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Schule > Biologie > Tiere (Zoologie) > Vergleich Atmungsorgane und Blutkreisläufe der Wirbeltiere

Vergleichen Sie die Atmungsorgane und die Blutkreisläufe der Wirbeltiere und setzen Sie deren Leistungsfähigkeit in Beziehung!
Die Atmungsorgane und die Blutkreisläufe der Wirbeltiere haben sich im Laufe der Zeit immer höher entwickelt. Der Bau ist komplizierter geworden, somit war die Leistung höher und die relative Umweltabhängigkeit des Organismus nahm zu.
Wirbeltiere haben einen geschlossenen Blutkreislauf, wobei die wechselwarmen Tiere (Fische, Lurche, Reptilien) noch keine vollständig getrennten Herzkammern haben und bei den gleichwarmen Tieren (Vögel, Säugetiere) eine Kammerscheidewand vorhanden ist. Außerdem unterscheidet man hierbei zwischen einfachem und doppeltem Blutkreislauf.
Das Atmungsorgan der Fische sind die Kiemen, welche über ihre große Oberfläche bis zu 70% des verfügbaren Sauerstoffs aus dem Wasser aufnehmen und ihn an das Blut weitergeben. Das Herz sowie der Blutkreislauf sind relativ einfach strukturiert und kennt noch keine Trennung oder Parallelschaltung von Körper- und Lungenkreisläufen. Sauerstoffarmes Blut aus dem Körper gelangt ins schlauchförmige Herz, wird von dort in die Kiemen gepumpt, mit Sauerstoff angereichert und fließt zum Zielgewebe. Das Fischherz führt also stets nur sauerstoffarmes Blut. Dieser Vorgang hat den Nachteil, dass der Blutdruck eines Fisches schwach ist und der Blutstrom durch den Körper also relativ langsam erfolgt. Außerdem liegt der Sauerstoffgehalt im Blut eines Fisches weit unter dem des menschlichen Blutes.
Kommen wir jetzt zu den Amphibien oder auch Lurchen. Sie atmen zum einen durch die nackte, feuchte Haut und zum anderen durch eine einfache, sackförmige Lunge. Das Kreislaufsystem der Amphibien unterscheidet erstmals in der Evolution klar zwischen Lungen- und Körperkreislauf. Man spricht von einem doppelten Kreislauf, weil der Lungen-(Haut)-Kreislauf und der Blutkreislauf nicht nacheinander, wie bei den Fischen, sondern parallel geschaltet werden. Einer vollständigen Parallelschaltung wirkt jedoch die Tatsache entgegen, dass sie noch keine ausgeprägte Kammerscheidewand besitzen, so vermischt sich das qualitativ schlechte sauerstoffarme mit dem qualitativ gutem sauerstoffreichen Blut in geringem Maße.
Die Lunge erhält über den Lungenkreislauf möglichst sauerstoffarmes Blut, das angereichert wird und ins Herz zurück gelangt. Dort wird es zwar mit anderen Blutqualitäten vermischt, aber versorgt wegen der anatomischen Besonderheiten und der speziellen Schlagrhythmik alle Körperregionen mit ausreichend Sauerstoff. Dies geschieht über den Körperkreislauf. Es kann jedoch noch nicht von vollständiger Parallelschaltung der Kreisläufe gesprochen werden. Das Kreislaufsystem der Amphibien ist also noch nicht so leistungsfähig und effektiv wie bei Reptilien, Vögeln oder Säugern.
Die Reptilien sind als erste reine Landbewohner und haben den Schritt ans Land endgültig vollzogen. Das hat sich auch auf das Herz- Kreislaufsystem ausgewirkt, denn durch die starke Verhornung der Haut, welche vor Austrocknung und Hitze schützt, fällt die Atmung durch die Haut ganz weg. So atmen sie durch die weiterentwickelte Lunge, welche nun Einstülpungen der Lungensäcke besitzt, was die Oberfläche vergößert. An Land brauchen die Reptilien eine wesentlich höhere Leistungsfähigkeit, weshalb die vollständige Parallelschaltung von Blut- und Lungenkreislauf notwendig ist. Dies kommt jedoch nur bei den Krokodilen vor, die eine vollständige Herzscheidewand besitzen, die das vermischen der Blutqualitäten verhindert. Bei den anderen Vertretern der Reptilien ist die Trennung der Herzhälften noch nicht ganz ausgeprägt, so dass es noch zu einer minimalen Vermischung von ca. 10-14% kommt. Aus dem Körper strömt sauerstoffarmes Blut in den rechten Vorhof, aus den Lungen fließt sauerstoffreiches Blut in den linken Vorhof. Beide Vorhöfe pumpen das Blut in die Herzkammer, aus der drei Schlagadern abgehen. In der rechten fließt sauerstoffarmes Blut zur Lunge, in der linken sauerstoffreiches Blut zum Kopf und in den Körper. Das Mischblut fließt durch die mittlere Schlagader in den Körper.
Bei den gleichwarmen Tieren, den Vögeln und Säugern hat sich die Lunge weiterentwickelt und ist noch differenzierter als bei den Reptilien. Vor allem zeichnet sich nun das Herz-Kreislaufsystem durch eine vollständige Trennung der beiden Herzhälften aus, es besteht also aus zwei Vorhöfen und zwei Kammern. Dies perfektioniert die Parallelschaltung von Blut- und Lungenkreislauf und eine Durchmischung der Blutqualitäten findet nicht mehr statt. Da die Kammerscheidewand jetzt ganz vorhanden ist, kann man das Herz in zwei Hälften geteilt betrachten, wovon jede einen Vorhof und eine Kammer besitzt. Die rechte Hälfte pumpt sauerstoffarmes Blut in den Lungenkreislauf, der dieses dann mit Sauerstoff anreichert und die linke Hälfte pumpt sauerstoffreiches Blut in den Körperkreislauf um die Organe zu versorgen. Die Trennung des Blutes ist nötig für die gleichwarmen Wirbeltiere, denn sie haben einen erheblichen höheren Stoffwechselumsatz als die wechselwarmen Tiere. Das Herz-Kreislaufsystem muss also sehr effektiv arbeiten können, was nur bei strikter Trennung der Blutqualitäten möglich ist.

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