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Fischatmung: Warum können die Flossenträger eigentlich nicht an der Luft atmen, obwohl sie doch viel mehr Sauerstoff enthält?

Fischatmung: Warum können die Flossenträger eigentlich nicht an der Luft atmen, obwohl sie doch viel mehr Sauerstoff enthält? © Foto: Sascha Tegtmeyer

Fischatmung: Darum sterben viele Meerestiere an Land

Das haben wir Taucher uns doch alle schonmal gefragt, wenn die quirligen Meerestiere um unsere Tauchermasken sausen: Wie funktioniert die Fischatmung unter Wasser eigentlich und warum sterben Fische an Land, obwohl die Luft doch viel mehr Sauerstoff enthält? Für unsere Biologie-Frage des Monats April haben mal bei den Fisch-Experten von unserem Schwester-Magazin BLINKER nachgefragt.

Taucher lieben es: Ein riesiger Fischschwarm zieht vorüber. Vielleicht hat man sogar das Glück, in einem Pulg von tausenden von Tieren verschluckt zu werden. Oder man trifft beispielsweise auf Thunfische, die wie wild durch das Blauwasser jagen. Fische können unter Wasser atmen. Wem ist da nicht schonmal die Frage durch den Kopf gegangen: Warum funktioniert die Fischatmung an Land eigentlich nicht, obwohl doch die Luft viel mehr Sauerstoff enthält als das Wasser?

Fisch am Riff: Die Flossenträger atmen durch einen komplizierten Gasaustausch-Prozess.

Fisch am Riff: Die Flossenträger atmen durch einen komplizierten Gasaustausch-Prozess. Foto: Pixabay.com | Lizenz: CC0 Public Domain

So funktioniert die Fischatmung

Wenn man versteht, wie die Fischatmung funktioniert, erkennt man auch gleich, warum die Flossenträger an der Luft nicht atmen können. Der Knackpunkt bei der Fischatmung ist, dass die flinken Meerestiere keine Lungen haben, sondern Kiemen. Und eben diese Kiemen sind ein hochentwickeltes Organ, das überhaupt erst ermöglicht, dass Fische unter Wasser atmen können. In den Kiemen der Fische findet ein komplexer Gasaustausch statt: Während darüber Sauerstoff aus dem Wasser gefiltert wird, geben die Kiemen gleichzeitig Kohlenstoffdioxid und stickstoffhaltiges Ammoniak wieder ab. Dabei strömt Wasser, das reich an Sauerstoff ist, an den Kiemen entlang. Dieses subtile Geflecht aus lamellenartigen Strukturen, das für eine Oberflächenvergrößerung sorgt, entnimmt dem Wasser den Sauerstoff. Von den Kiemen aus gelangt das Atemgas in den Blutkreislauf, weil sauerstoffreicheres Wasser in entgegengesetzter Richtung auf sauerstoffärmeres Blut trifft. Der Unterschied der Partialdrücke sorgt dafür, dass der Sauerstoff vom Wasser ins Blut diffundiert. Der ganze Prozess der Fischatmung basiert damit auf drei grundlegenden Prinzipien: der Oberflächenvergrößerung, der Kompartimentierung und des Gegenstroms. Theoretisch sollten diese Prinzipien doch auch an der Luft funktionieren, oder?


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Die Wunderwelt der Zwerge: In der aktuellen TAUCHEN dreht sich einiges um die faszinierenden Kleinstlebewesen Critter.

Die Wunderwelt der Zwerge: In der aktuellen TAUCHEN dreht sich einiges um die faszinierenden Kleinstlebewesen Critter.


Warum funktioniert die Fischatmung nicht an der Luft?

Mit Einschränkung funktioniert dieses System an der Luft auch – zumindest kurz. Aber: Wenn der Fisch an der Luft ist, kann er das Ammoniak, das wasserlöslich ist, nicht mehr abgeben. In der Theorie wäre dies das größte Problem für die Fischatmung an Land. In der Praxis kommt es aber gar nicht erst so weit: „Dass die Fischatmung an der Luft nicht funktioniert, liegt weniger am Sauerstoffgehalt. Das Austrocknen der Kiemen ist der Hauptfakor. In einer nassen Umgebung überlebt ein Fisch natürlich länger als zum Beispiel in der Wüste“, berichtet BLINKER-Redakteur Steve Kaufmann. Die Zeit, die ein Fisch an Land überleben könne und bis die Kiemen austrockneten, hänge von den Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind und vielen anderen Einflüssen ab, so Kaufmann.

Fische mit Lungen: Einige Flossenträger können doch an Land atmen

Natürlich gibt es auch Ausnahmen: Aale beispielsweise können über Land wandern. Aber warum droht dem Aal nicht der Erstickungstod? Der Grund ist einfach: Aale können über die Haut atmen und können sich auf diese Weise sogar stundenlang mit Sauerstoff aus der Luft versorgen. Wichtig ist allerdings auch hier, dass die Umgebung feucht und kühl ist. Aber nicht nur Aale können eine Zeit lang an Land überleben. Es gibt auch Fische mit Lungen! Diese Tiere haben sowohl Kiemen als auch Lungen und können auf diese Weise in sauerstoffarmen Gewässern überleben, indem sie zum Atmen an die Oberfläche kommen und sich dort den benötigten Sauerstoff aus der Luft holen.

Wenn euch beim nächsten Tauchgang die Fische um die Ohren sausen, seht ihr die quirligen Flossenträger vielleicht mit anderen Augen.

Erklärvideo: Wie funktionieren Kiemen?