am Puls Biologie 5, Schulbuch

105 Tierphysiologie Lungen – kompakte Atemhöhlen der Landtiere Glossar 1 Mantelhöhle : Hohlraum bei Weichtieren zwischen Fuß und Mantel. Basiskonzept Variabilität, Verwandtschaft, Geschich- te und Evolution: Im Zuge der Evolution ist der Funktionswandel von Organen häufig: Organe bilden sich nicht „aus dem Nichts“, vielmehr kommt es zu minimalen, zufälligen Änderungen von vorhandenen Strukturen. Nützliche Änderungen bleiben erhalten. Sämtliche Lungen sind durch Funktionswandel von früheren Organen, die teilweise eine ganz andere Funktion hatten, entstanden. Neben den Tracheen der Insekten entstanden im Lauf der Evolution andere Luftatmungsorgane, die allesamt als Lungen bezeichnet werden. Die- sen recht unterschiedlichen Organen ist gemein- sam, dass es sich um kompakte Einstülpungen der Außenhaut handelt (im Gegensatz zu Tra- cheen, die stark verzweigte Einstülpungen sind). Die Lungen sind durch kleine Öffnungen mit der Außenwelt verbunden, um Wasserverlust durch Austrocknung möglichst einzuschränken. Mit Ventilationsbewegungen kann die Luft ein- und ausgestoßen werden. Dagegen haben Lungen den Nachteil, dass sie auf einen Bereich des Körpers begrenzt sind. Um den aufgenommenen Sauerstoff in den Rest des Körpers zu bringen, ist ein leistungsfähiges Transportsystem nötig (siehe S. 112). Lungen sind kom- pakte Einstülpungen der Außenhaut Lungen sind mehrfach parallel entstanden Von allen Weichtiergruppen haben nur die Schnecken das Land erobert. Dabei wurden die ursprünglichen Atmungsorgane, die Kiemen, zu- rückgebildet. Gleichzeitig wurde die Mantelhöh- le 1 vergrößert, dünnhäutiger und stärker durch- blutet. Dadurch wurde dieses Gebilde zu einer einfachen Lunge. Die so entstehenden Lungen- schnecken können an der Luft (aber auch im Wasser) atmen, auch wenn bei dieser Tiergruppe die Hautatmung noch eine wesentliche Rolle spielt). Einen anderen Weg gab es in der Evolution der Spinnentiere . Die wasserlebenden Vorfahren der heutigen Spinnentiere trugen Kiemen an den Beinen, die bei der Anpassung an das Landleben sozusagen in den Körper eingezogen wurde. Bei den Spinnentieren wurden die Kiemen also zu Lungen, die fächerartigen Kiemenlamellen blie- ben im Körperinneren erhalten. Man nennt die- sen Lungentyp daher Fächerlungen . Körperflüs- sigkeit umspült die Lamellen, ein kleiner Spalt bildet die Verbindung nach außen. Während ur- tümliche Spinnentiere wie zB die Skorpione noch vier Paare kleiner Fächerlungen haben, gibt es bei Webspinnen nur ein größeres Paar. (Manche Spinnentiere besitzen zusätzlich Tracheen. Aufgrund der Verwandtschaft zu Insekten wur- den die Fächerlungen früher fälschlich als Fächertracheen bezeichnet.) Die uns bekanntesten Lungen sind die der Land- wirbeltiere , zu denen auch wir gehören. Die Entwicklung dieser Lungen ging ungefähr mit dem Landgang der Amphibien einher. Die Kie- men wurden reduziert, stattdessen übernahm ein anderes Organ die Aufgabe der Atmung: Die luftgefüllte Schwimmblase der Fische ( k Abb. 12), die diesen Tieren als Auftriebsorgan dient, wurde zur Lunge . Dieser Funktionswandel vollzog sich allmählich: Die ersten Landwirbeltiere, die Ur-Amphibien, atmeten großteils durch die Haut, zusätzlich erfolgte Gasaustausch durch die nutzlos gewor- dene Schwimmblase. Mit zunehmender Anpas- sung an das Landleben wurde die Hautatmung immer mehr eingeschränkt (um Wasserverlust durch die Haut zu begrenzen). Gleichzeitig wur- de die anfangs sehr einfache Lunge immer kom- plexer. Dieser Trend setzte sich bei den Reptilien fort. Besonders die gleichwarmen, sehr aktiven Säugetiere und Vögel haben sehr leistungsfähige Lungen. Bei verschiedene landlebende Tier- gruppen haben sich unabhängig vonein- ander unterschied- liche Lungentypen entwickelt Variabilität, Verwandt- schaft, Geschichte und Evolution Abb.12: Schwimmblase. Die Schwimmblase der Fische ist ein luftgefüll- ter Hautbeutel, der als Darmausstülpung entsteht. Im Zuge der Evolution wurde aus diesem Organ die Lunge der Landwirbel- tiere (vergleiche mit Abb. 13 auf S. 106). Schwimmblase Rückenflosse Schädel Bauchflosse Afterflosse Schwanzflosse Brustflosse Wirbelsäule Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des V rlags öbv