Warum funktionieren Kiemen nicht an Land?
Warum funktionieren Kiemen an Land nicht?
Kiemen sind ein wesentlicher Bestandteil der Atmung von Wassertieren, aber warum funktionieren sie an Land nicht? Diese Frage hat eine komplexe Antwort, die das Verständnis der Funktionsweise von Kiemen und der Unterschiede zwischen Luft und Wasser beinhaltet.
Die Struktur von Kiemen
Kiemen sind fadenförmige Strukturen, die an den Seiten der Kiemenbögen von Fischen und anderen Wassertieren befestigt sind. Sie bestehen aus einem Netzwerk aus dünnen Blutgefäßen, die von einer dünnen Haut bedeckt sind.
Wie Kiemen im Wasser funktionieren
Im Wasser diffundiert Sauerstoff aus dem Wasser durch die Kiemenhaut in die Blutgefäße. Gleichzeitig diffundiert Kohlendioxid, ein Abfallprodukt des Stoffwechsels, aus dem Blut in das Wasser. Dieser Diffusionsprozess wird durch die große Oberfläche der Kiemen und das feuchte Milieu des Wassers erleichtert.
Warum Kiemen an Land nicht funktionieren
An Land ist die Situation ganz anders. Die Luft enthält zwar Sauerstoff, aber in viel geringerer Konzentration als Wasser. Außerdem ist die Luft nicht feucht und entzieht den Kiemen schnell Feuchtigkeit. Dies führt zu folgenden Problemen:
- Austrocknung der Kiemen: Ohne das feuchte Milieu des Wassers trocknen die Kiemen schnell aus und verhärten. Dadurch wird der Diffusionsprozess behindert.
- Geringere Sauerstoffkonzentration: Die Sauerstoffkonzentration in der Luft ist viel geringer als im Wasser. Dies bedeutet, dass weniger Sauerstoff für die Diffusion in die Blutgefäße verfügbar ist.
- Fehlen von Wasser zur Entfernung von Kohlendioxid: Im Wasser wird Kohlendioxid durch den gleichen Diffusionsprozess wie Sauerstoff entfernt. An Land kann Kohlendioxid jedoch nicht so leicht entfernt werden, da kein Wasser vorhanden ist, das es aufnehmen kann.
Infolge dieser Faktoren ist der Gasaustausch durch Kiemen an Land stark eingeschränkt. Dies führt zu einer Ansammlung von Kohlendioxid im Blut und einem Sauerstoffmangel, der schließlich zum Ersticken führt.
Schlussfolgerung
Kiemen sind an Land ungeeignet, weil die Luft eine viel geringere Sauerstoffkonzentration aufweist, die Kiemen schnell trocknen und kein Wasser zur Entfernung von Kohlendioxid vorhanden ist. Diese Faktoren behindern den Gasaustausch und führen zum Tod durch Ersticken. Daher haben sich Landtiere im Laufe der Evolution andere Atmungsorgane wie Lungen entwickelt, die für die Atmung in der Luft geeignet sind.
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