der genauen Beobachtung von Wildfangvideos realisierte er, dass diese Fische in der Natur nicht in der freien, wilden Strömung, sondern in der Grenzschicht direkt über den Steinen schwimmen. Das Wasser fließt dort aufgrund der Reibung viel langsamer.

Ergebnis: Er platzierte große, flache Steine auf dem Aquariumboden. Die Fische nutzten sofort ihre Bauchflossen, um sich strömungsgünstig zu fixieren. Der Stress sank drastisch. Klaus lernte, dass man die Strömungsdynamik wirklich verstehen muss, anstatt einfach nur blinde Kraft einzusetzen.